基于PLC的污水站在线监控系统设计

张 杰

（烟台市环保工程咨询设计院 山东烟台 264000）

引言

本次研究中以某葡萄酒厂为研究对象，设计基于PLC的污水站在线监控系统，实现对有机废水进行治理的效果，降低运行过程中所产生的费用，从而为企业获取最大经济效益和社会效益。

1 污水处理监控系统设计原则

（1）标准化原则。利用标准化的数据接口、通信协议对统一化的技术标准进行合理化的使用。

（2）可靠性原则。选用质量较高的硬件设备和完善的信息技术，利于确保相关的监控系统可以在安全、稳定的环境下运行[1]。

（3）实用性与经济性并重原则。在确保监控功能实现自身价值的情况下，要确保安装和维护过程的简单性，实现操作过程中的便捷性。

2 基于PLC的污水站在线监控系统整体的构建

此次研究中的污水处理系统对相关技术具有严格的要求，在底层的时候要确保采用现场总线或者是采用工业以太网等相关技术，对于上层而言刻印选择较为优秀的组态软件。具体构架图见图1，对于污水站监控系统可以大致分为三个级别：现场级、控制级、管理级。

图1 污水处理在线监控系统构架

2.1 管理级

管理级在污水站监控系统中最重要的一个组成部分，通常采用工业计算机（上位机）或者触摸显示屏，利用为操作人员提供有效的交互界面，利于操作人员与管理层进行有效交流和沟通。对于中央监控室而言，其中所包括的功能包括：状态显示、数据管理、故障报警、数据报表、数据曲线等，为使用者提供实时的状态信息和数据的历史追溯。

2.2 控制级

控制级主要的功能是将管理级设备与现场级设备有效的联系起来。主要的功能就是时刻接受管理层中所设置的相关参数和指定的命令，对污水处理产生过程中的各个环节进行有效的控制，同时还可以将现场的实际情况直接传输到上一个级别即管理层。整个污水站在线监控系统PLC主要是采用主－从站结构，其主站选用的是西门子S7-300系列PLC，在实际应用的过程中可以有效达到水处理工艺控制的实际要求。其中CPU模块一定要具有一定的标准性,综合性价比与控制要求,在通常情况下所使用的是CPU315-2DP，该产品设有PROFIBUS-DP通信接口和MPI通信接口，在很大程度上利于实现PLC与现场设备的通讯。在基础上增加一个以太网模块的CP343-1，可以实现与上位机之间的以太网通信。

从站包含水处理、污水处理两个部分，其中污水处理站主要是选用西门子S7-200 PLC（CPU226）对现场的信号进行采集处理，并输出所需要的信号至现场设备[3]。水处理部分主要采用西门子公司的扩展模块IM153，采集现场信号并与CPU进行信号的传输。在实际安装的过程中，主站通常安装在中控室，主站与从站之间采用西门子PROFIBUS-DP现场总线进行有效的连接和数据传输，这样的方式极大的降低了线缆连接工作的任务量，提高工作效率。

2.3 现场级

现场级主要实现系统的主要基础。现场级主要是由仪表、电机、泵等器件组合而成。各个元器件对系统中的数字量、模拟量等信号进行全面的检测和采集，同时接受PLC系统的指令进行相关的动作和控制[2]，以完成设计需要实现的各项功能。

结语

本文设计的基于PLC的污水站在线监控系统，采用了目前最先进的PLC+现场总线通讯控制技术，可以在很大程度上对相关重要的数据进行实时的检测和记录，并且还可以对现场级的设备实现远程控制，完成整个污水处理厂全工艺流程的监控和调度管理。这种新型化先进的系统与传统的污水站工作模式相比，提高了污水处理控制系统的自动化和智能化水平。同时给设备运维人员提供了友好的人机交互界面，极大的提高了现场工作人员的工作效率。