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目录

第1章概述1

第2章系统构成2

第3章测控方式4

第4章软件设计5

4.1上位机软件5

4.2PAC软件和显示面板7

第5章总结8

参考文献9

污水处理厂自动监控系统

第1章概述

随着工业的发展，人们的物质生活的提高，同时也产生了对我们的生活环境的污染。

环境是人类赖以生存的空间，是人类索取基本生活物质的宝库。

一旦被破坏，被污染则直接影响人类的生活和发展。

因此，对环境污染的治理将是不可或缺的一项重要工作。

我国的污水处理技术起步较晚，污水处理自动化的研究落后于发达国家。

对于这样一个污染严重资源受限的发展中人口大国，发展满足排放要求，处理效果好，运行费用低和国产化程度高，且自动化水平较高的污水处理控制系统，对经济的发展具有重大的现实意义，也是对国家节能减排的贡献。

城市污水处理设施是现代化城市经济发展和水资源保护不可或缺的组成部分。

如何根据自身污水处理工艺的要求与特点构建适用的高度现代化污水处理自动化系统，是每个污水厂设计初期必须解决的问题，也是保证污水处理工艺正确实施，工厂生产正常运行的必然要求。

为了适应当前污水处理工程的要求，提高污水处理效率，减少环境污染，减轻污水处理厂人员劳动强度，提高整个污水处理厂的自动化水平，采用新型的分布式控制系统成为必然的趋势。

建立污水处理工程自动监控系统，是根据污水处理工艺的过程控制要求以及污水处理厂设备的实际配置，通过仪表监测、回路调节，达到对设备运行状态进行实时监控的目的，确保污水处理过程的顺利实施。

项目应用工业控制计算机，可编程控制器plc,工业自动化组态软件技术，电力电子控制技术以及网络通信技术，结合污水处理厂的特性，设计出运行状态和参数能够自动检测和自动控制，具有自动故障应急处理能力并且具有网络通信能力的高性能，高可靠性的污水处理厂智能监控系统。

在环境保护和环境治理的大环境下，我国各水域对水质达标都有严格的规定，而国家环保机构为了进一步提高治理质量和管理效率，开始利用高科技方法实施污水处理工程。

现场总线、可编程控制器、集散控制系统、组态软件在水处理工程中充分的发挥了自动化优势，使复杂的监控环境，发展为无人监控及网络控制模式。

污水处理厂为例介绍了组态王监控软件在污水处理系统中的应用，并详细介绍了PLC、工业以太网、上位机监控等技术在污水远程集散监控系统中实现的功能以及实现方法。

第2章系统构成

为了保证系统的稳定性和可靠性，设计中采用了两级控制方案对整套污水处理系统进行监控，上位机选用两台工业控制计算机，下位机可选用硕人时代的PAC。

系统构成图如图1所示：

上位机提供一个人机交互界面，使操作人员可以通过CRT和模拟屏直观的了解现场各工艺参数及故障报警，发出相应的控制指令。

大容量存储器记录历史数据。

控制核心采用PAC，编程后的PAC能够按照内部程序对系统进行实时监控，程序启停现场设备。

由于现场监控点多、布局分散，且各工序工艺独立，为简化电缆铺设、降低系统成本、提高系统稳定性，采用两台PAC对生产工艺进行监控。

其中1PAC控制提升泵站、沉砂池、氧化沟、二沉池、回流污泥泵站的所有设备及传感器。

从PAC控制剩余污泥泵站、储泥池、加药间、脱水间的所有设备及传感器。

1、2号PAC数据通过TCP/IP进行数据交换，实现数据共享。

操作人员通过上位机向PAC发出相应的控制指令后，由PAC对现场进行直接控制。

此时即便上位机出现故障（如死机、掉电等），也不会影响系统的正常工作。

PAC能够对现场的设备进行欲处理，此时PAC相当于工控机加PLC的优点就表现出来了。

污水处理工艺流程如图2所示：

外运

第3章测控方式

整套污水处理流程可有多个监控点，包括液位、PH值、溶氧、浊度、频率、泵运行状态等。

各模拟量参数通过相应的变送器输出4~20mA的标准信号，通过屏蔽电缆接至PAC的AI模块。

信号从PAC的AO模块通过屏蔽电缆接至相应变频器、启闭阀门。

数字输入信号为24V直流电信号，通过电缆接至PAC的DI模块。

数字输出控制信号为24V直流电信号，从PAC的DO模块通过电缆接至现场设备。

每台现场设备原则在其相应现地箱上输出有三个状态信号：

故障、运行/停止、手动/自动；和一个启动信号。

为了使现场与PAC完全隔离，PAC所有数字量模块与现地箱中间必须加辅助继电器。

所有输出信号（包括模拟量和数字量）由PAC内部程序或上位机指令控制。

第4章软件设计

4.1上位机软件

上位机软件可采用的是组态软件组为开发平台，整套系统建设有多幅实时监控画面，包括系统总貌、提升泵站与除砂池、氧化沟、二沉池、泥路、加药脱水间。

其通过指示灯表明设备运行状态。

在电机运行方式为手动时，用鼠标点击画面下排电机启动按钮可远程启动现场设备。

传感器的瞬时值依据实际安装位置被分别标注到不同的分布工艺流程图中，其实时数据和历史数据被做成相应分布图的子画面，可在分布工艺流程图中直接点击按钮进入。

整个软件界面呈树状排列，查阅、操作简便。

数据库是上位机监控软件的核心所在，因此必须依据实际需要首先将其建设好，然后将各功能模块进行恰当的组合。

实际编程过程中在定义变量时，记录可设定为不计录、数据变化时记录和定时记录，要根据实际情况选择相应的设置，从而节省存储空间。

报表分为实时报表和历史报表2种。

下面的图形是HOMS5.0在电脑上显示的相关设备的监控画面

图4.1-1

图4.1-2

图4.1-3

图4.1-4

图4.1-5

4.2PAC软件和显示面板

使用硕人时代的PAC分别进行编程。

显示面板直接和PAC主机相连，同样采用树形结构设计，依据不同的生产工艺区，将所有控制设备分成：

提升泵站、沉沙除沙池、氧化沟、二沉池、回流污泥泵站、剩余污泥泵站、储泥池、加药间、脱泥间设备。

所有传感器量均归属于各自的子界面。

第5章总结

系统实现了实时监控、故障报警、历史数据的存储和查询、报表的显示和打印等多项功能，且用户界面操作良好，易于学习。

系统具有良好的通用性、可扩展性和可维护性。

通过以上设计可使，大大降低了工人的劳动强度，提高了管理水平。

该系统为城市污水处理全自动化设计提供了极好的物质参考。

参考文献

[1]贾贵礼.组态软件控制技术.北京理工大学出版社.2007,8

[2]胡亨魁.水污染控制工程.武汉理工大学出版社.2003,8

[3]孙政顺.硬件外部设备维修图书:

PLC技术.高等教育出版社.2005,6