基于以太网的污水处理控制系统
污水处理计算机控制系统的设计与实现
污水处理计算机控制系统的设计与实现陈荣;王海瑞【摘要】This paper introduces in detail the process flow of wastewater disposal. . And designs the distributive control system in wastewater disposal plant based on 3-tiered architecture (Ethernet, Controller Link, Devicenet) of OMRON PLC. According to control objective of each part and the features of actuator, this paper designs PLC program of each part of wastewater disposal process and emphasizes on studying PID control algorithm of dissolved oxygen in SBR craft. Upon the completion of the PLC control task) we design the monitor pictures based on citect6. 0 which is software development platform. Through the monitor pictures we could monitor realtime parameter and get the realtime information. Monitor pictures includes general flow picture, control pictures of each part, trend pictures, alarm pictures and PID control picture. The whole DCS have been running for one year after production. It has a capacity to treat wastewater up to 12000 m3/ d, and ultimately realized the win-win situation of environmental protection and economic benefits.%对化工厂污水处理的工艺流程给予了详细的介绍,并据此提出了应用OMRON PLC典型的三层网络架构(管理层的以太网(Ethernet)、控制层的控制器网(Controller Link)和设备层的Devieenet网)来构建污水处理厂集散控制系统；根据污水处理过程各个部分的控制目标和执行机构的特点,给出了污水处理各个部分的下位机PLC控制程序流程,进而对下位机控制程序进行了详细的设计；在下位机的设计中,重点研究了污水处理过程中SBR工艺中溶解氧浓度的PID控制算法；设计并开发了基于Citect 6.0组态软件的上位机监控界面,实现了对现场设备运行参数的在线监控和故障报警信息的实时显示；上位机监控界面主要包括系统工艺流程界面,各个部分的控制界面,报警界面,趋势界面和PID控制界面等;整个污水处理计算机控制系统投入持续运行一年,日处理污水达到了12000m3/d,最终实现了环保和经济效益的双赢局面.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2012(020)004【总页数】3页(P976-978)【关键词】污水处理;计算机控制系统;DCS;PID;远程监控【作者】陈荣;王海瑞【作者单位】四川机电职业技术学院信息工程系,四川攀枝花617000;昆明理工大学信息工程与自动化学院,云南昆明650093【正文语种】中文【中图分类】TP2730 引言污水是环境污染的重要因素之一，已是世界关注的重点，治理水污染的课题已列入世界环保组织的工作日程。
污水处理智能管理系统
污水处理智能管理系统污水处理智能管理系统是一种利用先进的技术手段来监测、控制和管理污水处理过程的系统。
它通过采集、传输和分析污水处理过程中的各种数据，实现对污水处理设备和工艺的智能化管理，提高处理效率和水质监测的准确性。
一、系统架构和功能污水处理智能管理系统主要包括数据采集模块、数据传输模块、数据分析模块和远程控制模块等几个主要部份。
1. 数据采集模块：该模块负责采集污水处理过程中的各种数据，包括进水水质、出水水质、污泥浓度、处理设备运行状态等。
