污水处理厂自动化监控系统(1)

摘要：自动化技术在能源、电力、机械、环境等行业的应用越来越广泛，也促使了自动化水平的不断提高。由于synall2000强大的网络化功能，为将来系统在子网级和企业级实施基于synall2000网络化数据监控系统打下了坚实、可靠的基础。在全面实施单个站点自动化监控的基础上，可方便地实现子网级的网络化数据自动采集与监控系统。

关键词：自动化监控可编程控制器plc

　　0前言

　　近数十年来，自动化技术的应用范围越来越广泛，应用程度也更加深入。自动化技术的普遍应用，极大地把人类从繁杂的体力劳动和不安全的工作环境中解放出来，显著地改善了人类的工作环境和提高了人类的生活质量。不仅如此，自动化技术的应用，还明显地增强了企业的竞争能力，使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。

　　随着计算机技术的快速发展和在各个领域的渗透，使基于计算机软硬件技术的自动化技术发展到了一个新的水平，并展示出了强劲的生命力和应用前景。特别是信息时代的到来、计算机网络技术的成熟和迅速普及，给自动化技术提出了新的要求和展示了新的应用前景。可以相信，基于计算机网络技术的自动控制技术将是今天和明天的应用主流。

　　在总体技术上与其他的西方国家相比，中国的自动化技术领域是一个起步较晚、水平相对落后但发展较快的一个国家。自动化技术在我国的应用，已经产生了巨大的经济效益和社会效益。为了进一步增强国家的实力和与发达国家竞争，我们还必须进一步加强自动化技术的基础研究和深化应用程度。

　　随着中国市场经济的深入发展和加入wto的即将到来，中国的传统产业为了增强市场竞争能力，开始采用各种高新技术来改造企业。采用自动化和信息技术来改造传统企业将是企业技术改造的主要途径之一。通过这种技术改造，国内企业将增强自身在国内和国际市场的竞争能力。

　　1污水处理厂的项目建设总体原则

　　污水处理厂自动监控系统的总体建设总体原则：

　　·实用性。以解决现实问题为主，坚持为领导决策服务，又为经营管理服务，为生产建设服务。

　　·先进性。采用成熟的技术，兼顾未来的发展趋势，及量力而行，又适当超前，留有发展余地。

　　·可扩展性。系统便于扩展，以保护前期投资的有效性和后续投资的连续性。

　　·经济性。以节约成本为基本出发点，建立一个运行可靠、满足公司实际需求的监控系统。

　　·易用性。系统操作简便、直观，以利于各个层次的人员使用。

　　·可靠性。确保系统可靠运行，在关键部分应有安全和容错措施。

　　·可管理性。系统从设计、器件、设备等的选型都必须考虑到系统的可管理性和可维护性。

　　·开放性。采用符合国际标准的产品，保证系统具有开放性特点。

　　2基于synall2000的监控站解决方案

　　基于synall2000系统的污水处理厂监控站（无容错）解决方案如下图2所示。

　　图1基于synall2000的监控站（无容错）解决方案

　　解决方案说明如下：对于synall2000的监控站系统，数据监控任务在一台物理计算机上完成，数据采集设备的连接和数据采集服务程序的安装运行都在相同的计算机上完成。在synall2000中，支持一台计算机挂接多台数据采集设备。在synall2000的组态开发环境中，通过定义一台i/o设备的多台子设备来完成。synall2000已经内置了目前国内外流行的数据采集设备的dll和dde驱动程序，可方便用户的使用。用户也可以自己开发设备驱动程序。用户的业务应用程序需要在synall2000的运行系统中运行。这时，称与数据采集设备相连且运行业务程序的机器为synall2000运行系统。考虑到将来系统的网络化扩展，也可以将一台计算机同时配置为synall2000浏览系统和synall2000服务器系统（解释见4.2.2）。

　　计算机系统因不可预测的因素（如系统断电、线路故障、操作系统故障、应用软件故障等）造成监控管理系统不能正常工作，在很多重要的应用领域会造成重大损失，这就要求系统必须提供可靠性良好的保障机制。传统的基于硬件（如双机热备）的方案除了较短的反应时间外，对于工业级监控管理系统，不能很好地处理以下限制。

　　·费用问题，双机系统价格昂贵、可能远远超过监控软件本身的费用。

　　·空间问题，工业监控管理系统经常需要安装在比较恶劣的工业现场，空间环境因素等可能会限制双机系统的应用。

　　·功能问题，监控系统本身可能是正常的，而它连接设备的线路却出了问题，就使双机系统很难把握这种控制的需要。

　　基于以上考虑，synall2000系统专门为集中监控管理的需要提供了基于clusteriii的多机软热备用解决机制。基于synall2000的污水处理厂监控站容错系统解决方案如图2所示。

　　图2基于synall2000污水处理厂监控站容错系统解决方案

　　解决方案说明如下：在所示的污水处理厂流量监控解决方案中，当连接该设备的synall2000运行系统（该设备的主运行系统）发现监控的设备不能正常工作或系统服务器发现连接该设备的运行系统不能正常工作时，synall2000系统服务器将通知该设备的备用运行系统（可以为子系统中其它运行系统，且有线路与该设备连接），备用主运行系统将接管该设备的数据采集与控制工作，在主运行系统恢复正常后，设备的监控权，将自动恢复到主运行系统。

