基于工业以太网的水厂自控网络设计
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。
基于工业以太网的污水处理自动控制系统
兵 工 自 动 化
目卸■■与控嗣
Ａｕ ｏ ｔｃ Ｍ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｔ ｎ ｎ ｒ ｌ ｔ ｍａ ｉ ａ ｕ ｅ ｎ ｄ Ｃｏ ｔｏ ａ
０． ． ｔ ｍａ ｉ ｎ Ｉ Ａｕ ｏ ｔｏ
２０ ０ ７年第 ２ ６卷第 ４期
文 章 编 号 ： １０ — ５ ６ （ ０ ７ ４ ０ ７ — ３ ０ ６ １ ７ ２ ０ ）０ — ０ ８ ０
２ Ｉｓ ｔｔ ｆ ｍｐ ｔｒ ｐｉａｉｎ Ｃｈｎ ｃ ｄ ｍｙＥ ｇｎ ｅｉｇＰ ｙ ｉｓ Ｍｉｎ ａ ｇ６ １ ０ ， ｈｎ ） ．ｎｔ ｕｅ ｉ ｏ Ｃｏ ｕｅ ｌ ｔ ， ｉａＡ ａ ｅ ｎ ｉｅ ｒ ｈ ｓｃ， ａ ｙ ｎ ２ ９ ０ Ｃ ｉａ Ａｐ ｃ ｏ ｎ
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｔ ｅ ａ ｔ ｍａ ｉ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ａ ｎ ｙ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｎ ｕ ｔ ｉ ｌＥｔ ｅ ｎ ｔｏ ｉ ｍ ｅ ｓ ａ ｏ ｔ ｏ ｒｃ ｒ － ｒ ｒ ｄ ｔａ ｔ ｈ ｕ ｏ ｔｃ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ｍ ｉ ｌ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｉ ｄ ｓｒ ａ ｈ ｒ ｅ ｆ Ｓ ｅ ｎ ｄ ｐ ｓ ｆ ｕ － ｏ ｅ ａ ｍｏ ｅ ｍ ｕ ｔｍｏ ｅ ｆｂ ｒｃ ｂ ｅ ａ ｄ ｆｖ ｗｉ ｈ ｓｏ ＣＡＬＡＮＣＥ Ｘ２ ４ ２ ｔ ｓ ａ ｌｓ ｅ ｂ ｓｎ ｔ ｒ ． ｔ ｐ ｒ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｏ ｎ ｃ ｓ ｌｉ ｄ ｉ ｅ ａ ｌ ｎ ｉ ｅ ｓ ｔ ｅ ｆＳ ｃ ０ — ｏ ｅ ｔ ｂ ｉｈ ｔ ｕ ｅ ｗｏ ｋ Ｉｓｏ ｅ ａ ｉ ｎ ｓ ｓｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ｈ
２ ０ ， １２ ， ０ ７ Ｖｏ ． ６ Ｎｏ ４ ．
基 于工 业 以太 网的污水 处 理 自动控 制 系统
龙剑 ’ ，李风 保 １ 潘 泽 友 ， ， ２
基于以太网的自来水厂自动监控系统
基于以太网的自来水厂自动监控系统摘要：本文以某自来水厂为例，介绍了一种用以太网作为控制网络的自来水厂自动监控系统的结构、特点及其在实际中的应用。
关键词：以太网自来水厂自动监控系统Abstract: this article with a tap water factory as an example, this paper introduces a kind of control network with Ethernet as tap water factory to be automatic monitoring system structure, characteristics and its application in practice.Keywords: Ethernet waterworks automatic monitoring system前言本论文所介绍的自来水厂自动监控系统采用多主站加多从站、分布式结构，控制点分布在水厂内不同的位置，采用就近控制原则，能够较好地满足自来水厂的自动化监控要求。
1自来水厂工艺流程本文所介绍的某自来水厂的产量为70万立方/日，主要生产环节有：取水泵站、生物预处理系统、常规处理系统、清水池、送水泵站、污泥处理系统。
取水泵站共有5台泵组，其中3台1250kW，2台500kW。
生物预处理系统由生物滤池、鼓风机房、反冲洗泵房组成，其中生物滤池由20格滤池组成，鼓风机房有4台240kW的离心鼓风机，反冲洗泵房有3台55kW的反冲洗泵，相关配水管道、反冲洗水管和气管用气动阀门控制。
常规处理系统由投加系统、混合槽、进水渠、絮凝沉淀池、V型滤池组成，其中投加系统主要投加氯、氨、矾、石灰乳等（其主要设备有加氯机、加氨机、计量泵、管道泵等），絮凝沉淀池是絮凝斜管沉淀池（其主要设备有刮泥机、螺杆泵、排泥阀等），V型滤池由38格滤池和一个反冲洗泵房组成，反冲洗泵房有3台110kW的反冲洗泵和3台110kW的罗茨风机，相关配水管道、反冲洗水管和气管用气动阀门控制。
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。
基于工业以太网的污水处理自动控制系统
图 １ Ｓ Ｒ污水 处 理工 艺 流程 Ｂ
