King SCADA在新疆烏魯木齊市虹橋再生水廠的應用

宮新成　李永寧

摘 要：本文基于King SCADA作為組態軟件的中控監控系統，通過King SCADA便捷的組態畫面開發環境提供了詳盡實用的污水處理工藝流程圖、工藝參數以及報表曲線，不僅完全滿足了污水處理對于各個工藝生產過程的監控需求，同時極大的減輕了生產操作人員的勞動強度，形成了一套可靠的中控監控系統。

關鍵詞：King SCADA;污水處理;PLC

引 言

由于水資源短缺問題在我國凸顯，為了解決這一突出問題，污水處理應運而生，在污水處理過程中，如何將現場的數據進行提取并進行實時監控成為一大難題。因此諸多學者針對這一問題，提出基于King SCADA軟件進行相關研究與探討，其中，段滿珍[1]等人基于King SCADA軟件并利用數據庫模型，將路網與監控系統相結合，實現了監控系統的動態演示過程，并開發了相關的附加功能;李朝霞[2]等人通過應用King SCADA組態軟件針對特長隧道的群監控上位機系統進行了研究，并對系統的界面設計進行了相關探討;陳超[3]等人基于King SCADA系統，實現在電腦前獲取石油項目中注水的各項數據，提高了現場的管理水平;張寶[4]等人將King SCADA與西門子的S7-400系列PLC相結合，主要分析研究污水處理過程中的自動控制系統;王惠[5]等人基于King SCADA系統，通過數據采集器對不同職能儀表進行了數據采集，并將采集到的數據傳輸至能耗監測端，最后通過以太網傳輸針對相關數據進行實時監控。

1 項目概況

虹橋再生水廠改造規模3萬立方米/日，新增了深度處理設施間、清水池、吸水井、多段多級AO生物反應池加藥脫泥等設備，目前該廠完成擴改項目投入使用處理后的污水相較于改造前水質更高，使其出水水質達到（GB18918—2002）中一級A標準，且日均處理量有了極大提升。

2 工藝及自控系統介紹

該項目由King SCADA 作為上位組態軟件進行數據采集、工藝參數調節、設備運行狀態展示以及向PLC控制系統發送控制指令，PLC控制系統采用施耐德M580系列PLC作為各個子站主控，通過交換機連接光纖形成環網接入中控，依據工藝段分為了5個PLC站。

PLC1粗格柵及污水提升泵站，將服務片區各小區及其他用戶排放的生活污水經管路匯集然后經過粗格柵初級除渣后由提升泵經管道輸送至下一站。

PLC2深度處理站，此工藝段為本次改造核心工藝段之一，主要有5組深度處理濾池組成將上一級生物反應后的中水進行更細致的過濾消毒到此工藝段完成整個污水再生過程。

PLC3污泥脫水站，由污泥脫水機、加藥設備及其他相關附屬設備構成，將各級工藝段產生的雜質污泥進行脫水處理。

PLC4回流及剩余污泥泵房，將細格柵處理后的污水進行初次沉淀后再進入二次沉淀池進一步將雜質去除。

PLC5中心配電室站，此站有多段AO生物反應池，加藥設備間以及綠化送水泵房，其中多段多級AO生物反應池為另一個核心工藝段，主要分為厭氧區、缺氧區、兼氧區和好氧區，此工藝段使污水中的碳源有選擇的供給不同功能區，優先用于厭氧釋磷和反硝化脫氮等，可有效節省碳源。

3? King SCADA組態軟件的應用

King SCADA是北京亞控科技發展有限公司面向工控領域的又一力作，此軟件作為亞控科技公司面向高、中端市場的SCADA產品，King SCADA因具有友好的界面、易于開發的使用感受、強大的功能、較強的產品兼容性以及較高的可靠性，因此完全滿足本項目污水處理廠生產運行以及對工藝過程監控和管理的需求。在本項目的應用中它主要實現了以下功能：

（一）現場設備工藝流程的展示。對于一個現代化工廠來說如何將現場必要的設備盡可能的通過PLC、以太網通訊及PC組成一套適宜于本廠生產及管理的系統尤為重要。King SCADA友好易操作的開發環境可以使自控工程師在較短的時間開發出一套適用于實際工程的上位控制系統，可以對全廠的工藝流程進行清晰直觀的展現，對每個工藝段的單體設備進行詳細的布置。King SCADA提供了方便的畫圖工具，豐富的動畫鏈接，且支持靈活腳本編開發。

