King SCADA在新疆乌鲁木齐市虹桥再生水厂的应用

宫新成　李永宁

摘 要：本文基于King SCADA作为组态软件的中控监控系统，通过King SCADA便捷的组态画面开发环境提供了详尽实用的污水处理工艺流程图、工艺参数以及报表曲线，不仅完全满足了污水处理对于各个工艺生产过程的监控需求，同时极大的减轻了生产操作人员的劳动强度，形成了一套可靠的中控监控系统。

关键词：King SCADA;污水处理;PLC

引 言

由于水资源短缺问题在我国凸显，为了解决这一突出问题，污水处理应运而生，在污水处理过程中，如何将现场的数据进行提取并进行实时监控成为一大难题。因此诸多学者针对这一问题，提出基于King SCADA软件进行相关研究与探讨，其中，段满珍[1]等人基于King SCADA软件并利用数据库模型，将路网与监控系统相结合，实现了监控系统的动态演示过程，并开发了相关的附加功能;李朝霞[2]等人通过应用King SCADA组态软件针对特长隧道的群监控上位机系统进行了研究，并对系统的界面设计进行了相关探讨;陈超[3]等人基于King SCADA系统，实现在电脑前获取石油项目中注水的各项数据，提高了现场的管理水平;张宝[4]等人将King SCADA与西门子的S7-400系列PLC相结合，主要分析研究污水处理过程中的自动控制系统;王惠[5]等人基于King SCADA系统，通过数据采集器对不同职能仪表进行了数据采集，并将采集到的数据传输至能耗监测端，最后通过以太网传输针对相关数据进行实时监控。

1 项目概况

虹桥再生水厂改造规模3万立方米/日，新增了深度处理设施间、清水池、吸水井、多段多级AO生物反应池加药脱泥等设备，目前该厂完成扩改项目投入使用处理后的污水相较于改造前水质更高，使其出水水质达到（GB18918—2002）中一级A标准，且日均处理量有了极大提升。

2 工艺及自控系统介绍

该项目由King SCADA 作为上位组态软件进行数据采集、工艺参数调节、设备运行状态展示以及向PLC控制系统发送控制指令，PLC控制系统采用施耐德M580系列PLC作为各个子站主控，通过交换机连接光纤形成环网接入中控，依据工艺段分为了5个PLC站。

PLC1粗格栅及污水提升泵站，将服务片区各小区及其他用户排放的生活污水经管路汇集然后经过粗格栅初级除渣后由提升泵经管道输送至下一站。

PLC2深度处理站，此工艺段为本次改造核心工艺段之一，主要有5组深度处理滤池组成将上一级生物反应后的中水进行更细致的过滤消毒到此工艺段完成整个污水再生过程。

PLC3污泥脱水站，由污泥脱水机、加药设备及其他相关附属设备构成，将各级工艺段产生的杂质污泥进行脱水处理。

PLC4回流及剩余污泥泵房，将细格栅处理后的污水进行初次沉淀后再进入二次沉淀池进一步将杂质去除。

PLC5中心配电室站，此站有多段AO生物反应池，加药设备间以及绿化送水泵房，其中多段多级AO生物反应池为另一个核心工艺段，主要分为厌氧区、缺氧区、兼氧区和好氧区，此工艺段使污水中的碳源有选择的供给不同功能区，优先用于厌氧释磷和反硝化脱氮等，可有效节省碳源。

3  King SCADA组态软件的应用

King SCADA是北京亚控科技发展有限公司面向工控领域的又一力作，此软件作为亚控科技公司面向高、中端市场的SCADA产品，King SCADA因具有友好的界面、易于开发的使用感受、强大的功能、较强的产品兼容性以及较高的可靠性，因此完全满足本项目污水处理厂生产运行以及对工艺过程监控和管理的需求。在本项目的应用中它主要实现了以下功能：

（一）现场设备工艺流程的展示。对于一个现代化工厂来说如何将现场必要的设备尽可能的通过PLC、以太網通讯及PC组成一套适宜于本厂生产及管理的系统尤为重要。King SCADA友好易操作的开发环境可以使自控工程师在较短的时间开发出一套适用于实际工程的上位控制系统，可以对全厂的工艺流程进行清晰直观的展现，对每个工艺段的单体设备进行详细的布置。King SCADA提供了方便的画图工具，丰富的动画链接，且支持灵活脚本编开发。

