污水处理厂网络控制系统(3)

1）实时反映污水处理流程中各个环节的水质情况、如进出水电导率、PH值、液位、流量等信息，并自动保存实时曲线、历史曲线、报表三种形式的数据信息，供管理人员管理、分析、决策。

2）手动、自动控制切换功能，通过编写组态软件，实现与现场人机界面相同的手动、自动运行切换功能。

3）故障报警，当污水处理各环节中出现超过或低于限制值的情况时，该监控系统可发出循环声音报警信号，直到故障排除。

4）事件处理,通过该监控系统，可以修改现场PLC控制器的寄存器中的数值，实现对现场紧急事件的处理，也可以切换至手动方式，直接控制阀门开关，泵的启停。

5）用户权限管理等功能，该系统设计了软件操作人员登陆管理机制，设置了多级权限，实现多级控制，因此可将一套监控系统应用于多级管理机构，节省了资源。

利用GPRS通讯技术，使得控制系统更加灵活、可操作、方便扩大控制规模，实现远程监控?上位机监视画面示意图如图4.3所示。

4.2.3 人机界面

在软件的开发过程中，人机界面的友好性显得至关重要，因为它直接和操作人员交流信息?[3]良好的人机界面不仅要直观、生动，而且还要能准确地实时再现被控对象的起初状态，如阀门的开关，泵的启停?

我们选用步科电气公司生产的MT4300C型触摸屏做人机界面接口?用户可以通过HMI人机界面接口修改风机等设备的运行时间，从而适应不同的污水达标要求?针对具体工艺要求，该系统具有两种运行方式 ?

1) 自动运行方式?控制系统根据集水井的液位高度，自动开启或关闭污水阀；集水井内PH计的设定范围，决定是否自动开启调节池或事故池；调节池的液位高度，限定自动控制提升泵1的运行；加药泵1依据PH计1令变频器控制加药量；根据电导率的测定值，自动控制电动阀门2的开启；变频器与溶解氧测定仪连锁控制风机2的鼓风量，溶解氧测定仪显示溶解氧含量，当溶解氧低于某值时自动报警；根据污泥池的液位高度，自动控制螺杆泵的启动；带式污泥脱水机自带报警显示?

2) 手动运行方式。手动运行方式也就是单步运行操作，既可以手动操作整个系统运行，也可对于系统进行检修，对部件进行逐个调试?共有3种调试方法：用控制柜中的开关对其进行控制，或通过HMI人机界面对其进行单步控制，也可以使用上位机的监视画面对其进行操作。

5 物联网概念在本项目中的应用

 物联网这一概念是指将无处不在的，末端设备和设施，包括具备“内在智能”的传感器，移动终端，工业系统等通过各种无线/有线的长距离/短距离通讯网络实现互联互通，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、报警联动、远程控制、安全防范、远程维保、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。[4]

在工业控制行业中,过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开，一方面是工业现场，仪器仪表，另一方面是数据中心，个人电脑、宽带等?在物联网时代，仪器仪表、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施，这一概念的提出，必然带动传感器技术及无线传感器网络技术的发展，并为我国正在推进的信息化与工业化融合提供新的思路?

在污水处理工艺中，需要设置大量的数据采集节点,如液位，PH值，电导率，含氧量等，现场总线技术虽然解决了布线简单、高速通讯、维护方便等问题，但毕竟信号传输距离有限。

在本项目中通过GPRS无线通讯技术，使这些节点形成了具有一定规模的传感器网络，通过把底层网络与上位机监控平台与互联网结合，实现现场数据与控制信号的双向收发，构成了一个典型的物联网络终端?组网示意图如图5.1所示。

6 总结

本项目针对分布范围广、布局复杂的污水处理控制系统提出了一种较好的方法?应用三菱Q系列PLC等设备及GPRS无线通讯技术，构建了基于GPRS的物联网终端污水处理网络控制系统，实现了无线远程多级监控?该项目在实际应用中能够运行正常，性能稳定、可靠，监控界面友好直观，操作简便?这种无线传感器网络的应用，使自动控制系统更加具有实用性和灵活性?这也正是一种物联网概念的体现与运用?

参考文献

[1] 韩冰,李芬华.GPRS技术在数据采集与监控系统中的应用 [J]. 电子技术, 2003, 30 (8) _4.

[2] 刘教瑜,吴美玲,谭杰等.GPRS DTU的设计及研究 [J]. 电力自动化设备, 2006, 26 (3) _3.

[3] 李培元.火力发电厂水处理及水质控制 [M].北京：中国电力出版社,1999.

[4] 姚万华. 关于物联网的概念及基本内涵 [J].中国信息界,2010 , (5) .