常用的数据采集手段包括传感器、仪器仪表等。
2. 数据传输模块：数据采集模块采集到的数据需要通过网络传输到数据分析模块进行处理。
常用的数据传输方式包括有线传输（如以太网、RS485等）和无线传输（如WIFI、4G 等）。
3. 数据分析模块：该模块负责对采集到的数据进行分析和处理，提取有价值的信息。
常见的数据分析方法包括数据挖掘、机器学习等。
通过对数据的分析，可以实现对污水处理过程的优化和预测。
4. 远程控制模块：该模块允许操作人员通过远程方式对污水处理设备进行监控和控制。
操作人员可以通过手机、电脑等终端设备实时了解污水处理过程中的运行情况，并进行相应的调整和控制。
二、系统优势和应用场景1. 提高处理效率：污水处理智能管理系统可以实时监测污水处理设备的运行状态和水质情况，及时发现问题并进行处理，提高处理效率。
2. 降低运维成本：系统可以自动采集和分析数据，减少人工干预，降低运维成本。
同时，通过远程控制模块，可以减少现场操作人员的工作量。
3. 提高水质监测准确性：系统通过采集和分析大量的水质数据，可以更加准确地监测水质的变化，及时发现异常情况并采取相应的措施。
4. 应用场景广泛：污水处理智能管理系统可以广泛应用于城市污水处理厂、工业废水处理厂、农村污水处理站等各类污水处理设施，提高整体处理效率和水质监测水平。
三、系统案例和效果展示某市某污水处理厂引入了污水处理智能管理系统后，取得了显著的效果。
基于PLC的污水处理厂自动控制系统
基于 PLC 的污水处理厂自动控制系统发布时间：2021-04-26T10:39:30.087Z 来源：《基层建设》2020年第33期作者：张永光1 王寅仲2[导读] 摘要：随着PLC技术发展的日益成熟，该技术已经在工业自动化控制系统中应用的越来越广泛。
1光大水务科技发展（南京）有限公司；2 南京万德斯环保科技股份有限公司摘要：随着PLC技术发展的日益成熟，该技术已经在工业自动化控制系统中应用的越来越广泛。
与其它控制方式相比较，PLC具备高可靠性以及灵活性的特征，能够较好的适应复杂的工况。
本文结合当前污水处理厂设备运行的实际需求，对PLC在污水处理厂自动控制系统中的运用展开了分析，旨在给行业工作人员提供有益参考。
关键词：PLC；污水处理；自动控制近年来，随着我国环境保护和污染治理力度的不断加大，污水处理行业规模越来越大，设备的性能和运行效率不断提高，自动化程度也越来越高，稳定高效的自动控制系统是保证污水处理厂安全运行的重要前提，因此，如何提升系统的控制精度、提高系统集成度和鲁棒性是污水处理厂控制系统的面临主要问题。
针对这样的现实需求，一种PLC+工业以太网+上位机组态软件的解决方案被提出，其中以PLC 作为现场设备执行机构的控制器，采用多PLC 分散布置方案对多个设备分别控制，再利用工业以太网将多个PLC 与上位机整合成完整的监控系统，该方案能够保证各个子系统的独立性，在运行中不会出现相互干扰问题，因此，整个系统具有可靠性高，维护简单的特点，操作人员能实现远程监控功能，有效节约了污水处理厂的人力资源和维护成本。
1 城市污水处理的重要性城市发展中，水环境是承载城市健康发展的重要基础和保障，因此，在这一背景下，市政污水处理项目建设的重要性也就越发凸显出来，城市污水处理项目建设和运营也就越来越被人们关注和重视。
但是，在我国城市长时间发展中，过于追求速度，对于市政工程建设重视程度远远不足，因此导致很多城市的污水处理项目无论是数量、规模还是配套设施都无法满足城市污水处理的需求。
基于以太环网的污水处理系统设计与应用
污水处理厂自动化控制系统集成方案（北京金控）
污水处理厂自动化控制系统集成方案（北京金控）污水处理厂自动化控制系统集成方案北京金控自动化技术有限公司1、概述本自动控制系统以标准的、开放的工业以太网作为系统主干网络，配以高性能、高可靠性的现场控制站组成，并满足安全、实用、经济、高效的要求，达到当前污水厂自动化先进水平。
根据工程的实际情况及工艺要求，自控系统采用“集中管理、分散控制、资源共享”的集散型系统。
整个系统由信息层（管理层）、监控层和现场控制层组成。
采用这种结构可使生产过程中的信息能够集中管理，以实现整体操作、管理和优化；同时，也使得控制危险分散，提高系统可靠性。
中控室监控计算机和现场控制分站(可编程控制器PLC)组成全厂工业以太环网。
2、PLC控制站PLC现场控制站用于现场各车间数据采集与控制。
每个控制站的PLC将监测和控制有关区域的所有设备和过程，并且通过TCP/IP以太光纤环网与监控计算机相连，中控室能够观察到厂内重要设备的运行状态和工艺参数，完成对现场设备的操作与控制、参数的设置和修改。
