世紀星：透視污水處理

文章來源：《世紀星月刊》2011年第8期

1 概述

　　隨著國家對于節能的重視，污水處理行業得到了快速發展，污水處理廠的自動控制系統越來越成為污水處理穩定運行的關鍵。針對污水處理廠自動控制系統及污水工藝設備的安全運行的重要性，提出PLC和組態軟件技術在污水處理項目的應用的經驗。

2 系統構成

　　為了保證，污水處理廠的自動控制系統的穩定性和可靠性，整套污水處理流程有多個監控點，包括液位、PH值、溶氧、濁度、頻率、泵運行狀態等。各模擬量參數通過相應的變送器輸出4~20mA的標準信號，通過屏蔽電纜接至PLC的AI模塊。各模擬量輸出控制信號是以4~20mA的標準信號，從PLC的AO模塊通過屏蔽電纜接至相應設備。這些設備包括變頻器、閥門、水質分析儀。數字輸入信號為24V直流電信號，通過電纜接至PLC的DI模塊。數字輸出控制信號為24V直流電信號，從PLC的DO模塊通過電纜接至現場設備。每臺現場設備原則在其相應現地箱上輸出有三個狀態信號：故障、運行/停止、手動/自動；和一個啟動信號。

系統流程圖如下：

3 監控系統軟件

　　世紀星組態軟件是在PC機上開發的智能型人機接口（MMI）軟件系統，它以Windows 98/2000/NT/XP 中文平臺作為其操作系統，全中文界面，并充分利用了Windows的各種便利功能。

　　世紀星組態軟件由開發系統和運行系統組成。開發系統是《世紀星組態軟件》的集成開發環境，軟件開發者在這個環境中完成界面的設計、數據庫定義、動畫連接、硬件設備安裝、網絡配置、系統配置等。該系統具有先進完善的圖形生成功能；數據庫中有多種數據類型，不但能合理地抽象控制對象，而且能非常簡單、方便地對數據的報警、趨勢曲線、歷史數據記錄、安全防范等進行操作；開發者利用其豐富的圖形控件和自定義圖庫功能，可以大大減少設計界面的時間；通過簡單而實用的編程命令語言，開發者不需要編程經驗就可以設計完成實際工程；方便的硬件設備安裝向導和全面地支持國內國際工控底層設備，徹底實現工控現場的數據采集和監控功能。

　　運行系統是世紀星組態軟件系統的實時運行環境，用于顯示開發系統中建立的動畫圖形畫面，并負責數據庫與硬件設備的數據交換。運行系統能實時而形象地反映現場的所有參數和實際情況；通過實時數據庫管理從工業控制對象采集各種數據；可把數據的變化用動畫的方式形象地表示出來，同時完成實時和歷史報警、歷史數據記錄、實時和歷史趨勢曲線等監控功能；可生成歷史數據文件，用于追憶歷史事件；靈活方便的組態式報表，可充分滿足用戶的各種報表需要。

4 軟件設計

　　上位機軟件采用世紀星組態軟件為開發平臺，它的實時數據庫功能、人機界面功能、圖形功能、報表打印等功能于一身，包含動態顯示、報警、控件、趨勢、網絡通訊等組件。整套系統只包括系統總貌、報表、歷史數據查詢等畫面。通過指示燈表明設備的運行狀態。在電機運行方式為手動時，將畫面切成自動時，用鼠標點擊畫面下電機啟動按鈕可遠程啟動現場設備。傳感器的瞬時值依據實際安裝位置被分別標注到不同的分布工藝流程圖中，其實時數據和歷史數據被做成相應分布圖的子畫面。數據庫是上位機監控軟件的核心所在，因此必須依據實際需要首先將其建設好，然后將各功能模塊進行恰當的組合。實際編程過程中在定義變量時，記錄可設定為不計錄、數據變化時記錄和定時記錄，要根據實際情況選擇相應的設置，從而節省存儲空間。報表分為實時報表和歷史報表，方便用戶進行管理。

5 結束語

　　該廠污水處理的自動控制系統實現了實時監控、故障報警、歷史數據的存儲和查詢、報表的顯示和打印等多項功能，且用戶界面操作良好，易于學習。系統具有良好的通用性、可擴展性和可維護性。由于其具有設計簡單、投資少、控制效果好、易維護等優點，，大大降低了工人的勞動強度，提高了管理水平，達到了設計要求，很適合中小型污水處理廠采用。