－－> 系统应用实例
以某市5万吨／日污水处理厂自控系统为例，对本系统在实际生产中如何应用加以介绍。
根据厂区总体布局和工艺流程的特点，自控系统采用集中管理，分散控制（SCADA）系统，整个自动控制系统由计算机（又称上位机）系统、可编程控制器（PLC）系统、检测仪表、控制网络系统组成。该SCADA系统污水处理全过程进行实时监控和调度管理。
一、计算机（上位机）系统功能及构成
１.１上位机系统的放置：上位机系统放置在污水净化中心综合办公楼控制室内。
１.２上位机系统的组成：由计算机，UPS电源，报表打印机，报警打印机等组成。
１.３上位机系统的功能：负责全厂生产过程监视控制与数据采集。
１.４上位机系统的控制软件
１.４.１系统简介。
本系统的上位机控制软件采用了IGSS控制软件系统，IGSS（交互图形管理系统）是一种开放式的，建立在PC基础上的交互配置系统，主要用于在 WINTEL微机上的工业运行。它强有力的图形显示，多种用途以及极其友好用户接口代表着PC基础上的工艺控制系统领域的技术性能。
IGSS设计的一个主要目标是创造一个简单而有效的系统，在建立新的管理系统和使用现存系统现代化上节省公司的时间和经费。此外，它的有效控制，管理和报表系统使得工厂的运行更为完好也是公认的事实。IGSS的基本出发点总在于在充分利用新技术的同时最大限度的减省投资。用户友好性，公认的标准确以及开放的系统结构是IGSS发展的隅石。
用户使用IGSS只需点击敏感区域就能造出模拟图和图形，通过模拟图和图形可以监视不断变化的工艺运行参数。对于误差和故障来说，报警显示，报警窗口和报警存入是其重要功能。它使操作员能够迅速插入。
它的累积记录系统能够从IGSS自动产生的内存文件中抽取数据为工艺运行提供参数。标准检索功能可向其他报表系统输出数据。此外，操作员可以通过定义清晰的开放式接口由C程序语言或专为IGSS研制开发的逻辑程序语言IGAL进入IGSS数据库。
１.４.２应用范围
IGSS应用范围广泛。一种是为工艺工程师提供的用于绘图的图形功能；另一种是为操作员提供的接口，用于管理和控制工厂的运行；第三种是逻辑程序编制；还有一系列报表系统，其中一种是方法处理和报表，另一种是处理人工采集的报表数据的数据端脚本；此外，还有编辑图像功能以及静态处理报警数据功能；它还具备到最常用的PLC系统的大量的通讯接口。
所有应用功能都可作为一个整体运行，在这个整体中操作保持不变；同时，各种应用功能结合起来使用使IGSS适用于任何形式的工厂，而完整性则体现在所有应用功能都在同一个数据库中工作。
１.４.３系统功能
——数据采集；
——监视，控制和报警处理；
——（日，周，月，季，年）报表；
——人工报表和数据编辑；
——参数报表；
——报警报表；
——报警分析和统计；
——报警呼叫并通过电话机兼打印机通知；
——能量报警；
——数据分析和数据提取程序；
——方法处理；
——调整功能；
——输入和输出配置说明。
——另外在中心控制室设置有一面0.55m＊3.0m的模拟屏。模拟屏有以下功能。
A、设备控制，可以在中控进行人工干预设备的运行状态；
B、设备状态，显示设备的运行，停止，故障状态；
C、流量记录，流时计数器可显示当前进水流量，累计进水量，日累计时水量，累计出水量，当前出水流量以及两台带式压滤机进泥的当前流量和累计进泥量；
D、液位及溶解氧显示，可以观察当前氧化沟液位及溶解氧的值；
E、 记录仪，记录了进出水流量，进泥流量及溶解氧曲线。
二、可编程控制器（PLC）系统功能及构成