装 有 ＭＣ Ｓ组态软件 和 Ｒ Ｌ Ｎ Ｇ Ｓ Ｉ Ｘ以太 网通讯
２控制整体方案
自动 化 控 制 系 统 上 位 机 采 用 两 台 ＰＣ 机 作 为 操 作 员站 ， 要 实 现 监 控 功 能 和 对 主 现 场 设 备 运 行 状 态 调整 的功 能 。 下位 机 采 用Ｐ ＬＣ作 为现 场 控 制 站 ， 要 实 现 对 现 场 主 设 备 的 控 制 、数 据 采 集 和 反 馈 控 制 功 能 。 污 水 处 理 系 统 主 要 分 为 三 个 区 ， 预 处 理 即 区 、反 应 池 区 ， 泥 处 理 区 ， 中预 处 理 区 污 其 包 括 进 水 和 中 和 处 理 ， 应 池 区 主 要 是 反 Ｓ 处理 产 生 的 污 泥 进 行 处 理 。
ｉ ： ｉ 圈
。 。 。Ｈ。 。 ． 。 。， 。 ．
环 境 科 学
基 于 工 业 以太 网 的污 水 处 理 自动 控 制 系统
颜云华 赵 文兵 （ 州机电职业技术 学院 江苏 常州 ２ １ ４ 常 １ ） ３６
摘 要： 本文 讨论 了一种 以Ｒ Ｃ Ｗ Ｌ Ｏ Ｋ Ｅ Ｌ工业 以太 网为基础 的 Ｓ Ｒ工业污水 处理 自 Ｂ 动控制 系统。 关键词 ： 工业 以太 网 Ｓ Ｒ工艺 Ｂ 中图分类号 ：Ｂ ９ Ｔ ４９ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６ ４ ０ ８ （０ ８ｌ（） ０ ０—０ １７ — ９ｘ ２ ０）２ｂ一 １３ ２ 我 国小 城 镇 污 水 处 理 较 多的 采 用 Ｓ Ｒ Ｂ 经 过 提 升 泵 ， 后 细 格 栅过 滤 到 达 集 水池 。 然 （ 批 式 活性 污 泥 法 ） 序 工艺 ， 工艺 具 有 出水 该 中和反应 ： 集水池满后 ， 止进水 ， 当 停 水 质稳 定 、水 质好 ； 行 管 理简 单 、 自控 水 在 集 水 池 里进 行 酸 碱 中和 反应 ， 应 完 后 ， 运 反 平高 ； 占地面 积 小 、造 价 低 等特 点 。现 以常 打 开 Ｓ Ｒ池 进 水 阀进 水 。 Ｂ 州某镇污 水处理 为背景 ， 用美 国 采 Ｓ Ｒ反 应 ： 水 到 一 定液 位 后 ， 止 进 Ｂ 进 停 Ｒ０ＣＫＷＥＬ Ｌ的 Ｃ０ＭＰ ＡＣＴＬ ０ＧＩ ＬＣ， ＸＰ 用 水 ， 风 机 启 动 ， 始 曝 气 ， 鼓 开 同时 潜 水 搅拌 Ｍ ＣＧＳ组 态 软 件 编 制 人 机 界 面 ， 建 器 和 回 流 污 泵 开 始 运 行 。 该 项 目有 四 个 组 ＲＯ Ｋｗ Ｅ Ｌ工业 以太 网控 制 网络 ， Ｃ Ｌ 实现 污 Ｓ Ｒ 反映 池 ， Ｂ 因此 在 污水 处理 中 ， 四个 反 应 水 处 理 的 自动 控 制 。 池 顺序 进 行 反 应 。沉 淀 ： Ｓ Ｒ 池 停 止 曝 当 Ｂ 气时 ， 闭 鼓风 机 ， 时 关 闭潜 水 搅 拌 器 和 关 同 １污水处理工艺流程 回流污泵 ， 始重力沉淀和 泥水分流。 开 污水 处理 能 力设计 为 ｌ 万吨 ／ 日。污水 排 水 ： 经过 一 定 时 间 的沉 淀 后 ， 开 当 打 处理 工艺是按 “ 水、 中和 反应、Ｓ Ｒ反应 、 汲水 器把 Ｓ Ｒ池 的 上清 液 排 出 。当水 位 达 进 Ｂ Ｂ 沉淀 、排水 、 ”步 骤 周期性 进行 生化 反应 ， 工 到规 定 的 最 低 水 位 时 停 止 汲 水 器 ， 余 污 剩 艺流 程 图如 图 ｌ 示 ， 本 操作 程 序 如 下 ： 所 基 泥泵 开 始 工作 把 Ｓ Ｒ池 底 部 的污 泥 排到 污 Ｂ 进水 ： 水阀打 开 ， 进 污水通 过粗格 栅过滤 ， 泥 压 缩 池 中 。
基于以太网的水厂网络监控系统
图 ２ Ｐ Ｃ配 置 结 构 图 Ｌ
水 泵 的 电量 数据 采集 通过 安装 综合 电量 采集 模
块 的办 法进 行解 决 ， 由于 现 场 水泵 软启 柜 内安 装 好
三相电流互感器， 适合 于综合 电量采集模块来进行 电参 数 的采 集 ， 模 块 具 备 Ｒ ４ ５通 信 接 口， 部 该 Ｓ８ 全
Ｍ ｏ ｉｏ ｉ ｎ ｏ ｒ ｌｓ ｓｅ ｆｗａ ｅ ｌ ｎｔ ｅ ｗｏ ｋ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈｅ ｎｅ ｎ ｔ ｒｎｇ ａ ｄ ｃ ｎｔ ｏ ｙ ｔ ｍ ｏ ｔ ｒ ｐ ａ ｓ ｎ ｔ ｒ ａ ｅ ｎ Ｅｔ ｒ ｔ
Ｄ ｉｎ ｎ Ｕ Ｘ ａｊ ｕ
（ ａ ｚｏ ｎｖｒｔ ｏ ｅｈｏｏｙ Ｌ ｎｈｕ７ ￣ ５ ，Ｃ ｉａ Ｌ ｎｈｕＵ ｉ ｓｙ ｆＴｃｎ ｌ ， ａｚｏ ３ ０ ｈｎ ） ｅ ｉ ｇ
６ｋ 费人费力 ， ｍ， 泵房安全方 面也无法保证 ， 改造迫
在 眉睫 。
率除了新建的。 、 泵房为５ Ｗ 外， 鼻９ 群 ５ ｋ 其余均为５ ｋ ０ Ｗ，
２ 改造 实施路线
收 稿 日期 ：０ ０—０ ２ １ ７—１ ６
作者 简介 ： 杜先 君 （９ ９） 男 ， １７ ， 甘肃 兰州人 ， 博士研究 生 ， 讲师
