基于WINCC的污水处理系统
基于S7_300与WINCC的污水处理控制系统
ＡＵＴＯＣＯＮＴＲＯＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＤＥＳＩＧＮ
自控工程设计
基于 Ｓ７－３００ 与 ＷＩＮＣＣ 的 污水处理控制系统
Ｓｅｗａｇｅ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｓ７－３００ ａｎｄ ＷＩＮＣＣ
王国勇 马思乐 山东大学控制科学与工程学院（济南 ２５００６１）
摘要：本文以山东日处理污水规模 10 万 t 某污水处理厂为例，设计了污水处理厂自动监控系统。本系统 以西门子公司的 S7-300 PLC 作为数据采集及控制单元，配合各种检测和控制设备对含氧量、液位、流量及气体 浓度等检测量进行数据采集。上位机通过西门子的上位监控软件 WINCC 和各站进行数据交换，从而实现集 中控制。
浅谈西门子PLC和WINCC在污水处理中的应用
浅谈西门子PLC和WINCC在污水处理中的应用摘要：针对污水处理站自动控制系统及污水工艺设备安全运行的重要性，说明污水自动控制系统的组成及实现，总结西门子PLC和WINCC工业组态软件在污水控制系统中的应用。
关键词：污水处理控制系统可编程控制器PLC 工业组态软件WINCC0 引言伴随着我国环境污染治理力度的日益加大，对生产和生活污水的治理工作越发重要。
而高效稳定的污水处理系统就是做好这一工作的保障。
近几年来，我国新建城市污水处理厂和新增污水处理站大都采用了PLC和组态软件技术在污水处理项目应用的经验，取得了很好的污水处理效果。
本文以实际污水处理站为例，说明污水处理控制系统的组成及实现，总结西门子PLC和WINCC工业组态软件在污水控制系统中的应用。
1 系统简介1.1 工艺流程上海某设施项目污水处理站工艺流程图，如下图所示：1.2 控制系统结构结合实际工艺情况，设计采用了三级集散控制系统，实现全厂范围的污水处理工艺流程的监测以及相关工艺设备的运行状态的监控：第一级：现场手动控制。
在各电气站点设置就地控制箱，可单独启停各操控设备及各执行机构。
第二级：PLC逻辑联动控制。
由PLC根据现场各测试设备采集的数据及系统设备运行逻辑关系，自动控制各站点内的电气设备运行状态。
第三级：中央控制计算机监测、修改PLC控制参数、上位机点动控制，实现实时监控。
手动控制及自动控制可以分别通过机房或中央控制室的“手自动转换开关”进行切换。
这样的控制方式能最大限度地保证污水处理装置安全操作的需要。
1.3 PLC测控模式本污水处理控制系统检测信号开关量多，模拟量少，以逻辑控制为主，闭环控制为辅。
整套污水处理流程有多种监控点，包括液位、压力、流量、PH值、泵运行状态等等。
PLC由电源、处理器、扩展接口、输入输出模块和通讯模块组成，各模拟量参数通过相应的变送器输出4~20mA的标准信号，通过屏蔽电缆接至PLC的AI模块。
各模拟量输出控制信号是以4~20mA的标准信号，从PLC的AO模块通过屏蔽电缆接至相应设备。
基于WINCC组态的污水处理PLC自动控制系统设计研究分析
基于WINCC组态的污水处理PLC自动控制系统设计研究分析【摘要】本文基于WINCC组态技术，设计了一个污水处理PLC自动控制系统。
首先介绍了WINCC组态技术在污水处理中的应用，然后分析了PLC自动控制系统的设计原理。
接着提出了基于WINCC组态的污水处理PLC自动控制系统设计方案，并对系统性能进行评估。
最后进行了系统实验验证，得出了研究结论并展望了未来研究方向。
通过本文的研究分析，可以有效提高污水处理系统的自动化水平，提高系统的稳定性和效率，为环境保护和资源回收提供技术支持。
