第一章 緒論 1.1 課題來源及研究意義 中國正在致力于開展一項有遠大的開發(fā)計劃以發(fā)展其污水處理的基礎建設。結果不僅將增進公眾健康和環(huán)境保護，同時還由于減輕了現(xiàn)有地表和地下水資源的污染而擴大了水資源。后者對于像中國這樣人均水資源相對較低的國家來說尤為重要。擴建廢水處理基礎設施，也為中國提供了一個進一步利用水資源的機會--污水的回用。中國清楚地認識到了這一點，并抓住時機將水回用列入到正在進行的開發(fā)計劃之中。與此同時，中國也在認真學習其他國家的經驗，來實施該項計劃。 1.2 主要研究內容 據(jù)有關資料，我國目前已建成投入生產運行的污水處理廠，自動控制監(jiān)測技術，大致有幾種情況：一種情況是建立中央控制室，中控室雙機熱備系統(tǒng)通過通信介質（如雙絞線、光纖等）連接廠內各PLC控制子站，各PLC控制子站控制現(xiàn)場的儀器儀表執(zhí)行機構，從而達到監(jiān)測控制的目的；第二種情況是在各污水處理廠直接通過各PLC子站控制各現(xiàn)場的儀器儀表；第三種情況是由于建廠時間較早或經費投入不足，廠內沒有控制系統(tǒng)。無論何種情況，由于采用的設備和技術參差不齊，給污水處理廠的生產運行、管理受到不同程度的影響，影響出水水質，有待于采用新的自動控制技術對污水處理廠自動控制系統(tǒng)進行改造、改建、甚至重建，以滿足污水處理廠生產運行的需要；同時國家宏觀經濟建設政策明確提出，要廣泛推廣科學技術在各行各業(yè)的應用，用計算機信息技術、通信技術等高科技技術，提升改造傳統(tǒng)產業(yè)，朝著生產過程自動化、管理信息化、高質量、高效率、節(jié)能的方向發(fā)展。污水處理行業(yè)亦不例外，需要采用計算機信息、通信、自動控制等高科技技術，結合污水處理行業(yè)各種處理工藝，提升改造傳統(tǒng)污水處理廠的生產、管理等工作；其次，計算機軟件技術、通信技術、自動控制技術、各種傳感器、智能儀器儀表的飛速發(fā)展，也為污水處理行業(yè)生產、管理自動化、信息化提供了強有力的技術和產品支持。 本文針對我國城市污水處理廠遠程監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)建設，提出建立系統(tǒng)的參考模型和有關技術。這個參考模型提出了城市污水處理廠遠程監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)的手段和技術方法，希望能對我國城市污水處理廠遠程監(jiān)測或監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)建設提供有益的參考。                                                                                                                                                                                       1.3方案認證 1, 下述整個系統(tǒng)具有很強的靈活性、可操作性、穩(wěn)定性和可靠性。所有運行參數(shù)可通過配方的方式一起下載保存在PLC里，并且可以隨時更改，例如，泵站的恒定水位，報警水位，停泵水位的設定，排泥時間的設定等等。本系統(tǒng)配有專家系統(tǒng)，根據(jù)不同工況優(yōu)化運行，具備遠程監(jiān)控功能，并且達到即使無人值班的情況下，也可正常運行。 