报警 信号 则还 原后 接声 光报 警设 备 。 由于水 厂 周 围后 建 有 大 量风 力 发 电设 备 ， 电 对 台无 线通 信干 扰严 重 ， 之原 有数 传 电台功 率偏小 ， 加 老化 严重 ， 使 数 据 通 信 时 有 错 误 ， 集 数 据 不 准 致 采 确 ， 常显 示通 信异 常 ； 时原有 系统采 集 的数据 不 经 同
配置 光端 接 收机 把 视 频 和数 据 信 号 还 原 出来 ， 样 这 就构 成 了点对 点 的监 控 系统 ， 每一路 互 相独 立 ， 速度
工业以太网在长桥水厂的应用
多分支结构的通信控制网络连接 ， 使工业控制系
统 向分 散化 、 网络化 和智 能化发 展成 为可 能 ， 工 使
摘
要
介 绍以太 网进入 工业控 制领域 的 必 然性及 其 优 势 ， 分析 长桥 水厂 自动 化 网络 的
现 状 以及 工业 以太网在 自动化控 制 中的应 用和 改进措 施 ， 最后 对 比控 制 网和 工 业 以太 网的 成
本， 讨论 工业 以太 网的应 用方式 和发展 前景 。 关键 词 ：工业 以太 网 现场 总线 Ｃ ｎｒｌ ｅ Ｅｈ ｒｅ Ｉ ｏｔ Ｎ ｔ ｔｅｎｔ Ｐ ｏ ／ 速率 为 １０ Ｍ ｐ 、 ０ ０ Ｍ ｐ 或更 高 。 ０ ｂ ｓ１ ０ ｂ ｓ １ ２ 工 业 以太网的优 势 ．
网资源共享 能力 强 ， 用 以太 网作 为现 场 的总线 ， 利
《 城市公用事业 》
很容易将 ＩＯ数据连接到信息 系统 中， ／ 数据很容 易以实时方式与信息系统上的资源、 应用软件和 数据 库共 享 Ｊ 。总 之 ， 随着 经 济 的发展 和 自动 化
办公信 息 网络 的进步 ， 企业 综合 自动化 、 控一 体 管
的工作计 划 。 ２ ２ ２ 生产调 度指挥 系统 ．． 它是 整个 生产 管 理 的智 能管 理 中心 ， 集 数 是
据通 信 、 理 、 集 、 处 采 协调 、 图文显 示 为一体 的综 合 数据 应用 系统 ， 在 各 种情 况 下 准 确 、 靠 、 能 可 迅捷 地做 出反 应及 时 处 理 生产 过 程 中产 生 的问题 ， 协 调各 车 间工作 ， 达到 实时 、 理监 控 的 目的。为各 合 级管理 者 提 供 实 时 生 产 信 息 （ 程 数 据 、 析 数 过 分 据 ）精 确地 监视 生 产过 程 ， ， 以提 高 生产 过 程 控制
浅议以太网在自来水厂监控系统中的运用
塞霎u渊一㈣浅议以太网在自来水厂监控系统中的运用蒋炜1张燕萍2(1．杭州萧山供水有限公司浙江杭州3112002．杭州萧山供水有限公司浙江杭州311200)中图分类号：T V6文献标识码：A文章编号：1571--7597(2008)0520080--01一、引言某市新水厂设计日供水量为20万吨，全厂自动控制系统实行集散控制，由中央监控站和6个分控站(取水泵房、加氯系统、过滤池、鼓风机房、变配电及送水房、加药系统)组成。
分站采用PL C进行监控，中央监控站通过以太网对各分站进行监控。
本监控系统对提高水质、降低能耗、降低制水成本，提高企业管理现代化有积极的推动作用。
二、控制系统网络结构监控系统图如图1。
图1监控系统图各分站P LC选用SE M A T I C S7-300系列，中央监控计算机采用研华工控机，监控组态软件采用SE M A TICW i nCC V5．1软件。
W i nC C软件与s7—300结合紧密，通过统一的组态和编程、统一的数据管理及统一的通信，降低了用户软件组态的工程量，实现了整个产品的高度集成。
W i nC C内置于S S／S7协议的通讯系统，很方便组建以太网，从而实现W i n C C和这些系统的最优化通讯。
三、系统的监控该系统采用W i nCC V5．1监控软件，具有丰富的设置项目，使用方式灵活，功能强大。
它承担了数据采集与管理、流程控制、各类报表的生成和打印输出、存储历史数据并支持历史数据的查询、丰富的画面显示功能、故障诊断与报警处理等工作。
(一)上位机软件的功能控制操作：在中央控制室，可以完成对PLC上传、下载参数和程序。
画面显示功能：计算机作为人机接口，运用动画、颜色变化等多种形式显示从现场采集的或人工输入的生产(数据压力、流量、水位、水泵状态等)以及必要的生产指标(总产水量、产水单耗、配水单耗等)，并显示系统信息。
数据采集与监控：W i nC C从硬件采集数据的过程是由I／O中读入数据并处理被归档韵过程值，然后将其存储在归档数据库中。
基于PLC及工业以太网混合模型的污水处理自动控制系统
２ 自动控制系统在污水处理 中的实例
薛家 湾污 水 处理 厂 扩建 工程 设 计 处理 水量 为２ ０ ０ ０ ０ 吨／ 天 ，全 部 为 生活 污 水 ，污水 采 用 的是 全密 闭 管道 收集 ，经过 三年 的运 行 ， 现 在 污水 处 理 达 到 了设计 负 荷 的９ ０ ％，使 用 循环 式 活性 污 泥处 理 工 艺 ，工艺流 程如 下 ：