【关键词】污水处理、WINCC组态、PLC自动控制系统、设计研究、系统性能、实验验证、研究结论、展望未来、总结1. 引言1.1 研究背景污水处理是环境保护领域中一项至关重要的工作，随着城市化进程的加快和人口数量的增加，污水处理系统的需求与日俱增。
传统的污水处理系统往往需要大量人工操作，存在运行效率低、能耗高、操作不精准等问题。
研究一种基于WINCC组态的污水处理PLC自动控制系统设计方案显得尤为重要。
WINCC组态技术是一种先进的工业自动化技术，具有界面友好、操作简便、功能强大等特点。
将WINCC组态技术应用于污水处理系统中，可以实现对各种设备及参数的实时监测和控制，提高系统的运行效率和稳定性。
本研究旨在探究利用WINCC组态技术设计的污水处理PLC自动控制系统，通过对其原理分析及系统设计方案的研究，评估系统性能并进行实验验证。
通过本研究，可以为污水处理领域的自动化控制系统设计提供新的思路与方法，促进污水处理系统的智能化升级与改进。
1.2 研究意义污水处理是现代社会必不可少的环保工程，其对保护水资源、减少环境污染具有重要意义。
而PLC自动控制系统在污水处理领域的应用越来越广泛，可以提高污水处理过程的稳定性和效率，减少人工干预，降低运行成本。
基于WINCC组态的污水处理PLC自动控制系统设计研究，将为污水处理行业的改进和创新提供技术支持，促进行业的发展和进步。
西门子1500PLC与Wincc在污水厂深度处理系统上的应用
申报论文（中级）题目：西门子1500PLC与Wincc在污水厂深度处理系统上的应用单位：中展环能（北京）技术有限公司姓名：肖建课题方向：西门子1500PLC与Wincc在污水深度处理系统上的应用2018 年07 月01 日摘要随着人口的增长，环境问题日益凸显，产生的污水越来越多，对污水进行处理也就变得越来越重要。
在污水处理的过程中通常有较多的污染物，要将其进行有效的处理,但是目前大部分污水处理厂的自动化程度低，运行效率低，采用的还是传统的现场手动操作，不能更好的解放运行人员，出水水质达不到更高标准。
伴随着我国环境污染治理力度的日益增大，不仅仅是对生产和生活污水的治理工作越发重要，更重要的是对处理后的污水进行深度处理，可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。
随着PLC系统在现代工业中应用的越来越多，结合上位机软件可以有效的、高效的、准确的完成对污水处理过程的控制，从而实现更高标准的出水水质。
为解决这一问题，本文介绍西门子1500PLC、WINCC结合深度处理系统的设计。
给出了自动控制系统的整体硬件结构，上位机和深度处理工艺。
通过1500PLC结合WINCC实现污水厂生产过程自控控制的目的，通过提高水厂的自动化程度来提高水厂的现代化管理水平与生产过程调控能力，通过深度处理系统从而提高水厂生产的社会效益和经济效益。
关键词：深度处理，PLC，污水处理目录摘要 (Ⅱ)绪论 (1)一、水厂深度处理介绍 (2)1、系统组成 (2)2、工艺介绍 (2)(1) 高密池系统工艺介绍 (2)(2) 滤池系统工艺介绍 (3)(3) 加药系统工艺介绍 (4)二、PLC系统 (5)(1) 目前污水厂PLC现状 (5)(2) 1500PLC具有的优势介绍 (6)(3) 1500PLC在深度处理系统上的组成艺 (6)(4) 深度处理的WINCC系统 (7)结论 (8)参考文献 (9)绪论各地政府对污水处理提出了更为严格的标准，不少省市相继出台新法规，将城镇污水处理厂污染物排放标准，由《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中的一级A标准，提升到《地表水环境质量标准》GB3838-2002中的Ⅳ类标准。