该PLC系统设有三套PLC控制站。它们分别放置在格栅间（CP06），中心控制室（CCP），污泥脱水间（CP27）。三套PLC均采用德国西门子（SIEMENS）公司的S%-115U PLC。放置在格栅间的PLC控制站（CP06）负责控制格栅间，曝气沉砂池，鼓风机，计量槽等构筑物内的设备，并对进厂水流量进行计量；放置在中心控制室的PLC控制站（CCP）负责控制厌氧池，氧化沟，终沉池，回流污泥泵房等构筑物内的设备，并对氧化沟内溶解氧及出水调节堰水位，回流污泥泵房液位开关进行检测计量；放置在污泥脱水车间的PLC控制站（CP27）负责控制污泥浓缩池，污泥均质池，污泥脱水机房等构筑物内的设备，并对均质池内液位，污泥投配量进行检测计量。每个PLC控制站内驻留有应用程序，并配有操作员面板，可独立于一位机进行过程监控，以确保系统的安全可靠。
２.１PLC系统的组成
每套PLC都由下列基本模块组成：安装机架，电源模块，处理器模块，离散量输入模块，离散量输出模块，模拟量输入模块，模拟量输出模块，通讯模块，接口模块，前连接器，操作员面板，光纤收发器等构成。CP06，CP27，CCP配置图。
２.２各主要模块功能
２.２.１电源模板（PS）把外部电源转换成内部工作电压，24V锂电池用于断电情况下保存程序存储器和内部标志。可设置下列开关及工作指示。
a、电压选择开关（VOLTAGE SELECTOR）
设置AC模板电源电压在115VAC或230VAC，PS951还可用24VDC电源工作。
b、接通/关断开关（INT DC POWER）
接通或关断工作电压。
c、复位开关（RESET）
应答电池故障出现。
d、外部3.4……9VDC插口（EXT BATT34V）
电源关断时更换电池的后备电源。
e、电池故障指示器（BATT LOW）
指示无电池，电池安装不正确或电池电压低于2.8V。
f、工作电压显示
２.２.２中央处理单元（CPU CPU943B）读入信号状态，处理控制程序及控制输出，提供内部寄存器，计时器和计数器。运行方式选择及工作指示如下。
a、方式选择器（RN/ST）
CPU运行方式选择
RN——运行
ST——停止
b、复位设置开关（NR/RE/OR）
NR——无保持预置
RE——有保持预置
OR——总复位
c、工作方式LED
2.2.3 通讯处理模块（CP）用以实现人机以及机机之间的通讯，对机器功能或过程顺序的监视和控制。
2.2.4 输入/输出模块（I/O）
数字量输入模板适配数字信号。
数字量输出模板转换S5-115U内部信号电平成为数字信号电平。
模拟量输入模板转换模拟过程信号。如把传感器或热敏电阻来的信号，变为S5-115U数字化信号。
模拟量输出模板把S5-115U的数字值转换为模拟过程信号，如用于速度控制器。
2.2.5 接口模板（IM305）用于扩展模板的安装，S5-115U安装在一个或多个具有一定数量的安装支架上，安装电源模板，CPU和输入/输出模板的支架称为中央基板。
三、网络系统功能及构成
本控制系统网络为工业以太网。在CP06 PLC控制站，CP27 PLC控制站分别配有以太网通讯处理器模块和光纤收发器，在CCP控制站配有一个光纤交换机，在上位机内配有一个以太网网卡。通讯介质为光纤。上述配置构成一个完整的光纤工业以太网络。控制系统网络。
四、设备控制方式
设备控制方式有现场控制，电机控制中心控制，中控模拟屏控制，主控计算机控制及PLC控制，它们的控制级别由高向低排列顺序为主：现场操作，PLC控制，主控计算机控制。对于一个设备的操作，只有上级所有操作状态位于“自动”（AUTO）时此操作才能对设备进行控制。
五、设备维护
５.１PLC日常维护
５.１.１更换锂电池。在电源程序故障指示器（BATT LOW）显示时，应及时更换电池，若在无电或PLC系统电源关断时更换应接入后备电源。
５.１.２断电处理。若预先知道停电的情况下，应先将所有设轩控制电源及溶解氧仪工作电源关闭，然后将PLC系统电源关闭；来电后应先将PLC系统电源打开，然后逐步开启设备控制电源及溶解氧仪工作电源。若出现意外停电，应立即将PLC系统电源关闭，然后将所有设备控制电源关闭；来电开启同上。