种 良好 的 人机 界面 ，减 轻操 作 人 员的 负担 ，提 高管理 水 平 。本控 制 系统 设 有一 个 中控 室属 于管 理 层 ，内有一 面 模拟 屏和 两 台计算 机 操作 员站 ，模拟 屏 显示 的是 全厂 整个 污 水处理 工 艺流 程及 主要 在 线仪 表 数据 ，可 以对 全 厂设 备运 行状 态进 行监 视 ，其 中组 态软 件 为组 态 王６ ． ５ ３ ，两 台工 业计 算机 操 作站互 为 备用 ，它们均 可 各 自单独 完 成整 个 工艺过 程 的监 控 。在 实际运 行过 程 中 ，一 台 为操 作 用计 算 机 、一 台为监 控 用计 算机 ，无论是 数据 备 份还 是操 作过 程 完全 一致 ，中控室操 作站 具有 以下功 能 ： （ １ ）显示 全 厂设 备运 行 状 态 ，包 括 阀 门开关 状 态 ，水 泵 启 停 状 态 等 。 显示 工 艺 流 程 的动 态 参 数 ，包 括 进 水 Ｃ ＯＤ、进 水 浊 度 、进水 总 磷 、进 水 氯氮 、进水 流 量 、 Ｃ Ａ Ｓ Ｔ 溶解氧、Ｃ ＡＳ Ｔ 液 位 计 、集 水池 液位 计 等在 线仪 表数 据 。显示 相 关参 数趋 势 。对所 采 集 的在线 数据 形成报 表 。 （ ２ ）打 印报警 记录 和检修 维护 记录 等 。 （ ３ ）报警 设 置有 优先 管 理 ，报 警 包括 闪烁和 声 音 ，可 以 有 效 提 醒操 作人 员对 其 采取 措施 。而 且设 置优 先 管理 级 别普通 操 作 人 员无法对 数据 进行 清零及 修改 等操 作 。 （ ４ ）实现 编 程 、组 态和 修 改 等 ，操作 员站装 有 功 能强 大 的 上位软 件 ，以便 能方便 、直 观的 组态 和编程 。 组 态软 件 用 来 操 作 现场 设 备 ，监 控 画 面 和 图形 管 理 ，通过 Ｐ Ｌ Ｃ 程序 来 对 各 数据 进 行储 存 和管 理 ，图形 界 面包 括 ６ 个部分 ： 预 处 理 、Ｃ ＡＳ Ｔ 池 、深 度处 理 单元 、报表 、报 警 、 曲线 、各 工艺
水厂自控系统建设设计方案
水厂自控系统建设方案目录一、某水厂自控系统的组成 (1)1.1 自动控制系统结构及目标 (2)1.2 控制方式 (3)2.中央控制室 (3)2.1 运行监控 (4)2.2 运行控制 (4)2.3 数据管理 (4)2.4 告警处理 (4)2.5 报告和打印 (5)2.6网络数据服务 (5)3、各变电站的控制 (5)3.1 原水泵房控制站 (5)3.2 高效澄清池控制站 (6)3.3 翻板过滤控制站 (7)3.4 加药加氯控制站 (9)3.5 臭氧活性炭室控制站 (10)3.6 水泵房控制站 (10)3.7 污泥脱水室控制站 (11)水泵房控制站错误!未定义书签。
一、某水厂自控系统的组成某水厂自控系统网络拓扑采用光纤以太网环网结构。
在这种网络结构下，每个变电站可以通过两个不同的通道与中央控制室进行通信。
即使网络中的一根光纤损坏，也不会影响中控室与主站的通信。
某水厂自控网络拓扑图1.1 自动控制系统结构及目标某水厂自控系统按照分散控制、集中管理的原则配置。
全厂设有中央控制室，管理整个生产过程，房内分别设有水泵站、高效澄清池、加药氯化室、滤池、活性炭处理PLC控制站、供水泵房和污泥脱水房。
PLC控制站组成一个光纤以太网环网，每个控制站负责处理每个站的数据采集和控制任务。
自动控制系统具有以下功能：1)在线实时显示各工艺环节的生产数据，并根据工艺要求，以不同方式对生产过程中的异常数据进行显示和报警；2)实时显示全厂生产过程中所有重要设备的运行状态和参数，异常情况显示和报警提示；3)根据进水流量、出水浊度和投加比实现加药系统的自动控制；4)通过自动调节实现滤池的恒定水位过滤。
反冲洗根据滤池水位、上下滤层压差和阀门开度实现运行、反冲洗、再运行的全过程控制，也可实现人工强制反冲洗。
操作画面；5)系统可根据出口主管压力自动启动、停止和调节水泵。
1.2 控制方式某水厂所有电气设备均采用集中控制和现场控制两种控制方式。
基于工业以太网的污水处理控制系统的研究
基于工业以太网的污水处理控制系统的研究1 引言长期以来，可编程控制器（PLC）在工业自动化领域中得到了充分的应用，为各种各样的控制设备提供了可靠的控制和整体解决方案，满足企业对自动控制的需求，可以方便灵活地进行现场设置、检测、监控各种设备的生产参数。
随着网络技术的发展，控制系统结构也向网络化，开放性发展。
越来越多的PLC供应商开始提供Ethernet接口设备，从而构成了工业环境下的以太网的控制系统，采用工业以太网彻底打破了传统工业自动化“孤岛”观点，使整个厂区按生产节点有机地构成一个远程监控网络。
工业以太网（Industrial Ethernet）是按照IEEE802.3（以太网）国际标准，设计用于工业应用的一种单元网络，通过它可以使自动化系统彼此连接，并为PC和工作站提供同机种和不同机种通信，它具有很高的通信性能，可作为实现范围广泛的开放式网络的解决方案。
工业以太网与现场总线相比，具有向下兼容性，实现交换、全双工传输、带宽10MB/S 到100MB/S至1000MB/S，主要运用于工业环境下的网络系统。
