摘要：自動化技術(shù)在能源、電力、機械、環(huán)境等行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，也促使了自動化水平的不斷提高。由于Synall 2000 強大的網(wǎng)絡(luò)化功能，為將來系統(tǒng)在子網(wǎng)級和企業(yè)級實施基于Synall 2000網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)打下了堅實、可靠的基礎(chǔ)。在全面實施單個站點自動化監(jiān)控的基礎(chǔ)上，可方便地實現(xiàn)子網(wǎng)級的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)自動采集與監(jiān)控系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞：自動化監(jiān)控 可編程控制器 PLC
0前言
近數(shù)十年來，自動化技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣泛，應(yīng)用程度也更加深入。自動化技術(shù)的普遍應(yīng)用，極大地把人類從繁雜的體力勞動和不安全的工作環(huán)境中解放出來，顯著地改善了人類的工作環(huán)境和提高了人類的生活質(zhì)量。不僅如此，自動化技術(shù)的應(yīng)用，還明顯地增強了的競爭能力，使在激烈的市場競爭中立于不敗之地。
隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展和在各個領(lǐng)域的滲透，使基于計算機軟硬件技術(shù)的自動化技術(shù)發(fā)展到了一個新的水平，并展示出了強勁的生命力和應(yīng)用前景。特別是信息時代的到來、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟和迅速普及，給自動化技術(shù)提出了新的要求和展示了新的應(yīng)用前景?？梢韵嘈?，基于計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的自動控制技術(shù)將是今天和明天的應(yīng)用主流。
在總體技術(shù)上與其他的西方國家相比，中國的自動化技術(shù)領(lǐng)域是一個起步較晚、水平相對落后但發(fā)展較快的一個國家。自動化技術(shù)在我國的應(yīng)用，已經(jīng)產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。為了進一步增強國家的實力和與發(fā)達國家競爭，我們還必須進一步加強自動化技術(shù)的基礎(chǔ)研究和深化應(yīng)用程度。
隨著中國市場經(jīng)濟的深入發(fā)展和加入WTO的即將到來，中國的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)為了增強市場競爭能力，開始采用各種高新技術(shù)來改造。采用自動化和信息技術(shù)來改造傳統(tǒng)將是技術(shù)改造的主要途徑之一。通過這種技術(shù)改造，國內(nèi)將增強自身在國內(nèi)和國際市場的競爭能力。
1污水處理廠的項目建設(shè)總體原則
污水處理廠自動監(jiān)控系統(tǒng)的總體建設(shè)總體原則：
·實用性。以解決現(xiàn)實問題為主，堅持為領(lǐng)導(dǎo)決策服務(wù)，又為經(jīng)營管理服務(wù)，為生產(chǎn)建設(shè)服務(wù)。
·先進性。采用成熟的技術(shù)，兼顧未來的發(fā)展趨勢，及量力而行，又適當(dāng)超前，留有發(fā)展余地。
·可擴展性。系統(tǒng)便于擴展，以保護前期投資的有效性和后續(xù)投資的連續(xù)性。
·經(jīng)濟性。以節(jié)約成本為基本出發(fā)點，建立一個運行可靠、滿足公司實際需求的監(jiān)控系統(tǒng)。
·易用性。系統(tǒng)操作簡便、直觀，以利于各個層次的人員使用。
·可靠性。確保系統(tǒng)可靠運行，在關(guān)鍵部分應(yīng)有安全和容錯措施。
·可管理性。系統(tǒng)從設(shè)計、器件、設(shè)備等的選型都必須考慮到系統(tǒng)的可管理性和可維護性。
·開放性。采用符合國際標準的，保證系統(tǒng)具有開放性特點。
2基于Synall 2000的監(jiān)控站解決方案
基于Synall 2000系統(tǒng)的污水處理廠監(jiān)控站（無容錯）解決方案如下圖2所示。
圖1 基于Synall 2000的監(jiān)控站（無容錯）解決方案