　　上述软热备用模型具有以下特点：

　　·采用普通工控机即可实现传统的双机热备用方案，价格便宜，对环境和空间要求低。

　　·直接支持传统的平行数据采集路径（平行数据采集设备，平行网络等）。

　　·实现容易，简单组态即可。

　　我们建议，对于污水处理厂监控站采用容错方案，以增强系统的可靠性。

　3污水处理厂自控系统方案

　　一、系统构成

　　其网络拓扑图如下：

　　1、各污水处理站的水泵和其它i/o设备的相关参数通过plc（cqm1）进行控制；

　　2、个plc之间通过controllerlinksystem模块进行连接及数据传输；

　　3、controllerlinksystem模块传输的数据到达isynall前置机以后，可以通过光纤（如条件不允许可采用专用电话线）与交换机进行数据交换；

　　4、isynall服务器与isynall前置机经过交换机进行交换的数据在数据库中进行储存，并通过

　　isynall软件进行实时监控及数据处理。

　　（一）控制装置构成

　　该装置采用isynall（服务器、前置机）计算机监控系统，分站选用欧姆龙cqm1型可编程控制器(plc)的自动化控制系统。软件为采用太力信息产业有限公司的isynall平台开发的专用软件包。

　　选用cqm1的好处：

　　1.i/o点数可扩充到256点，实现宽域的控制

　　2.符合机械需求，可弹性调整i/o点的组合

　　3.系统维护性更高

　　4.可以根据实际需求，选择cpu及各种控制器的不同组合

　　5.可以采用controllerlinksystem模块进行多台plc的连接

　　自动检测装置包括电能、进水流量、ph值、溶解氧、氧化还原、回流污泥流量、剩余污泥流量及水位、水温等八类过程，自动检测仪表，其输出均为模拟量信号(4～20ma)。该系统基本控制思想是：功能和危险分散，监督和管理集中。　

　　（二）受控对象构成

　　受控对象包括鼓风机、水下推进器和大部分泵等设备，其输出状态信号均为开关量。　

　　（三）系统工作原理

　　现场自动检测仪表对生产中各个参数自动、连续地进行检测，同时将信号反馈给现场plc和中心控制室计算机，并在中控室模拟屏和计算机显示器上显示出来；plc和计算机比较程序中设定的工艺参数，自动地调节某台设备的工况(启动、停止或调速)，从而自动满足生产过程需要。　

　　（一）人机界面及功能

　　人机界面是操作者和系统交互联系的平台，它直接面向操作者，是用户认识评价一个系统的首要部分。本系统采用在windows环境下运行的isynall软件包它把实时动态的各种信息量以图形、文字、画面的方式有机地结合在一起，立体感强，操作简便，直观舒适。操作者可用鼠标完成对软件的全部操作，包括菜单选择、画面切换、实时数据显示、历史数据前/后翻页、报表生成及打印、故障查询及复位、文件管理、参数设定等等，每页图形均固定有即时报警信息栏、向上翻页、回到主菜单、打开报警显示屏，操作人员姓名注册显示、故障/维修/模拟报警实时显示等功能。本软件包采用的是全中文界面更有利于操作者进行操作。　

　　（二）自动控制过程

　　1、进水泵2、粗格栅3、细格栅4、刮砂桥和砂泵5、进水流量和ph计

　　6、水下推进器7、罗茨鼓风机8、回流污泥泵9、二沉池刮泥桥和浮渣泵

　　10、剩余污泥泵

　　四、系统运行与维护

　　该自动控制系统完全能够满足工艺运行需要，保证日处理水量、水质达到设计要求。由于生产需要，本系统必须24h连续运行，因此，对设备从选型到安装，从使用到维护管理都提出了较高要求。

　　4结束语

　　基于synall2000的污水处理厂自动化控制系统，是在污水处理自动化控制的一个成功范例。目前这套系统广泛运用于污水处理厂，并且运行良好，受到广泛赞誉。

　　参考文献：

　　1.高大文彭永臻等污水处理智能控制的研究、应用与发展中国给水排水.2002,18(6).-35-39

　　2.郝桂珍sbr法在我国污水处理领域中的前景河北建筑工程学院学报.2001,19(2).-37-39

　　3.唐宝玉蒋式勤实用污水处理厂网络监控系统电气自动化.2000,22(5).-49-51

　　theautomationmonitorsystemforsewagetreatmentplant

　　　　abstract:withtheapplicationofautomationinthefieldofenergy,electricpower,mechanismandenvironmentprotectionetc.theautomationtechnologyhasalsoimproved.becausesynall2000hasapowerfulfunctionofwebunite,wecancombinesub-webstogetherwithhelpofsynall2000,thusrealizemonitor-automation.frommonitoreveryindividualwebstation,wecanmonitorthewholeweb.

　　keywords:auto-monitor;plc