工业以太网应用于自动化领域具有以下优点：低成本、易与Internet集成和受到了广泛技术支持等。
某港口20万吨级铁矿石码头改扩建项目中，污水处理和堆场喷洒系统是基于工业以太网的PLC控制系统。
施耐德公司的PLC可以通过工业以太网控制网络与其编程软件Concept进行交互，技术人员可以在比较良好的环境下通过以太网络对程序进行修改，而不必到环境恶劣的现场去操作。
施耐德公司的透明工厂技术已经使得工业以太网技术可以成功的应用于PLC控制系统当中。
本文将就如何在该系统中实现施耐德MODICON PLC网络控制系统进行研究。
2 系统分析与设计2.1控制要求污水处理系统的控制要求：污水站集水池设有2台液下泵，根据集水池的液位自动启停，两台泵轮流先后工作。
在启动液下泵的同时，启动计量泵。
污水提升到中间水池后，中间水池有两台潜污泵，轮流工作，并可以在一台泵故障时，启动另一台泵。
例析工业以太网在水厂自动控制系统的应用
例析工业以太网在水厂自动控制系统的应用前言随着自动化控制技术的日益成熟，南京市各水厂正逐渐加大自动化控制技术在生产控制中的应用范围。
作为南京市第一座高度自动化的水厂，城北水厂拥有较为完善的自动化控制体系和实际应用经验。
本文对城北水厂的控制过程及原理进行研究，通过对改造前后的自控系统比对，介绍新技术在净水工艺上的应用及控制模式的完善，同时还介绍了罗克韦尔公司的Ethernet/IP、ControlNet、DeviceNet在城北水厂控制网络结构中的应用。
1、应用技术简介1.1工业以太网第三代控制平台Controllogix系列推出时，Rockwell还提出了网络融合的概念，通过以太网、控制网、设备网三层网络构架，形成基于通讯的控制组态。
工业以太网是指在自动化控制领域中应用的以太网技术，在商用以太网的基础上针对工业要求在网络拓扑结构及网络实时性进行了改进，具有更好的抗干扰性及适应性。
EtherNet/IP是一个开放的、适用于工业环境的通信网络，利用CIP 协议进行实时I/O控制和点对点信息交换，它允许工业设备交换对时间有苛刻要求的应用信息。
ControlNet网络是一种开放式控制网络，可满足实时、高吞吐量应用项目的要求。
ControlNet 支持控制器之间的互锁以及对I/O、驱动器和阀的实时控制。
它还提供了在离散和过程应用项目（包括高可用性应用项目）中的控制联网。
DeviceNet网络提供适用于简单工业设备的开放式、设备级控制和信息网络。
它支持传感器和执行器与更高级别的设备（如可编程控制器和计算机）之间的通信。
它通过一根兼具电源电缆和信号线电缆功能的电缆，提供简单而经济实用的接线选件。
1.2Rslinx及NetworxRslinx是罗克韦尔自动化软件中不可缺少的重要组成部分，主要功能为网络组态及监控；Networx软件主要用于DeviceNet及ControlNet的网络设计及管理。
2、系统描述2.1硬件及网络组成城北水厂自控系统按照净水处理的工艺流程，由6个现场控制站点和1个中心控制站点组成。
通过以太网实现自来水厂两套独立自控系统的连接
通过以太网实现自来水厂两套独立自控系统的连接前言茂名市自来水公司河东水厂已建成两期，两期的工艺和设备都由国外引进，控制系统均采用由PLC(可编程逻辑控制器)和PC(个人电脑)组成的计算机集散控制系统，自动化程度较高。
由于两套系统采用的通信协议不同，所以它们没能很好地整合，它们之间没有数据通信，这给生产控制、生产报表的编制和值班人员的操作带来一定困难。
鉴于上述情况，我们决定利用以太网和监控组态软件INTOUCH 来实现它们的连接，使之成为一套完整的系统。
一、系统组成及存在问题两套系统采用不同的PLC，两者网络拓扑结构不同，通信协议不同(采用厂家自己的协议)，第一期采用的是THYSSENPLC，网络拓扑结构为环形结构，通信协议采用T800;第二期采用TelemecaNIquePLC，网络拓扑结构为总线型，通信协议是FIPWAY。
系统连接图见图1。
两期的监控组态软件都采用INTOUCH ，只是版本不同，这是一套由wanderware 公司出品的组态软件包，主要包括两部分的功能程序：开发环境windowmaker 和运行环境windowviewer，另外还有很多实用工具，NetDDE(网络动态数据交换)就是其中之一，它是microsoft windows 的DDE(Dynamic Data Exchange，动态数据交换)的扩展，不同之处是它用于网络而后者用于单机。
由于是两套各自独立的系统，两者之间没有通信，数据交换只能靠手工完成，既不准确，又不及时，在操作中，操作人员必须不停地奔波于两套系统之间，生产报表的编制要人工合成，不够方便，不能实现水厂的全自动控制。
考虑到两期系统所采用的PLC、网络拓扑结构和通信协议不同，若直接从PLC 方面着手，技术难度高，工作量多，投资大，耗时长。
经研究，最终决定直接从INTOUCH 着手，利用其基于以太网和TCP/IP 协议的网络功能来实现。
基于SIMATIC NET工业以太网污水处理厂监控系统设计
基于SIMATIC NET工业以太网污水处理厂监控系统设计刘辉;汪侠
