基于PLC的污水站在線監控系統設計

張 杰

（煙臺市環保工程咨詢設計院 山東煙臺 264000）

引言

本次研究中以某葡萄酒廠為研究對象，設計基于PLC的污水站在線監控系統，實現對有機廢水進行治理的效果，降低運行過程中所產生的費用，從而為企業獲取最大經濟效益和社會效益。

1 污水處理監控系統設計原則

（1）標準化原則。利用標準化的數據接口、通信協議對統一化的技術標準進行合理化的使用。

（2）可靠性原則。選用質量較高的硬件設備和完善的信息技術，利于確保相關的監控系統可以在安全、穩定的環境下運行[1]。

（3）實用性與經濟性并重原則。在確保監控功能實現自身價值的情況下，要確保安裝和維護過程的簡單性，實現操作過程中的便捷性。

2 基于PLC的污水站在線監控系統整體的構建

此次研究中的污水處理系統對相關技術具有嚴格的要求，在底層的時候要確保采用現場總線或者是采用工業以太網等相關技術，對于上層而言刻印選擇較為優秀的組態軟件。具體構架圖見圖1，對于污水站監控系統可以大致分為三個級別：現場級、控制級、管理級。

圖1 污水處理在線監控系統構架

2.1 管理級

管理級在污水站監控系統中最重要的一個組成部分，通常采用工業計算機（上位機）或者觸摸顯示屏，利用為操作人員提供有效的交互界面，利于操作人員與管理層進行有效交流和溝通。對于中央監控室而言，其中所包括的功能包括：狀態顯示、數據管理、故障報警、數據報表、數據曲線等，為使用者提供實時的狀態信息和數據的歷史追溯。

2.2 控制級

控制級主要的功能是將管理級設備與現場級設備有效的聯系起來。主要的功能就是時刻接受管理層中所設置的相關參數和指定的命令，對污水處理產生過程中的各個環節進行有效的控制，同時還可以將現場的實際情況直接傳輸到上一個級別即管理層。整個污水站在線監控系統PLC主要是采用主－從站結構，其主站選用的是西門子S7-300系列PLC，在實際應用的過程中可以有效達到水處理工藝控制的實際要求。其中CPU模塊一定要具有一定的標準性,綜合性價比與控制要求,在通常情況下所使用的是CPU315-2DP，該產品設有PROFIBUS-DP通信接口和MPI通信接口，在很大程度上利于實現PLC與現場設備的通訊。在基礎上增加一個以太網模塊的CP343-1，可以實現與上位機之間的以太網通信。

從站包含水處理、污水處理兩個部分，其中污水處理站主要是選用西門子S7-200 PLC（CPU226）對現場的信號進行采集處理，并輸出所需要的信號至現場設備[3]。水處理部分主要采用西門子公司的擴展模塊IM153，采集現場信號并與CPU進行信號的傳輸。在實際安裝的過程中，主站通常安裝在中控室，主站與從站之間采用西門子PROFIBUS-DP現場總線進行有效的連接和數據傳輸，這樣的方式極大的降低了線纜連接工作的任務量，提高工作效率。

2.3 現場級

現場級主要實現系統的主要基礎。現場級主要是由儀表、電機、泵等器件組合而成。各個元器件對系統中的數字量、模擬量等信號進行全面的檢測和采集，同時接受PLC系統的指令進行相關的動作和控制[2]，以完成設計需要實現的各項功能。

結語

本文設計的基于PLC的污水站在線監控系統，采用了目前最先進的PLC+現場總線通訊控制技術，可以在很大程度上對相關重要的數據進行實時的檢測和記錄，并且還可以對現場級的設備實現遠程控制，完成整個污水處理廠全工藝流程的監控和調度管理。這種新型化先進的系統與傳統的污水站工作模式相比，提高了污水處理控制系統的自動化和智能化水平。同時給設備運維人員提供了友好的人機交互界面，極大的提高了現場工作人員的工作效率。