一、概述

懷柔區(qū)污水處理廠一、二期共計日處理量5萬噸，再生水處理量5萬噸，污水處理工藝采用A/A/O工藝，再生水處理采用某公司的MBR膜工藝，整體工藝運行良好。由于歷史原因，污水處理自控系統(tǒng)與再生水處理自控系統(tǒng)獨立運行，互不影響，但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不完善，數(shù)據(jù)采集不全面，給用戶的使用帶來一些不便，本次系統(tǒng)改造即是針對系統(tǒng)中存在的問題進(jìn)行改造。

二、實際情況分析

1、污水處理系統(tǒng)

1.1簡介

污水處理自控系統(tǒng)（以下稱“污水系統(tǒng)”）由某公司負(fù)責(zé)集成，主要采用施耐德品牌的設(shè)備，PLC采用Primium系列，共7個PLC分站，通訊方式采用總線通訊，上位軟件采用AB公司的RSView組態(tài)軟件，I/O點數(shù)約2000點，原系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：

1.2系統(tǒng)存在的問題

（1）通訊方式落后

由于污水系統(tǒng)建立較早，采用了較早的CANopen總線通訊方式。該方式相比于施耐德公司MODBUS TCP/IP以太網(wǎng)方式具有通訊速度慢、可靠性低、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)落后等缺點。特別需要注意的是，作為總線通訊的主干線路，如果發(fā)生斷路，則該斷點之后的總線通路上的所有數(shù)據(jù)將無法與主站進(jìn)行通訊，主站將無法對這部分子站中的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測和控制，直接影響到正常生產(chǎn)。

（2）PLC與上位軟件不配套

PLC采用了法國施耐德公司的產(chǎn)品，上位軟件采用了美國羅克韋爾公司的產(chǎn)品，就使得他們的通訊不能采用任何一方的特有方式，不利于兩種產(chǎn)品之間的穩(wěn)定通訊，不利于日后的擴展。

2、再生水系統(tǒng)

2.1簡介

再生水MBR處理自控系統(tǒng)（以下稱“MBR系統(tǒng)”）由某公司負(fù)責(zé)集成，主要采用西門子品牌的設(shè)備，PLC采用S7-300系列，共3個PLC分站，采用TCP/IP光纖以太網(wǎng)通訊方式，上位軟件采用Wincc組態(tài)軟件，I/O點數(shù)約1000點，原系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：

2.2系統(tǒng)存在的問題

（1）數(shù)據(jù)采集不完善

MBR系統(tǒng)沒有將現(xiàn)場的所有設(shè)備信號采集到上位監(jiān)控系統(tǒng)中，因此，對一些重要設(shè)備的監(jiān)控不及時、不準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)不完善，并且不能實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，操作不方便，給運營管理人員造成工作上的不便。

（2）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不合理

MBR系統(tǒng)采用了光纖以太網(wǎng)方式進(jìn)行通訊，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用了星型連接，雖然問題沒有污水系統(tǒng)的嚴(yán)重，但是，如果中控室與現(xiàn)場通訊的主光纖斷路的話，中心控制室就無法與現(xiàn)場PLC進(jìn)行通訊，無法對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測和控制。

作為該污水處理廠的整個自控系統(tǒng)來說，可以總結(jié)成以下兩點：（1）自控設(shè)備先進(jìn)，工藝運行良好；（2）自控系統(tǒng)沒有合理組合，品牌太多，造成系統(tǒng)不兼容，擴展性差，使用不方便。

由于污水和MBR的自控系統(tǒng)采用了法國施耐德、德國西門子、美國羅克韋爾三個不同品牌的PLC和組態(tài)軟件，并且互不兼容，通訊方式不同，因此，兩套系統(tǒng)不可能在現(xiàn)有平臺基礎(chǔ)上進(jìn)行合并或整合，只能分開使用，使用上不方便，也為將來污水處理廠的擴建升級留下了隱患，也成為本次改造工作的重點。

三、改造方案

隨著技術(shù)的創(chuàng)新和不斷發(fā)展，污水處理廠的自控系統(tǒng)發(fā)揮了越來越重要的作用，管控一體化技術(shù)不斷在污水處理廠實現(xiàn)和發(fā)展。光纖以太環(huán)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為主流，具有速度快，擴展性好，兼容性好等優(yōu)點，下圖為目前較為典型的某廠自控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。雖然目前該污水處理廠還達(dá)不到此案例中的先進(jìn)程度，但可以據(jù)此結(jié)構(gòu)確定未來改造或擴建方向。

1、改造原則

根據(jù)自控技術(shù)的發(fā)展趨勢和該污水處理廠自控系統(tǒng)的現(xiàn)狀，我們確定以下改造原則：

（1）堅持主干，豐富枝葉

（2）統(tǒng)一平臺，易于擴展

（3）立足現(xiàn)實，完善創(chuàng)新

2、改造方案

根據(jù)該污水處理廠的實際情況和我們在自控領(lǐng)域的專業(yè)經(jīng)驗，我們認(rèn)為，解決目前的問題仍然需要依靠現(xiàn)有底層PL