2, 此系統(tǒng)已經正式運行于廣東省珠海市香洲污水處理廠，得到了預期的效果。 3, 同時此系統(tǒng)還2003年應用于新疆克拉瑪依項目的污水處理廠。 4，SLC5/05處理器及模塊 .另外還介紹了RSLogix500邏輯編程軟件、RSView32工作和運行軟件、RSLinx通訊軟件的無縫鏈接 .該系統(tǒng)具有全漢化的人機界面 ,構建了10 M Ethernet 以太網 ,實現(xiàn)了全廠的集中管理與分散控制. 第二章  項目介紹 2.1 系統(tǒng)概述 香洲水質凈化廠自動控制系統(tǒng)采用Modicon公司的 Quantum系列PLC做主站，集成Profibus DP、Modbus 、ETHERNET網絡形成一個完善的控制系統(tǒng)，完成整個廠凈化流程的控制、監(jiān)視及各開關量、模擬量的采集和報警。 2.2 系統(tǒng)配置 其系統(tǒng)如圖2-1所示：

1． 監(jiān)控層（中控室） 本系統(tǒng)監(jiān)控層INTOUCH軟件進行組態(tài)。 2． 網絡集成層  本系統(tǒng)網絡集成層采用Quantum PLC集成EtherNet、Profibus 、Modbus網絡。 3． 設備控制層 3.1).Profibus、Modbus網絡，與現(xiàn)場設備、儀表、I/O的連接。 3.2) Profibus網絡（如圖2-2所示） Profibus網絡上共有17個站：一個MASTER：Quantum系列的140 CRP 81100模塊；16個Slave :15個WAGO 750－343適配器和1個WAGO 750－333適配器。設定的波特率為187.5K/S。

3.3).MODBUS Modbus是工業(yè)控制器的網絡協(xié)議中的一種，使用主—從技術。主設備可單獨和從設備通信，也能以廣播方式和所有從設備通信，如果單獨通信，從設備返回一消息作為回應，如果是以廣播方式查詢的則不作任何回應。本系統(tǒng)的MODBUS網絡上共有20個站：一Quanturn系列的CPU—11303為主站；19個從站包括13個施耐德的軟起動器、2個施耐德的變頻器、4個施耐德的綜合電表PM500。設定的參數(shù)為19200波特率無奇偶校驗、停止為1、協(xié)議為RTU。 2.3系統(tǒng)流程圖

第三章  珠海香洲污水處理項目設計 3.1自動控制系統(tǒng)控制邏輯描述 3.1.1  PLC1 預處理格柵間 當設備處于遠程控制狀態(tài)，對設備的控制分自動、手動；當設備處于就地控制狀態(tài)，對設備不作控制。 {1} 在自動狀態(tài)下，格柵按預定時間間隔動作。（默認值：30分鐘）運行時間和間隔時間均可人工設定。 {2} 在自動狀態(tài)下，當液位差大于設定值（10cm），格柵立即啟動，并且當液位差小于設定值（10cm），進入{1}點自動運行狀態(tài)；當達到最高極限時，格柵繼續(xù)工作，并給出報警信號，最高極限可人工設定。 {3} 在自動狀態(tài)下，螺旋輸送機領先于其自控系統(tǒng)內任何一臺格柵30秒鐘啟動，滯后1分鐘停止。 {4} 格柵故障時，發(fā)出關閉該格柵前閘門的報警提示。 {5} 事故處理，當集水井水位高于4米，關進水閘門，開事故閘門東、事故閘門西。沉沙池：整套系統(tǒng)人工啟動，通過啟動按鍵向PLC發(fā)出控制命令，由PLC啟動現(xiàn)場控制盤，系統(tǒng)邏輯由控制盤完成。 {6} 其他設備：  通過啟動、停止按鍵向PLC發(fā)出控制命令，由PLC啟動、停止，對設備進行啟停操作。 3.1.2  PLC3濃縮池 通過啟動、停止按鍵向PLC發(fā)出控制命令，由PLC啟動、停止，對設備進行啟停操作。