现场控制PLC站及现场设备控制单元提供实时I/O控制、数据采集和编辑下载等功能。
3、上位监控系统上位监控系统是指在厂区的中心控制室对全厂的设备和工艺运行情况进行监控，它是通过通讯系统采集到系统内各个站点的设备工作状态和各种与调度、控制有关的工艺参数，根据整个系统的运转情况，进行统一调配、控制。
上位监控系统包括监控计算机、通用接口装置、网络通讯系统、打印机、不间断电源、操作台及上位监控软件等。
4、仪表系统成分分析仪表是对物质的成分及性质进行分析和测量的仪表，是现代工业生产过程中进行自动监测和自动控制，以达到优质高产、节能降耗以及保证安全生产和保护环境的目的。
自动分析仪表是污水处理系统中对一些复杂化学成分进行检测的常用仪表，如污泥浓度计、总磷检测仪、氨氮检测仪、COD检测仪等。
5、其它先进技术的应用（1）W EB技术。
基于WEB的远程监控技术通常是指通过网页浏览方式远程登陆自动控制系统，以进行监测和控制。
基于工业以太网的多PLC污水处理系统
信息职业技术学院学生毕业设计（论文）报告毕业设计（论文）任务书专业电气自动化技术班级姓名一、课题名称：基于工业以太网的多PLC污水处理系统二、主要技术指标（或基本要求）：通过自动化系统S7300PLC对污水处理厂进行改进,使用wincc组态监控对污水处理厂进行整个环节的监控与控制，减少人力的消耗，中间运用以太网对PLC和上位机之间进行通讯。
三、主要工作内容：（1）讲述现如今污水处理的趋势。
（2）介绍工业以太网以及它的安全性。
（3）介绍整个污水处理的流程。
（4）对部分环节进行具体介绍。
（5）PLC的选型和硬件搭建，整个程序的详细介绍。
（6）组态软件上位机的监控。
四、主要参考文献:[1]辛亭，白东坡，宋晓兰. 基于PLC的污水处理控制系统[J]. 中国科技信息，2011，08：37-38._______________________________________________________[2]丁鑫，王乐清. 生活污水处理的PLC控制系统设计[J]. 工业控制计算机，2011，05：89-90.[3]宋青，王文成. 基于工业以太网多PLC的污水处理控制系统[J]. 自动化与仪表，2011，06：28-32.[4]姜路，杨丽芳，张文波，王强，严荣. PLC在MBR膜生活污水处理系统中的应用[J]. 中国给水排水，2011，10：76-78.学生（签名）20 年月日指导教师（签名）20 年月日教研室主任（签名）20 年月日二级学院领导（签名）20 年月日毕业设计（论文）开题报告基于工业以太网的多PLC污水处理系统目录摘要Abstract第一章前言 (1)第二章污水处理的发展现状及趋势 (2)2.1PLC污水处理系统的基本介绍 (2)2.2污水处理的发展现状及趋势 (2)第三章工业以太网污水处理系统的目的和意义 (3)3.1工业以太网的介绍 (3)3.2工业以太网的安全性 (3)第四章系统整体设计 (5)4.1污水处理系统的总系统流程 (5)4.2系统的具体设计 (5)第五章污水处理系统的硬件 (9)5.1通讯 (9)5.2硬件选型 (9)第六章污水处理系统软件设计 (10)6.1PLC设计 (11)6.2PLC选型 (12)6.3PLC部分程序图 (12)第七章上位机的监控. (15)7.1W IN CC的简介 (15)7.2W IN CC的主要特点 (15)7.3上位机的监控 (15)结束语 (17)参考文献答谢辞摘要随着信息网络技术的提高和以太网技术本身的逐步完善，自动控制通信技术的大趋势已经逐渐转向基于工业以太网的工业控制网络了。
论文(设计)-基于以太网PLC 污水处理自动控制42260
基于以太网PLC污水处理自动控制李春湖（中石化资产管理公司扬子石化分公司水厂 210048）摘要: 简要介绍了扬子石化公司水厂污水处理生产工艺流程和该厂采用网络通讯的结构特点。
使用以太网连接各单元PLC实现自动化生产, 根据该厂具体情况实行的一些控制方法。
关键词:污水处理以太网 PLC 控制逻辑Abstract：The production process of the YPC waste water treatment plant is presented, the construction characteristics of the communication network that the factory adopt is described, then some PLC control methods for that factory which is based on the Ethernet network is introduced.Keywords: waste water treatment；Ethernet network；PLC； control logic引言:扬子污水处理装置是为扬子石化公司配套污水处理装置,为了满足扬子-巴斯夫污水及周边部分企业污水处理，为了适应污水排放标准提高，进行多次次改造。