工程师可以通过King SCADA自带的丰富图库选择适合的设备元素进行画面组合，也可以使用基础工具自行绘制然后将绘制的元素制作成精灵图或图形模型后添加进自己的模型库。同时为修改优化也提供了便利。例如在本项目中多段多级AO生物池中有多达16台潜水推进器、16台阀门，这些设备不仅需要在组态画面中显示运行状态还要对每台设备发出操作指令因此其开发工作较为复杂，而通过图形模型及脚本结合的方式，开发出对应类型的标准模型则大大的提高了开发效率、工程的可靠性以及可维护性。

（二）方便快速的点位配置。King SCADA不仅在画面绘制方面很方便，由于它支持变量的批量导入导出支持变量分组等操作，因此该软件在对变量进行添加、删除、修改、报警设置等操作时非常便捷。开发者只需将需要操作的变量选中导出即可进行灵活操作。通过批量导入导出分组的操作方式可以对大量的设备点进行连接，在提高开发速度的同时减少了逻辑不清混乱发生错误的可能。

（三）项目中各类设备的良好接入性。由于本项目为扩改建项目因此在新建增项目的同时还有部分原设备需要统一接入系统，在新增的5个PLC站统一为M580系列PLC，但在如加药设备、除臭设备、脱泥设备等具有独立控制器的单体设备中PLC型号都各不相同，本项目中使用了施耐德M580、TM221系列PLC、西门子S7-200、S7-200 smart PLC等。因此多种型号的PLC如何接入此系统正确采集数据对组态软件的设备兼容性有较高要求。而KingSCADA丰富的驱动解决了这个难题，根据需要接入系统的PLC型号在驱动库中选择对应驱动安装完成配置对应的采集点即可完成数据采集。

（四）报表、曲线及报警展示。由于本项目中涉及各类生产参数较多如：进水出水指标中的瞬时流量值、PH值、流量累计值、浊度值、氨氮值、COD 值、总磷值以及在曝气、加药、深度处理等工艺过程中所需的溶解氧值、液位值、ORP 值等。以上各类参数为满足生产管理等需求在画面相应设备工艺段处展示时的同时和需要完成生产报表、曲线查询、报警提醒等功能。

曲线查询时只需要通过曲线控件即可完成所需变量的曲线查看，同时还具有实时趋势曲线与历史趋势曲线进行转换的功能，用户可以更具需求进行个性化定制化查询。在报警功能中除了常用的报警控件可以在画面中进行提示还可以添加语音播报功能，可在报警发生时播报报警值、报警时间等信息。在报表开发时用户需要定制的报表较为复杂时则可以通过控件脚本实现。

4 结束语

虹桥再生水厂自投运以来，此套中央监控系统运行稳定可靠。King SCADA作为一款国产工控软件其对工程开发人员拥有较为友好的开发环境、简便的操作、灵活的脚本支持环境已经有了很大的进步。虽然与国外先进工控软件还有较大差距但在以上这些方面已经有了明显改善。通过这次的实际应用在明显提高开发效率的同时，也为业主提供了一套完善好用的中控监控系统，提高了生产管理人员的工作效率方便了生产管理。

参考文献

[1] 段满珍，董博，曹会云，米雪玉.基于组态软件的城市交通运行演示系统[J].交通与运输（学术版），2016（01）：47-51.

[2] 李朝霞.King SCADA组态软件在特长隧道群监控中的应用[J].山西建筑，2013，39（20）：164-165.

[3] 陈超，赵天福.应用KingSCADA系统，提高精细注水管理[J].石油化工应用，2016，35（01）：77-79.

[4] 张宝. 基于King Scada的污水处理厂监控系统的研究[D].哈尔滨理工大学，2012.

[5] 王惠，何文雪，王艳.基于KingSCADA的能耗监测系统设计[J].工业控制计算机，2015，28（09）：16-17.

作者简介：宫新成、1993年生、男、电气工程及其自动化专业、本科、研究方向：自动化控制