基于WinCC污水处理集散控制系统的设计
基于WinCC污水处理集散控制系统的设计基于WinCC污水处理集散控制系统的设计随着城市化进程的加快，污水处理成为了一项重要的任务。
传统的污水处理方法已经不能满足日益增长的需求，因此需要一种高效、可靠的集散控制系统来实现对污水处理设施的监控和管理。
本文将介绍基于WinCC的污水处理集散控制系统的设计。
一、系统需求分析污水处理集散控制系统的主要任务是对污水处理设施进行监控和管理。
根据污水处理工艺的不同，系统需要实现以下功能：1. 实时监控：监测各个处理单元的工艺参数，包括进水量、水质、温度等。
2. 报警管理：对于异常情况，系统需要及时报警，并提供相应的处理措施。
3. 远程控制：通过网络实现对处理设施的远程监控和控制，方便操作人员进行远程操作。
4. 数据管理：对处理过程中的各项参数进行记录和统计，以便后期分析和优化。
二、系统设计方案基于WinCC的污水处理集散控制系统采用了分布式结构，即将监控和控制功能分布在不同的层级上。
1. 应用层：负责人机交互和数据处理，主要包括人机界面、报警管理和数据管理等功能。
在WinCC中，可以使用Visual Basic Script语言编写相关程序。
2. 通讯层：主要负责实时监控和远程控制功能。
通过OPC （OLE for Process Control）协议实现数据的读写和传输。
3. 控制层：根据监测到的数据进行实时调控，并根据需要发送控制指令。
控制层可以通过PLC（Programmable Logic Controller）来实现。
三、系统实施步骤1. 搭建硬件环境：根据实际情况选择适当的服务器、网络设备和PLC等硬件设备，并进行连接和安装。
2. 安装WinCC软件：根据实际需求，选择合适的WinCC版本，并进行安装和配置。
配置过程包括创建数据库、定义通讯接口和设置报警参数等。
3. 编写人机界面程序：使用WinCC中的开发工具，创建相应的项目和界面，并设计相应的图形元素和功能按钮等。
基于西门子PLC与WINCC的城市排水监控系统设计本科生毕业论文
本科生毕业论文基于西门子PLC与WINCC的城市排水监控系统设计The urban drainage monitoring system based on Siemens PLC and WINCC design毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作与取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得与其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
基于WinCC的污水处理监控系统设计
随着技术进步 ， 国工业企 业规模 日益壮大 ， 我 先进设备 广泛应 用， 工艺科技含量越来越高。 但是相 比之 下， 在许 多企业的污水处理 中自动化程度不 高， 采用的软硬件 落后 ， 甚至有 的控 制点还依赖 于 人工操作 ， 无形 中制约了企业 技术先进化的发展。 为此 ， 本系统采用 西 门子 的￥ － ０ Ｌ 为控制器 和ＷｉＣＣ ７ ３ ０Ｐ Ｃ ｎ 为监控软件开 发了污 水 处理一 －
图 ２ 登 陆 画 面
Ｆｇ２ Ｌ ｇ ｃｅ ｎ ｉ ｏ ｏｎｓ ｒ ｅ
术～ 用
静
粗格栅及提升泵房Ｐ Ｃ Ｌ
污水脱７． Ｐ Ｃ ｔ￣ （ ￥ Ｌ
图 １Ｗ ｉＣＣ软 件 图 ｎ
Ｆｇ １Ｗ ＩＣＣ ｏｔ ｅ ｃ ａｒ ｉ ｎ ｓ ｆ ｗａｒ ｈ ｔ
污泥脱水机房 ：
（） １脱水 离心机大 、 小端轴 承温度检测显示 及扭矩的检测 与显