由于分期改造各个控制系统比较分散，而且使用多种型号PLC，有GE90-30、GE PAC RX3i 和Schneider PLC 140CPU65150（施耐德电气）及西门子S7-300等，为了将数据进行集中控制和管理，我们将各站之间的通讯由与之配套的光纤、交换机构成以太网网络控制系统。
达到分散控制和集中管理。
图一、污水处理工艺流程1污水处理工艺流程（图一）生活污水、YPC生产污水和BYC生产污水通过3条管路进入污水处理装置，最大处理量每小时3500吨，首先经过预处理处理工艺，通过曝气沉淀池、初沉池对污水中悬浮物及沉淀物进行分离,通过气浮去除污水中大部分油，在通过离心脱水机脱水将沉淀物分离，然后进入匀质池再分别进入纯氧、A/O处理,经过二沉池沉淀,在污水中加入臭氧，进入BAF(生物曝气滤池)进行曝气处理，最后达标排放（COD<55），其中部分水回用，用于对池气息及生化塘景观池用水。
污水处理厂网络控制系统
污水处理厂网络控制系统随着移动通讯技术的飞速发展,基于GPRS技术的无线通讯当前正得到广泛应用,将该通讯技术应用于工业控制系统中,可以把传统的数据采集方式转变为远程无线数据采集,实现物联网终端设备的互联互通｡本参赛项目正是基于物联网这一热点话题,应用三菱Q系列PLC,GPRS-DTU等设备,针对橡胶厂在生产过程中产生的碱性工业废水净化处理工艺,研发高效低耗的污水处理网络控制系统｡在传统污水处理工业中，一直存在着监测节点分散，有线网络数据传输有限｡污水处理作为工业生产的附加产业，为提高生产效益,降低工程费用，实现远程监控、少人甚至无人监管具有重要的意义｡将网络覆盖范围更广、网络连接更方便的GPRS技术应用到污水处理监控系统，与工业现场的传感器相融合，从根本上解决原有问题，实现工业现场的远程实时监控｡2 GPRS 技术简介GPRS（General Packet Radio Service），通用无线分组业务，是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接｡通俗地讲，GPRS是一项高速数据处理的技术，方法是以“分组”的形式将资料到传送用户手上｡GPRS被广泛应用于www浏览、信息查询，远程监控等领域｡GPRS除了频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则以及TDMA帧结构与GSM相同，还具有以下的特点：1)高速传输可以稳定地传送大容量的高质量音频与视频文件，实际应用中GPRS可提供高达56~115 kb/s的传输速度，最高理论值能达171.2kb/s｡2)永远在线当进行通信时，只要能够得到无线信道，GPRS就能建立连接；而用户处于“在线”状态，不需使用拨号Modem建立连接。
3)价格低廉对于分组交换模式，用户只有在发送或接收数据期间才占用资源，多个用户可高效率地共享同一无线信道，从而提高了资源的利用率｡计费以用户通信的数据量为主要依据｡[1]综合上述技术特点，GPRS技术特别适用于间断的，突发性的或频繁的少量的数据传输场合。
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出水
境科学与工程学院 ， 硕士学位 ， 助教 ， 主要从事 水污染控 制及污水 处
理系统的 自动控制研究。
图 １ 氧化 沟 工 艺 污 水 处 理 流 程 图
・
５ ・ ４
山
西
化
工
２１ ００年 ８月
１ ２ 工 艺 要 求分 析 ．
污水 处理 自动控 制系统 从下到 上可划 分为 ３个 控制 管理 层次 ： 控制层 、 监控 层 、 理层 。 管
２ ）除砂 。主要 由细 格栅 机 、 转鼓 清污 机 和沉 砂 池组 成 。细格栅 机和清 污机 的任务 是进一 步将 污水
的启停及工作强度， 并对相关监测点进行监测及信 号采 集 ， 照污水 处理工 艺要 求实现开 关量 、 拟量 按 模 的输 人数据 采集 ， 通过 内部程 序 的计算 和逻辑 运算 ，
ｌ 污 水 处 理 工 艺 控 制 过 程
１ １ 污 水 处 理 工 艺过 程 ．
污 水处 理 的主 要方 法 有 物 理 法 、 化学 法 和生 物 法 三大类 。城 市 污水 中 的污 染 物 是 多 种 多样 的 ， 往 往需 要将 几种 方 法 组合 起 来 ， 能 去除 不 同性 质 的 才 污染 物与 污泥 ， 到净化 的 目的。 目前 ， 国城 市 污 达 我
