贝加莱PowerPanel和X20I/O在污水处理厂自动化系统中的应用

摘要：本文介绍了贝加莱紧凑智能型Power Panel和分布式X20 I/O在污水处理厂自动化系统中的应用。基于Ethernet POWERLINK现场总线（一种工业实时以太网）和工控组态软件Power Vision的分布式控制系统，实现了对污水处理厂的自动控制和监控。整个系统采用上位机集中管理和现场控制站分散控制的方式，其上位机与现场站之间组网简单、运行速度快、通信稳定性强，操作可视化程度高，这些特点有利于提高污水处理设备的运行效率和管理水平。运行实践表明该系统具有较高的推广应用价值。

关键词：紧凑智能型Power Panel；X20 I/O；Ethernet POWERLINK；Power Vision；污水处理

1     引言

水是人类生活和国民经济发展的不可或缺的重要资源。随着经济的发展，工业现代化的加快，人口的高度集中，城市用水量和污水的排放量不断增加，加剧了用水紧张和水质污染。

建设可靠、稳定、先进、经济和可扩展的水处理自动化系统已经成为自动化和城市水行业营运管理部门共同关心的问题。微电子、通信、自动化和计算机技术的发展大大提高了水处理控制系统的信息化和智能化程度，也同时促进了水处理自动化系统向智能化方向发展。            

在污水处理控制系统中，存在着分布区域广、设备分散、控制点多、控制信息量较大、输入/输出点以开关量居多而模拟量相对较少等特点，比较适合采用PLC（或PCC）来进行控制。因此，以PLC为控制核心就成为污水处理厂自动控制系统架构的主要模式。

2   污水处理的工艺流程

目前污水处理的工艺主要包括SBR、A/O 、氧化法、CASS、HCR高效生物、膜生物法等方式。污水处理厂工艺的选择要根据占地面积、运行成本、总投资和自动化程度等因素和实际情况来选用适合的污水处理工艺。无论什么工艺，一般污水处理都包括一级处理和二级处理两部分，不同工艺的关键在于生化反应阶段工艺的不同。

■         一级处理部分

粗格栅

进水泵房

细格栅

旋流沉沙池

■        二级处理部分

生化池

储泥池

脱水机房

消毒池

污水处理的工艺流程如图1所示。

图1  污水处理的工艺流程

3          基于贝加莱控制方案的污水处理厂自动化系统

3.1系统构成      

根据城市污水处理厂工艺流程、厂区布置、生产和管理体制等方面的具体要求，污水处理厂自动化系统主要由现场控制层、集中监控层、厂部生产管理层和公司级生产调度层组成 。

现场控制层是污水处理自动化系统的基础，构成它的装置主要有PLC(或PCC)、过程检测仪表和机电控制设备等。根据厂区平面布置及工艺流程的特点，该层一般由以下工段的PLC工作站组成：

Ø         污水预处理系统/进水泵房

Ø         生化处理系统/配电中心

Ø         鼓风机房（如有鼓风机曝气）

Ø         污水消毒系统/出水泵房

Ø         污泥处理系统/脱水车间

3.2贝加莱控制方案

3.2.1系统构架

根据污水处理厂的特点和控制要求，提出了基于贝加莱工控产品的自动化系统方案，其系统架构如图2所示：

图2  基于贝加莱工控产品的污水处理自动化系统架构

3.2.2 特点

在每个现场控制站上，操作员可从现场的触摸屏（PP420）上看到整个工艺段的数据，方便读取，监控及操作，便于现场设备维护。