示。
（） ２能够检 测各单套脱 水系统 、 配药系统及 共用系统 中如上相 关控 制设备 的工作 状态并显示 。
１２上 位 机 ． 图 ３ 上 位 机 监 控 画 面
Ｆｇ ３ Ｓｕ ｅｒｉｉｎ ｉｔ ｆ ｃ ｆ ｐ ｏ ｐ ｔ ｉ ｐ ｖｓｏ ｅｒ ｅ ｏ ｎ ａ ｕｐ ｅｒ ｍ ｕｅｒ ｃ
上位机是整个控制 系统信息 交换 的界面 ， 主要完成系统组态 、
软件设计 与开发
Ｐ Ｃ， Ｌ 与Ｗｉ Ｃ ｎ Ｃ同为德国 西门子公 司的产品 ， ｎ Ｃ ＷｉＣ 本身提供￥ － 参考文献 ７ ３０Ｐ Ｃ ０ Ｌ 的驱动 ， 使得Ｐ Ｃ Ｌ 与上位机 的连接更加 方便 。 ［］ １ 李建 民。 裴永清 ，董 国军． 基于 Ｐ Ｃ与 Ｗ ｎ Ｃ的污水处理字 的监 Ｌ ｉＣ 控 系统 的设计［］工业仪表 与 自动化装置，０ ，２２ － ３ Ｊ． ２１ １ ：０ ２ ． ２、系统 设计实现 ［］ 献忠．￥ － ０ ２黄 ７ ３ ０软冗余及 Ｗ ｎ Ｃ ｉＣ 在水预处理 中的应用［］工业 Ｊ． ２１Ｗ ｉＣＣ 与 Ｐ Ｃ 的 通 讯 ． ｎ Ｌ 控制计算机，０ ２ （ ） ６ ６ ． ２ １ ，３ ｉ： — ７ Ｏ ６ 上位机采用研华工控机 ， 通过 以太 网与下位机Ｐ Ｃ Ｌ 实时通讯 。 ［］ ３ 苏秀丽， 李媛， 任俊杰． ｎＣ Ｗ Ｃ 脚本 系统在传 送带过程监控 中的应用 ｉ 与传统控 制网络相 比， 以太 网成本低 、 速度超乎想象的快 ， 并且技术 ［］工业控制计算机。０ Ｏ２ （） ５ ７ ． Ｊ． ２ １ ，３７： — ７ ７ 成熟 ， 技术 升级方面无需独 自的研究投入 ， 在 同时可以保 证实时性 ［］ ４ 刘华波． 态软件Ｗ ｎＣ 组 ｉＣ 及其应用［ ］北京： Ｈ． 机械工业 出版 社，０９ ２０： 不会破坏 ， 合ＴＣ ／Ｐ 结 Ｐ Ｉ协议 ， 采用高实时 性的网络操作系统和交换 ２ －３ ． ５ ２ 控 制网络 技术 ， 以实 现完全控 制型的监控 。 可 首先在 Ｗｉ ｅＣ ｎ 软件 ［］ ５ 孙德辉， 李晓硕， 史运涛． 基于 Ｗ ｎ Ｃ脚本的监控系统框架开发 与 ｉＣ “ 变量管理 ” 选项 中添￣ Ｓ 协议 的驱 动连接 ， １７ １ 然后选择ＴＣ ／ Ｐ Ｐ Ｉ 并新 应用［］微 计算机 信息 ，２ ０ ．０７：１ ４ ． Ｊ． ０ ７２ （ ） — ２ ４ 建驱动 连接 ， 在此 驱动 连接 中设 置属性 ， 包括Ｐ Ｃ Ｌ 的机 架号 和Ｃ Ｕ Ｐ 的槽 号 ， 存便完成设 置… 保 。 ２２Ｗ ｉＣＣ的组 态实现 ． ｎ
基于WinCC的污水处理监控系统设计
基于WinCC的污水处理监控系统设计作者：张文亮来源：《数字技术与应用》2011年第07期摘要：为了满足污水处理自动控制的需要，在深入研究了污水处理自动控制特点的基础上，应用工业组态软件WinCC开发了相应的上位机系统。
并且讨论了针对于污水处理的软、硬件构成，以及开发过程中遇到的问题和解决方法。
关键词：污水处理 WinCC 监控系统 PLC中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2011)07-0108-02随着技术进步，我国工业企业规模日益壮大，先进设备广泛应用，工艺科技含量越来越高。
但是相比之下，在许多企业的污水处理中自动化程度不高，采用的软硬件落后，甚至有的控制点还依赖于人工操作，无形中制约了企业技术先进化的发展。
为此，本系统采用西门子的S7-300 PLC为控制器和WinCC为监控软件开发了污水处理厂的监控系统。
1、污水处理监控系统构成1.1 监控要求现场控制站分别为粗格栅机及提升泵房、污泥脱水机房，分别有西门子S7-300 PLC各一套。