解決方案說明如下：對于Synall 2000的監(jiān)控站系統(tǒng)，數(shù)據(jù)監(jiān)控任務(wù)在一臺物理計算機上完成，數(shù)據(jù)采集設(shè)備的連接和數(shù)據(jù)采集服務(wù)程序的安裝運行都在相同的計算機上完成。在Synall 2000中，支持一臺計算機掛接多臺數(shù)據(jù)采集設(shè)備。在Synall 2000的組態(tài)開發(fā)環(huán)境中，通過定義一臺I/O設(shè)備的多臺子設(shè)備來完成。Synall 2000已經(jīng)內(nèi)置了目前國內(nèi)外流行的數(shù)據(jù)采集設(shè)備的DLL和DDE驅(qū)動程序，可方便用戶的使用。用戶也可以自己開發(fā)設(shè)備驅(qū)動程序。用戶的業(yè)務(wù)應(yīng)用程序需要在Synall 2000的運行系統(tǒng)中運行。這時，稱與數(shù)據(jù)采集設(shè)備相連且運行業(yè)務(wù)程序的機器為Synall 2000運行系統(tǒng)?？紤]到將來系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化擴展，也可以將一臺計算機同時配置為Synall 2000瀏覽系統(tǒng)和Synall 2000服務(wù)器系統(tǒng)（解釋見4.2.2）。
計算機系統(tǒng)因不可預(yù)測的因素（如系統(tǒng)斷電、線路故障、操作系統(tǒng)故障、應(yīng)用故障等）造成監(jiān)控管理系統(tǒng)不能正常工作，在很多重要的應(yīng)用領(lǐng)域會造成重大損失，這就要求系統(tǒng)必須提供可靠性良好的保障機制。傳統(tǒng)的基于硬件（如雙機熱備）的方案除了較短的反應(yīng)時間外，對于工業(yè)級監(jiān)控管理系統(tǒng)，不能很好地處理以下限制。
·費用問題，雙機系統(tǒng)價格昂貴、可能遠遠超過監(jiān)控本身的費用。
·空間問題，工業(yè)監(jiān)控管理系統(tǒng)經(jīng)常需要安裝在比較惡劣的工業(yè)現(xiàn)場，空間環(huán)境因素等可能會限制雙機系統(tǒng)的應(yīng)用。
·功能問題，監(jiān)控系統(tǒng)本身可能是正常的，而它連接設(shè)備的線路卻出了問題，就使雙機系統(tǒng)很難把握這種控制的需要。
基于以上考慮，Synall 2000系統(tǒng)專門為集中監(jiān)控管理的需要提供了基于Cluster III的多機軟熱備用解決機制?；赟ynall 2000的污水處理廠監(jiān)控站容錯系統(tǒng)解決方案如圖2所示。
圖2 基于Synall 2000 污水處理廠監(jiān)控站容錯系統(tǒng)解決方案
解決方案說明如下：在所示的污水處理廠流量監(jiān)控解決方案中，當(dāng)連接該設(shè)備的Synall 2000運行系統(tǒng)（該設(shè)備的主運行系統(tǒng)）發(fā)現(xiàn)監(jiān)控的設(shè)備不能正常工作或系統(tǒng)服務(wù)器發(fā)現(xiàn)連接該設(shè)備的運行系統(tǒng)不能正常工作時，Synall 2000系統(tǒng)服務(wù)器將通知該設(shè)備的備用運行系統(tǒng)（可以為子系統(tǒng)中其它運行系統(tǒng)，且有線路與該設(shè)備連接），備用主運行系統(tǒng)將接管該設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與控制工作，在主運行系統(tǒng)恢復(fù)正常后，設(shè)備的監(jiān)控權(quán)，將自動恢復(fù)到主運行系統(tǒng)。
上述軟熱備用模型具有以下特點：
·采用普通工控機即可實現(xiàn)傳統(tǒng)的雙機熱備用方案，價格便宜，對環(huán)境和空間要求低。
·直接支持傳統(tǒng)的平行數(shù)據(jù)采集路徑（平行數(shù)據(jù)采集設(shè)備，平行網(wǎng)絡(luò)等）。
·實現(xiàn)容易，簡單組態(tài)即可。
我們建議，對于污水處理廠監(jiān)控站采用容錯方案，以增強系統(tǒng)的可靠性。
3污水處理廠自控系統(tǒng)方案
一、系統(tǒng)構(gòu)成
其網(wǎng)絡(luò)拓撲圖如下：
1、各污水處理站的水泵和其它I/O設(shè)備的相關(guān)參數(shù)通過PLC（CQM1）進行控制；
2、個PLC之間通過Controller bbbb System模塊進行連接及數(shù)據(jù)傳輸；
3、Controller bbbb System模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)到達iSynall前置機以后，可以通過光纖（如條件不允許可采用專用電話線）與交換機進行數(shù)據(jù)交換；
4、iSynall服務(wù)器與iSynall前置機經(jīng)過交換機進行交換的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中進行儲存，并通過