【期刊名称】《科技广场》
【年(卷),期】2005(000)012
【摘要】本文介绍了SIMATIC NET工业以太网,提出了污水处理厂监控系统的整体设计方案,详细阐叙了系统网络的通讯原理以及监控软件的具体实现.
【总页数】4页(P27-30)
【作者】刘辉;汪侠
【作者单位】西华大学,成都,610039;江西财经大学,南昌,330013
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.SIMATIC NET工业以太网在热带控制系统中的应用 [J], 丁海;王伟
2.基于SIMATIC NET通讯协议的除氧监控系统设计 [J], 叶振宇;张莉;王亚刚;赵鑫;张迁
3.SIMATIC NET工业以太网技术在连铸机控制系统中的应用 [J], 刘玉玲
4.基于SIMATIC NET通讯协议的除氧监控系统设计 [J], 叶振宇[1];张莉[2];王亚刚[3];赵鑫[3];张迁[3]
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基于工业以太网的污水处理控制系统解决方案
系统概述:工业以太网的集成式全分布控制系统,具有高度的分散性、实时性、可靠性、开放性和互操作性的特点，同时也是数据、视频“多网合一”的系统。
其应用代表了工业以太网和控制技术的在水处理行业的最新发展方向。
随着我们国家生产力水平的不断提升，自动化系统也相应的从小型的、封闭的、无网络的模式，向大型化、网络化、开放化方向发展;将基于封闭、专用的解决方案变成了基于公开化、标准化的解决方案。
上位机、PLC和现场总线构成的集散监控系统逐步成为水处理自动化的主流。
但由于不同的现场总线标准之间的互不兼容严重束缚了不同厂商设备之间的互连,使得现场总线成为受厂商限制的专用网络。
而随着以太网技术在自动化领域的不断发展，越来越多的PLC、智能仪表和执行器，乃至DCS系统已经带有以太网接口，这都标志着开放互连的工业以太网已经成为工业网络的发展方向。
××市污水处理厂是一座近期日处理量为40万吨、远期60万吨的AO工艺的污水处理厂。
自动控制系统采用目前国内外污水处理厂广泛应用并取得良好效果的基于可编程逻辑控制器（PLC)的集散型控制系统，以及监控和数据采集系统，同时还包含少量的视频监视.集散型控制系统的特点是将管理层和控制层分开。
管理层主要是对全厂的生产过程进行监视、数据存储和分析；控制层主要是通过现场PLC或计算机完成各自辖域内工艺过程和工艺设备的自动控制，同时在传统控制的基础上，提供了智能控制的可能性.SCADA系统通过现场检测仪表和网络设备完成对主要工艺参数的数据采集并对生产流程进行监控.通信系统采用100Mbps工业以太环网。
系统基本结构如下:系统除具备对生产过程的监视和控制功能外,数据处理和网络通信的功能更加强大,为运行阶段的生产管理、调度、科研打下坚实的基础。
考虑到远期污水厂增加设备的需要,自控设备、通信网络和上位管理系统拥有扩展的能力。
系统网络结构：按照工艺流程，厂区分布7套自控系统，分别为预处理系统、生物处理系统、污泥处置系统、出水及雨水系统、污泥消化系统、污泥干化系统和电站自动化系统。
基于工业以太网的集成式全分布污水处理控制系统
基于工业以太网的集成式全分布污水处理控制系统摘要：本文介绍了嘉兴市污水处理工程控制系统的解决方案和实现经验。
所采用的基于工业以太网的集成式全分布控制系统，具有高度的分散性、实时性、可靠性、开放性和互操作性的特点，同时也是数据、语音和视频“三网合一”的系统。
其成功应用代表了现场总线和控制技术的在水处理行业的最新发展方向，对类似系统的实现具有广泛的参考意义。
关键词：现场总线工业以太网分散控制水处理Abstract: This paper introduces solution and implementation experience of automation and control system for Jiaxing waste water treatment project. The distributed control system is implemented on the base of industrial Ethernet, which transfers data, audio and video signals simultaneously. Its outstanding features, including distributivity, real-time, reliability, openness and interoperability, are described herein. The successful application indicates new direction of fieldbus control system and other control technology for water treatment projects. Keywords: Fieldbus, Industrial Ethernet, Decentralized control, Water Treatment1．概述随着网络化、信息化概念向自动化领域的不断渗透，水处理自动化控制理念和技术也在不断发展。