将现场检测仪表与控制设备接入各现场控制站，通过以太网将上位机与PLC进行连接，系统硬件组成如图1所示。
粗格栅及提升泵房:(1)格栅机:泵站装有格栅机2台，并装有液位计，来检测格栅机前后液位差。
通过格栅机前后液位差的检测，提示或自动启动格栅机，以清除、处理附着在格栅上的污物。
操作者可以监控画面上对格栅机的操作，同时显示出启停状态以及液位等数据。
(2)污水泵房:污水泵房内布置4台污水提升泵。
泵房内壁装有液位计，以实时检测污水液位。
通过PLC，提升泵将根据泵的状态、液位等自动投切。
当泵处于工作状态时，泵的叶片可以旋转以增加画面的丰富性。
Fig 1 WinCC software chart污泥脱水机房:(1)脱水离心机大、小端轴承温度检测显示及扭矩的检测与显示。
(2)能够检测各单套脱水系统、配药系统及共用系统中如上相关控制设备的工作状态并显示。
《2024年基于西门子PLC技术的污水处理厂控制系统设计与实现》范文
《基于西门子PLC技术的污水处理厂控制系统设计与实现》篇一一、引言随着工业化的快速发展和城市化进程的加速，污水处理成为环境保护和可持续发展的关键环节。
为了实现污水处理的高效、稳定和智能化管理，本文提出了一种基于西门子PLC（可编程逻辑控制器）技术的污水处理厂控制系统设计与实现方案。
该方案通过先进的控制技术和智能化的管理手段，提高了污水处理厂的运行效率，降低了运行成本，为环境保护和可持续发展做出了积极贡献。
二、系统设计1. 硬件设计本系统采用西门子PLC作为核心控制器，通过与传感器、执行器、通信模块等设备进行连接，实现对污水处理厂各个设备和工艺流程的控制。
同时，为了实现对现场设备的实时监控和远程控制，本系统还采用了工业以太网和无线通信技术，实现了对现场设备和PLC控制器的数据传输和控制。
2. 软件设计本系统的软件设计主要包括PLC程序设计、监控系统设计和数据分析系统设计。
PLC程序设计采用结构化编程方式，实现了对各个设备和工艺流程的精确控制。
监控系统采用图形化界面，实现了对现场设备和工艺流程的实时监控和报警功能。
数据分析系统则通过对历史数据的分析和处理，为优化运行和管理提供了支持。
三、系统实现1. PLC程序设计PLC程序设计是实现本系统控制功能的关键。
通过分析污水处理厂的工艺流程和设备特点，我们设计了合理的控制策略和算法，实现了对各个设备和工艺流程的精确控制。
同时，我们还采用了冗余设计和容错技术，提高了系统的可靠性和稳定性。
2. 监控系统实现监控系统是本系统的核心组成部分之一。
我们采用了图形化界面，实现了对现场设备和工艺流程的实时监控和报警功能。
同时，我们还实现了对历史数据的存储和分析功能，为优化运行和管理提供了支持。
3. 数据分析系统实现数据分析系统通过对历史数据的分析和处理，为优化运行和管理提供了支持。
我们采用了数据挖掘和机器学习等技术，对历史数据进行处理和分析，提取出有用的信息和规律，为优化运行和管理提供了科学依据。
WinCC组态软件在污水处理中的应用
WinCC组态软件在污水处理中的应用dujing导语：结合某一个排污量大、污水成份复杂、控制设备多的汽车创造厂在污水处理改造工程中，采用20 世纪90 年代国际上先进的工控组态软件WinCC，开辟了相应的污水处理的控制程序1、引言改革开辟以来，我国工业企业日新月异，规模日益壮大，先进设备广泛应用，工艺科技含量越来越高。
在消费中，自动化技术已经普及到各个领域、各个车间，这充分讲明我国民族工业的逐渐强大。
但是相比之下，在不少企业的污水处理中自动化程度不高，采用的软硬件落后，甚至有的控制点还依靠于人工控制，无形中制约了企业技术先进化的开展。