iSynall進行實時監(jiān)控及數(shù)據(jù)處理。
?。ㄒ唬┛刂蒲b置構(gòu)成
該裝置采用iSynall（服務(wù)器、前置機）計算機監(jiān)控系統(tǒng)，分站選用歐姆龍CQM1型可編程控制器(PLC)的自動化控制系統(tǒng)。為采用太力信息產(chǎn)業(yè)有限公司的ISynall平臺開發(fā)的專用包。
選用CQM1的好處：
1.I/O點數(shù)可擴充到256點，實現(xiàn)寬域的控制
2.符合機械需求，可彈性調(diào)整I/O點的組合
3.系統(tǒng)維護性更高
4.可以根據(jù)實際需求，選擇CPU及各種控制器的不同組合
5.可以采用Controller bbbb System模塊進行多臺PLC的連接
自動檢測裝置包括電能、進水流量、pH值、溶解氧、氧化還原、回流污泥流量、剩余污泥流量及水位、水溫等八類過程，自動檢測儀表，其輸出均為模擬量信號(4～20mA)。 該系統(tǒng)基本控制思想是：功能和危險分散，監(jiān)督和管理集中。
?。ǘ┦芸貙ο髽?gòu)成
受控對象包括鼓風(fēng)機、水下推進器和大部分泵等設(shè)備，其輸出狀態(tài)信號均為開關(guān)量?！?/P>
?。ㄈ┫到y(tǒng)工作原理
現(xiàn)場自動檢測儀表對生產(chǎn)中各個參數(shù)自動、連續(xù)地進行檢測，同時將信號反饋給現(xiàn)場PLC和中心控制室計算機，并在中控室模擬屏和計算機顯示器上顯示出來；PLC和計算機比較程序中設(shè)定的工藝參數(shù)，自動地調(diào)節(jié)某臺設(shè)備的工況(啟動、停止或調(diào)速)，從而自動滿足生產(chǎn)過程需要?！?
三、系統(tǒng)功能
?。ㄒ唬┤藱C界面及功能
人機界面是操作者和系統(tǒng)交互聯(lián)系的平臺，它直接面向操作者，是用戶認識評價一個系統(tǒng)的首要部分。本系統(tǒng)采用在bbbbbbS環(huán)境下運行的ISynall包它把實時動態(tài)的各種信息量以圖形、文字、畫面的方式有機地結(jié)合在一起，立體感強，操作簡便，直觀舒適。操作者可用鼠標完成對的全部操作，包括菜單選擇、畫面切換、實時數(shù)據(jù)顯示、歷史數(shù)據(jù)前/后翻頁、報表生成及打印、故障查詢及復(fù)位、文件管理、參數(shù)設(shè)定等等，每頁圖形均固定有即時報警信息欄、向上翻頁、回到主菜單、打開報警顯示屏，操作人員姓名注冊顯示、故障/維修/模擬報警實時顯示等功能。本包采用的是全中文界面更有利于操作者進行操作。
?。ǘ┳詣涌刂七^程
1、進水泵 2、粗格柵 3、細格柵 4、刮砂橋和砂泵 5、進水流量和pH計
6、水下推進器 7、羅茨鼓風(fēng)機 8、回流污泥泵 9、二沉池刮泥橋和浮渣泵
10、剩余污泥泵
四、系統(tǒng)運行與維護
該自動控制系統(tǒng)完全能夠滿足工藝運行需要，保證日處理水量、水質(zhì)達到設(shè)計要求。由于生產(chǎn)需要，本系統(tǒng)必須24h連續(xù)運行，因此，對設(shè)備從選型到安裝，從使用到維護管理都提出了較高要求。
4結(jié)束語
基于Synall 2000的污水處理廠自動化控制系統(tǒng)，是在污水處理自動化控制的一個成功范例。目前這套系統(tǒng)廣泛運用于污水處理廠，并且運行良好，受到廣泛贊譽。
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3.唐寶玉 蔣式勤 實用污水處理廠網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng) 電氣自動化.2000,22(5).-49-51
The Automation Monitor System for Sewage Treatment Plant
Abstract:With the application of automation in the field of energy, electric power, mechanism and environment protection etc. the automation technology has also improved. Because Synall 2000 has a powerful function of web unite, we can combine sub-webs together with help of Synall 2000, thus realize monitor-automation. From monitor every individual web station, we can monitor the whole web.
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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