基于工业以太网和无线通信的水厂SCADA系统
基于工业以太网和无线通信的水厂SCADA 系统王树东,靳雷,高敬更,吴明永,王建跃(兰州理工大学电气工程与信息工程学院,甘肃兰州730050) 摘要:根据某自来水厂工艺流程和控制要求,提出了一种基于工业以太网和无线宽带通信系统建立的水厂监督控制与数据采集(SCADA )系统。
它主要由可编程控制器(PL C )与工控机(IPC )构成,并通过工业以太网和无线宽带进行数据交换。
下位机PL C 实现控制、数据采集、状态检测等功能;上位机IPC 通过组态软件WinCC V6.0实现对下位机进行访问、远程监控等功能。
详细介绍了硬件构成、软件设计和组态软件的应用。
该系统具有经济、可靠、易于扩展的特点,并得以成功应用,效益显著。
关键词:以太网;无线通信;可编程控制器;监督控制与数据采集中图分类号:TP273 文献标识码:ASCADA System of W aterw orks B ased on Industrial Ethernet and Wireless CommunicationWAN G Shu 2dong ,J IN Lei ,GAO Jing 2geng ,WU Ming 2yong ,WAN G Jian 2yue (College of Electrical and Inf ormation Engineering ,L anz hou University of T echnology ,L anz hou 730050,Gansu,China )Abstract :According to the craft process and control requirements of a waterworks ,the supervisor control and data acquisition (SCADA )system based on industrial ethernet and wireless wideband communication was proposed.It composes of programmable logic controller (PL C )and industrial control computer (IPC )which communicate each other by industrial ethernet and wireless wideband.Function of the PL C is to realize con 2trol ,data collection ,state detection ,etc .With configuration software WinCC V6.0,f unction of the IPC is to realize visitation to PL C and remote control and so on.Hardware ,software of the system and the application of configuration software were introduced in detail.This system is economical ,reliable and easy to be expand 2ed ,which has been successf ully applied in reality.K ey w ords :ethernet ;wireless communication ;programmable logic controller (PL C );supervisor control and data acquisition (SCADA ) 作者简介:王树东(1965-),男,本科,副教授,Email :wang8s8d @1 引言水资源是人类赖以生存和发展所需要的不可替代的自然资源,随着我国城市规模的不断扩大,城市人口的急剧膨胀以及城市工业的高速发展,城镇居民用水量和工业用水量都急剧增长,所以保证大型水厂的安全稳定运行就成为保障城市稳定快速发展的一个至关重要的环节。
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基于工业以太网的水厂自控网络设计
摘要：介绍了重庆市井口水厂的自控网络结构。
设计了全厂基于工业以太网的控制、通讯网络，将全厂生产过程控制自动化系统、管理自动化系统、视频监控和安防报警系统三大系统进行了整合。
运行实践表明，该网络实现了预期控制目标。
关键词:净水厂；自动控制；工业以太网
1 项目简介
为满足重庆市西部新城和双碑组团的用水需要，2011年重庆市建设了井口水厂，该水厂是重庆市重大基础设施项目之一，工程建设总投资6.56亿元。
工程总设计规模55X104m3/d，一期设计规模20X104m3/d。