工程師可以通過King SCADA自帶的豐富圖庫選擇適合的設備元素進行畫面組合，也可以使用基礎工具自行繪制然后將繪制的元素制作成精靈圖或圖形模型后添加進自己的模型庫。同時為修改優化也提供了便利。例如在本項目中多段多級AO生物池中有多達16臺潛水推進器、16臺閥門，這些設備不僅需要在組態畫面中顯示運行狀態還要對每臺設備發出操作指令因此其開發工作較為復雜，而通過圖形模型及腳本結合的方式，開發出對應類型的標準模型則大大的提高了開發效率、工程的可靠性以及可維護性。

（二）方便快速的點位配置。King SCADA不僅在畫面繪制方面很方便，由于它支持變量的批量導入導出支持變量分組等操作，因此該軟件在對變量進行添加、刪除、修改、報警設置等操作時非常便捷。開發者只需將需要操作的變量選中導出即可進行靈活操作。通過批量導入導出分組的操作方式可以對大量的設備點進行連接，在提高開發速度的同時減少了邏輯不清混亂發生錯誤的可能。

（三）項目中各類設備的良好接入性。由于本項目為擴改建項目因此在新建增項目的同時還有部分原設備需要統一接入系統，在新增的5個PLC站統一為M580系列PLC，但在如加藥設備、除臭設備、脫泥設備等具有獨立控制器的單體設備中PLC型號都各不相同，本項目中使用了施耐德M580、TM221系列PLC、西門子S7-200、S7-200 smart PLC等。因此多種型號的PLC如何接入此系統正確采集數據對組態軟件的設備兼容性有較高要求。而KingSCADA豐富的驅動解決了這個難題，根據需要接入系統的PLC型號在驅動庫中選擇對應驅動安裝完成配置對應的采集點即可完成數據采集。

（四）報表、曲線及報警展示。由于本項目中涉及各類生產參數較多如：進水出水指標中的瞬時流量值、PH值、流量累計值、濁度值、氨氮值、COD 值、總磷值以及在曝氣、加藥、深度處理等工藝過程中所需的溶解氧值、液位值、ORP 值等。以上各類參數為滿足生產管理等需求在畫面相應設備工藝段處展示時的同時和需要完成生產報表、曲線查詢、報警提醒等功能。

曲線查詢時只需要通過曲線控件即可完成所需變量的曲線查看，同時還具有實時趨勢曲線與歷史趨勢曲線進行轉換的功能，用戶可以更具需求進行個性化定制化查詢。在報警功能中除了常用的報警控件可以在畫面中進行提示還可以添加語音播報功能，可在報警發生時播報報警值、報警時間等信息。在報表開發時用戶需要定制的報表較為復雜時則可以通過控件腳本實現。

4 結束語

虹橋再生水廠自投運以來，此套中央監控系統運行穩定可靠。King SCADA作為一款國產工控軟件其對工程開發人員擁有較為友好的開發環境、簡便的操作、靈活的腳本支持環境已經有了很大的進步。雖然與國外先進工控軟件還有較大差距但在以上這些方面已經有了明顯改善。通過這次的實際應用在明顯提高開發效率的同時，也為業主提供了一套完善好用的中控監控系統，提高了生產管理人員的工作效率方便了生產管理。

參考文獻

[1] 段滿珍，董博，曹會云，米雪玉.基于組態軟件的城市交通運行演示系統[J].交通與運輸（學術版），2016（01）：47-51.

[2] 李朝霞.King SCADA組態軟件在特長隧道群監控中的應用[J].山西建筑，2013，39（20）：164-165.

[3] 陳超，趙天福.應用KingSCADA系統，提高精細注水管理[J].石油化工應用，2016，35（01）：77-79.

[4] 張寶. 基于King Scada的污水處理廠監控系統的研究[D].哈爾濱理工大學，2012.

[5] 王惠，何文雪，王艷.基于KingSCADA的能耗監測系統設計[J].工業控制計算機，2015，28（09）：16-17.

作者簡介：宮新成、1993年生、男、電氣工程及其自動化專業、本科、研究方向：自動化控制