为此我们结合某一个排污量大〔平均流量80T/H〕、污水成份复杂〔包括面漆水、电泳水、车身浓脱脂水等〕、控制设备多〔需要600 多控制点〕的汽车创造厂在污水处理改造工程中，采用20 世纪90 年代国际上先进的工控组态软件WinCC，开发了相应的污水处理的控制程序。
在一年多时间的实际运行中，各项工艺指标都到达了预期的效果，用户特殊满足，进而辞别了长期污水排放不达标的被动场面。
2 、WinCC 软件的简介工控组态软件WinCC 是一个集成的人机界面〔HMI〕系统和监控管理系统，它是西门子公司在经过自动化领域中的先进技术和微软公司强大软件功能的产物，WinCC 是视窗控制中心〔WindowsControlCenter〕的简称。
它包括图形设计器、报警记录、标[table][tr][td][/td][/tr][/table]记记录、报告设计器、全局脚本、控制中心、用户管理等功能，使其具有高性能的经过耦合、快速的画面更新、以及可靠的数据管理[1~2>。
3、系统构成对于一个普通的水处理工程就其工程量而言是宏大的，特别是一些大型工程，所以开辟控制程序、调试的时间不能不成为必须考虑的因素。
但是出于可靠性的考虑，将控制系统的功能别离是必须的，即：下位机执行保护、控制和数据的收集，脱离上位机也能独立对系统发展控制，上位机执行显示、控制、报警、储存等。
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国外的专业组态软件主要 有美国 Wonderware 公司的 InTouch，澳大利亚 CIT 公司的 Citect 组态软件，德国西门子 公司的 WinCC 组态软件。
西门子组态软件与其它组态软件相比主要有以下优点：
(1)与自动化系统的无缝集成。 (2)与自动化网络的集成。 (3)与相应的软硬件系统一起，实现系统级的诊断功 能。 (4)整个系统通过完整和丰富的编程系统实现了双向 的开放性。 (5)数据库系统全面开放。 (6)WinCC 采用最新的开放性软件技术和标准，面向 多种操作平台。
4.2.1 登录界面的设计
登录界面是进入监控画面的第一道大门，只有用户输 入正确的信息才能登陆到运行画面。 本报告监控系统主要分为普通用户级，操作员级以及 管理员级三个级别。 普通用户级权限是最低，其不允许进行任何相关机器 设备的起停，以及报警处理和消息的归档等操作，只有浏 览的权力，不能进行任何的修改。主要用于查看机器运转 的情况而不需要做任何设置和修改的用户。 操作员级权限是第二高的，可以进行机器启停和过程 的控制，但是不具有报警处理，消息归档等权限，这个组 的成员主要是现场的操作工人。 管理员级是最高级别的，除了具有操作员的权限，还 具有报警处理，消息归档，权限分配等权限。管理员级别 的用户主要是工厂的管理人员。
图 4-4 污泥处理池监控界面
4.2.5 报警界面的设计
报警界面主要是当设备发生故障时，记录故障信 息的一个界面。报警信息具体可以组态显示何种报警、 报警的内容和报警的时间，以便以其期望的形式显示 在运行系统中。 一般系统默认的预定义了三个消息类别，分别为 警告，报警和故障。
图 4-5 组态报警消息监控界面
报警界面实现的功能： (1)可以实时的显示当前产生的报警信息，也可以回查已 经确认的报警信息。 (2)在报警界面中管理员可利用报警界面窗口上面的按钮 实现对报警信息的确认以及报警信息的归档等操作。 但是必须具有相关的权限。 (3)报警确认可以按组确认以及单个确认。按组确认一次 可以处理多条报警。
图 4-6 报警消息监控界面
图 4-8 趋势图监控界面
五、网络通讯设计
5.1基于PLC的网络结构选型分析