分为厂内和厂外两大部分。
厂内分为净水处理（含取水、预沉）、废水处理（含泥处理）和深度处理三个系统，厂外分为输配水管网和加压站。
净水厂采用嘉陵江为水源，水量充沛、区段水质较好，原水最高浊度达5000NTU。
供水水质的目标达到出厂水浊度不超过0.5NTU。
水厂直接供水范围为双碑组团及往西永和蔡家送水的加压站。
重庆井口水厂工艺流程如图1所示。
图1 净水工艺流程图
2 控制设计
2.1控制目标
重庆井口水厂自动化系统的设计以安全、经济、可靠、实用为原则，设计遵循”集中管理、分散控制、资源共享、无人职守”的原则[1]，满足水厂实现“生产运行巡检制”的要求；在线检测仪表系统遵循”工艺必需、计量达标、实用可靠、维护简便” 的原则。
全厂分为生产过程控制自动化系统、管理自动化系统、视频监控和安防报警系统三大系统。
1）生产过程控制自动化系统。
主要功能包括：①生产过程各种主要工艺参数、过程设备的采集（检测仪表、设备工况、电气运行参数）。
②各种能耗、物耗和进、出厂水、生产过程用水流量的计量和累计。
③生产过程设备工况和工艺流程状况的实时画面监测显示。
④生产过程设备的自动控制：实现机泵一步化开/停控制；根据排泥时间设定或水质情况进行预沉池、沉淀池的自动排泥；自动配药、根据原水流量配比及沉水浊度实现自动加药；根据原水流量配比及滤后水余氯反馈实现自动加氯、氯源自动切换、漏氯自动报警与联动中和系统运行；滤池自动恒水位过滤、自动反冲洗。
⑤生产过程参数的数据存储和历史趋势分析。
⑥生产报表的自动形成和打印：日、月、年报表。
⑦自动生成主要运行设备维修保养报告⑧事故报警处理与打印：包括对运行设备、检测仪表超限值的故障自动记录、声光报警、自动打印。
2）管理自动化系统。
水厂管理计算机通过WEB方式，可查看生产运行、视频监视情况[2]：①生产过程的全面查询：包括厂内监控画面、流程、过程参数、各种能耗、物耗、进、出厂水流量以及历史数据。
②生产过程分析报告、报表和图形。
③视频监视系统的查询。
3）视频监控和安防报警系统。
净水厂地理位置偏僻，为保证生产安全，专门增设32路视频监控以及安防报警系统。
①全厂闭路监控系统采用高清晰云台彩色摄象机，对生产区域重要设备和重要区域全天候监视，可以采用实时记录、报警联动以及人工随机录像多种相结合方式来进行录像。
②能够同时对32路视频信号进行监视、回放、录像和存档。
提供至少15天以上报警和图像资料记录。
③微机模块化、高密度矩阵设计，视频切换、报警控制于一体。
操作员可自由选择多种方式进行画面切换、录像控制、画面放大缩小旋转。
2.2控制实现
考虑到现场仪表及设备较为分散，因此利用分散集中的原则，对整个净水厂工艺进行功能划分，分别为送水泵房、滤池反冲洗泵房、加氯加药间和取水泵房、厂外加压站部分。
在每个部分均设置了独立的控制站。
净水厂部分。
分别在送水泵房、滤池反冲洗泵房、加氯加药间和取水泵房设置现场控制站，并在各现场控制站配置操作显示终端（反冲洗泵房除外），现场控制站通过光纤网络与中控室以太网交换机相连。
在两组滤池上还设有10个现场控制分站（CD01--CD08），通过普通标准以太网与反冲洗泵房控制站的以太网交换机相连。
在滤池反冲洗泵房设置6个一体化的PLC，用于3台反冲洗泵与3台鼓风机的控制，通过普通标准以太网与反冲洗泵房控制站的以太网交换机相连；同时6个一体化PLC通过控制层控制总线与滤池反冲洗PLC通讯。
对于现
场设备集中的预沉、沉淀池，采用作为加氯加药站的I/O分站，通过控制层控制总线与相应的控制分站PLC通讯。
中控室网络设置。
在中央控制室设置C/S（客户端/服务器）结构形式的计算机网络，以两台数据采集服务器和一台数据及网络服务器为核心，构成100M交换式局域网络。
中控室和厂内的现场控制站采用以太网交换机为中心的环状光纤网连接，网络形式为工业以太网，传输速度为10/100M。
3）净水厂电气参数采集。
净水厂送水泵站、取水泵站以及加压站的高/低压电力自动化系统由电气厂配套提供，带以太网接口，直接进入自控系统的交换机；各个控制站内的电气设备综合保护器由电气设备配套提供，带Modbus通讯接口，直接进入自控系统现场控制站。
厂外加压站部分。
在加压站泵房设置现场控制站，并在现场控制站配置操作显示终端，该站主要用于对加压站机泵的控制和加压站补氯系统的控制。
现场控制站通过无线传输GPRS网络与净水厂中控室的通讯管理机相连，实现加压站与中控室的数据通信。
全厂自动控制系统网络如图2所示。
图2 净水厂自控网络图
3结束语
重庆市井口水厂在工程设计中大量采用了自动控制技术，全厂通过工业以太网构建了控制网。
经过实际运行表明，控制网络实现了预期控制目标。
参考文献
[1].张大为, 张莹, 戴春琴. 自动控制技术在自来水厂的应用[J]. 电气技术,2009(3):70-73.
[2].贺惠珍, 周孟建. 城市自来水厂自动化控制系统的构建及设计[J]. 电气传动自动化,2011(4):35-37.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。