第３ ０卷 第 ４期
２１ ０ ０年 ８月
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Ｖ １ ３ Ｎｏ ４ ０． ０ ． Ａｕ ．２ １ ｇ ００
Ｓ ＨＡＮⅪ Ｃ ＨＥＭＩ ＣＡＬ Ｉ ＤＵＳｎ Ｙ Ｎ
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基 于 以太 网 的 污 水 处 理 控 制 系 统
马 小 丽
水处理 主 要 以生物 法为 主 ， 以物理 法 和化 学法 为辅 。
收 稿 日期 ：０ ００ －９ ２１－ ０ ６
进 奎升 袈 氧沟 水 污 Ｈ 蓼Ｈ 化Ｈ
Ｈ沉ｌ 二池
紫外线 消毒间
工
出水井
＿＿ －＿ －●＿ ● ●＿＿ ＿— ＿
作者简介 ： 马小丽 ， ，９５年 出生 ，０ ６年毕业 于太原理 工大学 环 女 １７ ２０
２ １ １ 控制 层功 能 ．．
控制层 ， 称 现场 层 ， 污 水 处 理 控 制 的最 低 也 是
层， 由若干 Ｐ Ｃ控制站组成序控制器 Ｐ Ｃ根据水位测量仪测得 的泵房 Ｌ 液位来 控制 泵 的起 停 及 流 量 ， 泵房 的液 位维 持 在 使 设定 值 。
２ １ 控制层 ．
１ ）进 水 。污水经过 集水 井 的粗 格栅 ， 由进水 泵 房提 升至 处理装 置 。主要设备 有格 栅机 、 清污机 、 潜 水泵 等 。粗格栅 机和清 污机 的功能 是把污 水 中体积 较 大的物 体过滤 掉 ； 水 泵 的作用 是 把 粗 过滤 的污 潜 水泵人 除砂 系统 。 在泵 房 中设 有 超 声 波 液位 仪 表 ，
按 处 理程 度 划 分 ， 水处 理 技 术 可分 为 １级 、 污 ２ 级 和 ３级 处理 。典 型 的 城市 污 水 处 理 系 统 由格 栅 、 沉 砂池 、 沉 池 、 沉 池 、 初 二 曝气 池 、 污泥 浓 缩池 、 污泥 消化 池 、 消毒 问 等 组 成 。 以山西 某 采 用 氧 化 沟 工艺 的污水处 理 厂为 例 ， 工 艺 流 程 如 图 １所 示 。首先 其 采用 物理 法对 污水 进 行 １级 处 理 ， 除 污水 中呈 悬 去
浮状态的 固体污染物质 。１级处理 主要包 括粗格 栅、 细格栅 、 沉砂池 。１ 级处理完成后进人 ２级处理
过程 。该 过程 一般 采 用 生 物 处 理法 ， 利用 活 性 污 泥
业 自动控制技术、 计算机及 网络通讯技术与污水处 理过程相结合 ， 设计 出一套基于工业以太网及 Ｐ Ｏ Ｒ— ＦＢ Ｓ现场 总线 的 自动 控 制 系 统 方 案 ， 现 了生 产 ＩＵ 实
的分散 控 制和集 中管理 以及 与公 司 内各部 门之 间 的
信息共 享 。
法或生物膜法使污水中的有机物被微生物吸收或分
解 氧化 为无 机 物 ， 水 得 到 进 一 步 净 化 。２级处 理 污
主要包 括 生物 滤池 、 气 池 和二 沉 池 。二 沉 池 的出 曝
水经过 消 毒排放 进 人 ３级 处理 ， 用 的工 艺 有 混凝 常 沉淀 和 过 滤 。污 泥处 理 主 要包 括 浓 缩 、 化 、 消 脱水 、 堆 肥或 卫生 填埋 。
引 言
国家环保总局对我 国 ５ ５个城 市 ５５６套工业 ５ 废水处理设施 的运行情况作 的全面调查表 明， 运行 效 果好 或 比较好 的设施 仅 占总 数 的 ２ ．％ ， 成后 ４Ｏ 建
未运 行 的 或 处 理 能 力 达 不 到 设 计 能 力 一 半 的 占 ６ ．％ 。虽然 造成 这 种状 况 的原 因是 多 方 面 的 ， ３８ 但 最 主要 的原 因是运 行控 制与 管理 水平 低 。本文 将工
（ 太原理 工大学环境科学与工程 学院 ， 山西 太原 ０ ０２ ） ３０ ４
摘要： 将整个污水处理 自动控制 系统分为 控制层 、 监控 层 、 理层 ３个层次 ， 管 研究 了整个 污水 处理 自动控制 系统层次 化的实现 ， 讨论 了基 于以太 网和现场 总线的网络 配置及不 同设 备间信息 通讯方
将结 果输 出 ， 完成 对执行设 备 的控制 。 现场 控制 一 般可 采 用 ３种模 式 ， 即就地 手 动方
中的细小颗粒滤除； 沉砂池中的设备是分离机 ， 它的
式， 从而使整个污水处理系统 的 自动控制能够得 到 良好的实现。 关键词 ： 氧化沟 ； 污水处理 ； 以太网 ； 现场总 线
中圈分类 号： Ｐ９ ． １Ｘ ２ Ｔ ３ ３ １ ， ５ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ４７５ （０ ０ ０ － ５ － １０ －０ ０ ２ １ ）４０ ３０ ０ ４