一个大型自动化项目通常包括若干个控制相对独立的 PLC站，PLC站之间通常需要传递一些连锁信号，HMI 系统通过网络控制PLC站的运行采集过程信号归档，这 些都需要通过PLC的通讯功能来实现。西门子工业通讯 网络提供了各种开放的，应用于不同通讯要求的及安装 环境的通信网络。从上到下为工业以太网、 PROFIBUS/MPI，ASI等网络，通讯数据量由大到小， 实时性由弱到强。
图 4-3 预处理区监控界面
4.2.4 污泥处理界面设计
污泥处理监控界面主要是针对污泥处理池工艺实 现在线监控。 主要实现以下功能： (1)可以通过手动操作污泥处理池的相关设备的起停，同 时还可以在线监控污泥池中的 PH 值。 (2)实现视频监控功能。 (3)界面顶部按钮可以实现不同的监控界面的切换。
1.2 本报告主要研究内容：
(1)如何根据工艺要求，实现对工艺设备的自动控制， 提高污水处理厂的自动化水平。
(2)如何把大量的各种国产检测仪表和在线水质分析仪
表引入到集散控制系统中，提高控制系统的可靠性、 准确性和可维护性，同时降低控制系统的成本。 (3)如何利用PROFIBUS网络实现污水处理厂的现场设备 与PLC的通讯，以及PLC与上位PC机的通讯，提高集散 控制系统的实时性和稳定性。 (4)如何利用组态软件进行监控界面的设计，改进系统 的监控功能。
图 4-7 趋势图组态界面
趋势图主要实现的功能： (1)对液位高度，PH 值，氧气浓度和温度等模拟量实现 在线监控。 (2)通过改变显示方式，可以观察同一模拟量的不同时间 的走势。 (3)可以对比不同的池子相同的模拟量的变化趋势，可以 进行对比，从而判断是否处于正常状态。 (4)可以对趋势曲线进行局部放大，以便准确读出具体某 一时刻的具体值。
图3–4 反应池I/O地址分配表
图3-5 反应池PLC工作流程图
3.3.3污泥处理池PLC控制程序
污泥处理池的主要作用是对反应所产生的污泥进行处理。 污泥处理池有两种工作方式：手动和自动，手动工作方式 优先于自动工作方式。具体控制要求如下所述： (1)当污泥池液面达到一定高度，开启污泥投加泵，把污泥运 到污泥浓缩脱水一体机。其中当液面达到高液位开启2台 污泥投加泵，若液面达到超高液位则报警。 (2)污泥投加泵启动后，延时10s后，浓缩脱水一体机工作。 (3)浓缩脱水一体机工作后，然后再延时10s后输送机也开始 工作把污泥运往堆泥场。 (4)停止时候污泥投加泵先停止工作，然后浓缩脱水一体机停 止最后输送机停止工作。 (5)自动加药机随同浓缩脱水一体机开始工作，一起结束工作。
(1) 大部分新建污水厂开始采用计算机集散式控制系统，
பைடு நூலகம்
但在大量的现有和改造的污水厂中控制系统仍然延续着 巡检和人工方式。 (2)开始大量采用可靠性高、维护简便的各种检测仪表和 在线水质分析仪表，但目前使用的大多是进口仪器、仪 表，在使用和维护方面仍存在许多问题。 (3)各种新的污水处理工艺不断出现，单元控制系统已经 逐渐开始采用自动控制方式。 (4)污水处理厂控制系统的监控和通讯功能在硬件和软件 开发利用方面存在极大不足，妨碍了处理过程的高效、 经济运行。 (5)许多控制系统的设计和实际工艺不相符，软件汉化比 较差，给系统正常运行造成困难。 (6)国产自控系统、仪表、设备的质量、成套和系列化急 需进一步提高。
这个结构具有易扩展性以及高的稳定性，不会因
为一个节点的失效导致整个网络的瘫痪。同时网 络的布线比较简单容易操作。本课题的集散控制 系统的模型如图2-3所示。
图2 – 3 DCS体系结构图
部分污水处理工艺采用SBR法即序列间歇式活性 污泥法工艺。具体工艺流程图如下图所示：
图2-4 SBR工艺流程图
姓名
王磊
学号
任务
090610201
污水处理系统简介、集 散控制系统设计
何亚利