脫水機房：整套污泥脫水系統(tǒng)只能在現(xiàn)場啟動，PLC只起聯(lián)動作用。污泥脫水系統(tǒng)包括污泥脫水機，螺桿泵，加藥計量泵，螺旋輸送機，絮凝劑備料系統(tǒng)。當系統(tǒng)自動，脫水機已復位，且所有系統(tǒng)內設備處于遠程狀態(tài)時： {1} 脫水機副馬達運行，啟動螺旋輸送機和絮凝劑備料系統(tǒng)。如果10秒鐘后螺旋輸送機未運行，則發(fā)出報警信號，停污泥脫水機。 {2} 從脫水機面板發(fā)出進料信號，PLC接收信號后啟動螺桿泵，加藥計量泵。如果8秒鐘后螺桿泵或加藥計量泵任意一臺未運行，則發(fā)出報警信號，停已啟動的螺桿泵或加藥計量泵，同時停止污泥脫水機。如果螺桿泵和加藥計量泵都運行，則輸出泵啟動信號給污泥脫水機。 {3} 從脫水機面板發(fā)出停止進料信號，PLC識別信號后停止螺桿泵，加藥計量泵。如果8秒鐘后螺桿泵或加藥計量泵任意有一臺運行，則發(fā)出報警信號。 {4} 脫水機副馬達停止運行，停止螺旋輸送機和絮凝劑備料系統(tǒng)。 {5} 故障處理,以下情況被列為故障： 1) 脫水機主馬達熱故障 2) 脫水機故障報警超過10分鐘 3) 螺旋輸送機故障 4) 螺桿泵故障 5) 加藥計量泵故障 6) 絮凝劑備料系統(tǒng)低液位 當以下故障出現(xiàn)時，PLC將發(fā)出信號，停止系統(tǒng)內其他設備運行。并且，下次啟動系統(tǒng)時，須將系統(tǒng)按鈕復位。 3.1.3  PLC2、PLC4氧化溝 系統(tǒng)設系統(tǒng)自動（系統(tǒng)內所有設備均處于自動狀態(tài)），系統(tǒng)手動兩種狀態(tài)（系統(tǒng)內所有設備均處于手動狀態(tài)）以下描述均是針對系統(tǒng)自動狀態(tài)：外溝、內溝各常開兩臺轉碟。以兩臺轉碟為一組，8小時轉碟按輪換順序改變一次。輪換順序為： ①④→③⑥→②⑤ ⑦⑩→⑧⑨ 外溝溶解氧>0.45mg/l時，每隔10分鐘按順序停止1臺電機，溶解氧<0.25時，每隔10分鐘按順序啟動一臺電機。內溝溶解氧>3.5mg/l時，每隔10分鐘按順序停止一臺電機，溶解氧<2.5時，每隔10分鐘按順序啟動一臺電機。轉碟啟停順序（以氧化溝1為例）： ①④→③→⑥→②→⑤ ⑦⑩→⑧→⑨ 啟為順序，停為逆序。 注： 當啟動或停止下一臺轉碟時，如果該臺轉碟不處于遠程狀態(tài)或故障時，按順序由下一臺替上。當輪換換序時（8小時/次），如該組常開轉碟有不處于遠程狀態(tài)或故障時，由下一組轉碟替上。污泥回流泵房：通過啟動、停止按鍵向PLC發(fā)出控制命令，由PLC啟動、停止，對設備進行啟停操作。 3.1.4  PLC5二沉池 通過啟動、停止按鍵向PLC發(fā)出控制命令，由PLC啟動、停止，對設備進行啟停操作。消毒間：通過啟動、停止按鍵向PLC發(fā)出控制命令，由PLC啟動、停止，對3臺電磁閥進行一步化啟停操作。PLC對加氯機流量輸出信號是按加氯機3用一備原則處理的，即將PLC1的進水流量除以3，再除以實際開啟的加氯機數(shù)量，將結果轉換為4－20mA信號輸出給加氯機。 3.1.5  PLC6 1，集水池1＃、2＃液位取高者為有效值參與控制。 2，集水池高液位報警點為3.5m，低液位報警點為1.5m。 3，當集水井液位低于1.5m時，保留一臺泵運行。 4，當集水井液位低于1.0m時，停止所有泵運行。 3.2 上位機和監(jiān)控系統(tǒng)設計 3.2.1  RSVIEW介紹 在進入Rsview之前確定MBENET已經打開。MBENET是Rsvie