５.１.３系统复位。系统断电后来电，执行冷启动。
若系统出现故障时应热启动，将复位设置开关置为（RE），将方式选取择器先设置为停止（ST）状态，然后再将方式选择器设置为运行（RN）状态。热启动之前，CPU将先执行冷启动。
注意：应保持后备电源状态良好。
５.１.４更换滤网。对于PLC的CPU降温风扇防尘滤网，应每月及时更换。
５.２.１遥控现场设备
进水是流量计数器复位。每日应定时抄表后将进水日流量计数器复位清零。
５.２.２特殊情况处理。若遇特殊情况，需进行人工干预时，应严格控以下步骤进行操作；
设备由一个状态切换至另一个状态时，应先切换至关闭（“0”）状态，等待5S再切换至目标状态。
注意：在手工打开出水堰板时，应开启5S，停止5S，徐徐间断开启，切忌一次完全打开，以减轻终沉池负荷。
六、参数调整
SET-05进水采样及移动桥参数
每1000M2给采样器发送一个信号
采一个样的延续时间/S 10
每天移动桥启动次数 10
移动桥停止后砂水分离器延迟时间/S 600
（砂水分离器）螺旋输送器工作时间/S 180
SET-14氧化沟参数
溶解氧最大值/（mg O2/L） 3
溶解氧最小值/（mg O2/L） 0.5
溶解氧最长检测间隔时间/S 300
溶解氧最短检测间隔时间/S 180
一组氧化沟的运行周期/min 240
阶段一的时间长度/min 80
从D阶段到DN阶段转换进开启转刷数 4
转刷淹没深度/cm 88
液位检测周期/S 30
出水堰门工作时间/S 3
一组沟之间阶段延迟时间/S 1210
SET-17污泥泵房参数
污泥回流比/% 60
（按回流比20%——100%）
每天最小回流量/（m3/h） 1000
每天最大回流量/（m3/h） 6300
（按100%回流比算出）
回流泵额定流量/（m3/h） 1500
每30min运行时间/S 1200
剩余泵每天运行时间/min 440
交替时间/min 20
SET-20出水流量计参数
每1000m3给采样器发送一个信号
采一个样的延续时间/S 10
七、数据分析
７.１氧化沟设备（单个设备每天运行时间）
搅拌器工作时间（min）=24＊60/运行周期（min）＊阶段1的时间（min）
例如：运行周期为240min，阶段1的时间长度为80min，则搅拌器工作时间=24＊60/240＊80=180（min）=8（h）
搅拌器因为在D阶段也可能工作，故运行时间可能大于8H，但不会超出太多。
转刷最大工作时间=24H-搅拌器运行时间
例如：搅拌器运行时间为8H，则转刷最大工作时间性=24H-8H=16H
根据转刷的工作特点，每天工作时间小于等于最大工作时间。
７.２污泥泵房设备
７.２.１回流污泥泵
日回流量（m3）=进水量（m3）＊回流比
如果日回流量大于设定的最大日回流量，则日回流量取最大日回流量。
单台回流泵运行时间（h）=回流量（m3）/[回流泵扬程（m3/h）＊台数]
例如：日进水量为150000m3，回流比为60%，回流泵扬程为1500m3/h，6台回流泵，最大日回流量为63000m3/h＊24.
日回流量（m3）=150000＊60%=90000（m3）
单台回流泵日运行时间（H）=90000/（1500＊6）=10（H）
每30min运行时间=600/（24/0.5）=12.5（min）=750（s）
７.２.２剩余污泥泵
单台剩余污泥泵日运行时间（H）=440（min）/60（min/h）=7.3（H）
440min是设定的参数。
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