090610203
下位机控制系统的总体 设计 上位机监控界面的设计
李倩
090610204
崔晓红
090610205
网络通讯设计
• 近年来，随着我国工业化程度不断提高和城市人口密度的不断
增加，污水处理厂规模不断扩大，污水处理厂的管理和设备的控 制面临严峻的考验。集散控制系统运用于污水处理厂可以最大限 度提高污水处理厂运行可靠性，提高出水水质，降低能耗和工人
劳动强度，达到提高经济效益的目的。
• 本报告研究了基于WinCC的水处理集散控制系统的实现。本系
统的下位机选用 PLC作为现场控制设备，上位机监控界面设计以 西门子组态软件WinCC作为开发平台，其中监控界面主要包括登 录界面、总体流程图界面，预处理参数界面和反应池参数等界面。
1.1 国内外污水处理厂自动化现状：
4.2 监控界面的设计原则及构成
为了提高用户界面的易用性和美观程度，监控界面设计一 般要遵循以下几个原则： (1)用户界面适合于软件的功能：指界面与软件功能相融洽的 程度。 (2)容易理解。 (3)风格一致 。 (4)及时反馈信息。 (5)出错处理 。 (6)适应各种用户。 (7)合理的布局。 (8)和谐的色彩。
图 4-2 总体流程图界面
4.2.3 预处理界面设计 预处理界面主要是实现对预处理区的设备的监 控以及人工调整。预处理区主要包括粗格栅，提 升泵，细格栅和沉淀池四个部分。 主要实现以下功能： (1)当操作员进入后可以修改机器的状态，刚刚进入 界面中的状态是机器目前所处的状态，点击相应 的按钮就可以起动和停止相关的设备。 (2)普通用户进入后，若点相关的按钮会提示用户不 具有操作权限。 (3)点击界面顶部的按钮，可以方便快捷的实现各个 界面的切换，但是也必须具有相应的权限才可以 操作。
PROFIBUS分为PROFIBUS-FMS，PROFIBUS-DP，PROFIBUS-PA
三种。 PROFIBUS-FMS由于配置和编程比较烦琐，逐渐有被淘汰的趋势。 PROFIBUS-PA是主要用于过程自动化和比较苛刻的工业环境，同 时它是一种低速传输。PROFIBUS-DP是一种高速低成本的通讯方 式，主要用于现场分布式设备的通讯，可以很好的满足水处理厂 的网络通讯要求。ASI网络通过AS-I总线电缆连接最底层的执行器 及传感器，将信号传输至控制器。通信数据量小，适合于位信号 传输，每个从站通常最多带4个位信号。 以下选用PROFIBUS-DP网络，即可应用于单元级站点的通讯，又 可以与I/O站直接通信。由于数据通信量不是很大，因此采用该 网络可以满足SBR理工艺的要求，同时可以保证网络的实时性和 稳定性。
★预处理区 ★反应池区 ★污泥处理区
总体结构图如图
图3– 1 总体结构图
3.2 硬件选型
PLC工作过程
※上电处理：内部处理有 硬件初始化、I/O模块 配置运行方式检查、停 电保持范围设定及其它 初始化处理等。 ※PLC扫描过程：输入采 样阶段，程序执行阶段， 输出刷新阶段。 ※出错处理：若检查出异 常，CPU面板上的LED 及异常继电器会接通， 在特殊寄存器中存入出 错代码。当出现致命错 误时，CPU被强制为 STOP模式，所有的扫 描停止。
4.2.7 趋势图界面设计
趋势图界面主要是为了实时显示液位高度，PH 值， 温度以及反应池氧气的浓度，使操作员可以直观的看 清这些模拟量的变化趋势和波动幅度。为了实时显示 各种模拟量的变化情况，就必须随时采集模拟量的值， 因此首先必须对模拟量进行归档然后再进行模拟量的 组态，定义各种模拟量的显示方式以及显示的颜色等 方面。
图3-6 污泥处理池PLC的I/O地址分配图
图 3-7 污泥处理池PLC硬件接线图
图3-8 污泥处理池PLC工作流程图
4.1 WinCC 组态软件的介绍