西门子模块6ES7317-2FK14-0AB0安装调试
2.1上位机监控
上位机监控部分主要由mcgs监控部分和视频画面部分两部分组成。mcgs部分属于mcgs软件的二次开发，在其设备窗口中添加相关父设备和子设备后就可以在mcgs的通道里与具体的设备相连。
由于计算机监控室与污水处理池的距离较近，视频部分采用三星svr-1650作为视频处理设备的嵌入式全实时数字硬盘刻录机，该设备以新mpeg-4压缩技术构筑的嵌入式硬盘刻录机svr-1650，可以同时进行400fps的实时监视、录像、回放、网络访问和备份等5种功能。支持dvd-rw刻录机，可以方便的进行超大容量数据备份；精巧的gui图形菜单设计，配上灵活的鼠标操作，使用户可以随心所欲的快速控制；强大稳定的网络远程访问功能，让用户随时随地进行访问控制。配有d1高清画质格式，能够展现更多的细节信息；除此之外，还具有音视频同步刻录、支持atm/pos机刻录、多种通讯协议支持、数字变焦和画中画等多种数字功能。摄像头用的是两个带云台的多角度可调摄像头，便于多角度查看风门的状态。
2.2 就地控制柜
就地控制柜的主要功能为：先监控废水池水量，然后经废水处理设备将水进行净化处理，将净化处理后的水放到一个中水蓄水池，当达检测合格后，再用一台水泵将水供到厂区中水管网，由于后一水泵的要实现管网恒压控制，也为了降低对电网的冲击，增长水泵的寿命所以要采用变频恒压控制。因此中水供水泵要配备一个变频器，用变频器控制水泵。恒压变频控制采用通用变频器选用ai模块，水泵启停信号由plc送给变频器，由变频器控制水泵启停。为了实现水泵电机的过流保护，在主电路中串联热继电器。在电路中设置转换开关实现手动/自动之间的转换。在水泵启动时要注意先启动电机再开电动阀门，停止时要先关电动阀门，再关电机。
2.3 泵阀控制柜
泵阀控制柜中电动阀门用两个交流接触器来控制电机的正反转，要注意两个接触器不能同时接通，一旦同时接通就会造成短路烧坏电机，因此要注意两个接触器之间的互锁，防止同时打开，在开电动阀门回路中串入关阀门继电器的常闭信号，实现硬件上的互锁，关回路同理。电动阀门要有开到位和关到位信号。泵阀控制原理图如图2所示。
图2 泵阀控制原理图
在控制电路的设汁中，首先要考虑弱电和强电之间的隔离的问题。在整个控制系统中，所有控制电机、阀门接触器的动作，都是按照plc的程序逻辑来完成的。为了保护plc设备，plc输出端口并不是直接和交流接触器连接，而是通过中间继电器去控制电机或者阀门的动作。在plc输出端口和交流接触器之间引入中间继电器，其目的是为了实现系统中的强电和弱电之间的隔离，保护系统，延长系统的使用寿命，增强系统工作的可靠性。其次，在控制方式上有手动和自动两种方式，手动方式下，可以通过人为的控制各种操作；在自动控制方式下，整个系统都是在plc内部程序的控制下自动运行。手动还是自动方式，是通过一个两路的开关进行人为选择。后，还要考虑互锁的问题，电机的启停之间要有互锁，电动阀门的正转反转之间要有互锁。
2.4 变频器
变频器选用艾默生ev2000通用变频器。ev2000采用独特的控制方式实现了高转矩、高精度、宽调速驱动，满足通用变频器高性能化的趋势；具有超出同类产品的防跳闸性能和适应恶劣电网、温度、湿度和粉尘能力，极大**产品可靠性； ev2000是业界将客户通用需求与客户个性化需求、行业性需求有机融合的革命性产品，实用的pi、简易plc、灵活的输入输出端子、脉冲频率给定、停电和停机参数存储选择、频率给定通道与运行命令通道捆绑、零频回差控制、主辅给定控制、摆频控制、定长控制等，为设备制造业客户提供高集成度的一体化解决方案，对降低系统成本， **系统可靠性具有极大价值； ev2000通过优化pwm控制技术和电磁兼容性整体设计，满足用户对应用场所的低噪音、低电磁干扰的环保要求。变频器的接线端子如图3所示。
3 plc程序设计
本系统的工作原理为：先是启动控制，控制启动顺序为：设备上电后依次检查电压、污水储水池水位、中水蓄水池水位、电动阀门是否处于关闭状态等都正常时启动，否则禁止启动并报警；其次是停机控制，控制停机顺序为：先关电动阀门再关中水回用水泵，如有电动阀门在规定时间内(本系统设定为20秒)不停止则电动阀门故障报警。污水蓄水池水位低，不启动污水处理设备即污水处理设备不进水，污水蓄水池水位高，启动污水处理设备即污水处理设备进水；中水蓄水池水位低，泵不启动，水位高并且ph值检测合格，泵启动，打开电动阀1向中水回用水管网供水，ph值检测不合格，打开电动阀门2，污水重新处理。污水储水池与中水蓄水池控制流程图如图4所示。
图4 污水储水池与中水蓄水池控制流程图
4 结束语
实现玻纤中水回用对当前的玻纤行业生产有较现实的意义，本文结合实际工程开发任务及生产生活中遇到的实际问题，基于s7-200 plc和mcgs的中水回用监控系统，采用mpi通讯协议设计了这套玻纤中水回用监控系统。这套系统改变了以前玻纤中水回用系统完全依赖手工操作，只是简单的接通接触器运行，操作过程烦琐等缺点，基本实现了整个玻纤中水回用系统的自动控制。系统实施以来，企业废水得到了有效利用，并实现了中水回用的自动化，生产报表的自动生成，既节约了企业成本，又节省了人力、物力。说明本系统具有较强的实用性并具有很好的经济效益和社会效益。
一、引言
随着城市发展以及人民生活水平的不断**，城市污水排放量也在逐年增加，这给城市环境造成了严重污染，基于此需求，各地都在积极建设污水处理厂，以实现城市可支持性发展、美化和治理城市环境。本文以一个污水处理厂为例，结合工艺流程，介绍污水处理厂实施自动化控制的解决方案。该污水处理厂采用水解－SBR（UNITANK）好氧处理工艺，一期工程进口预处理段**泵站配水井、变配电系统、集泥池浓缩池按二期12万立方米／日的处理能力装备。水解池、SBR池按6万立方米／日的处理能力先上一组。鼓风机、脱水机各先上两台。二期工程再上6万立方米／日处理能力的一组水解池、SBR池及各两台鼓风机、脱水机。
二、工艺及系统要求
整个系统分进口预处理段**泵站配水井、水解池和污泥处理、SBR反应池和鼓风机房、变配电系统及脱水机房、井房等四大部分组成。
需要自动化控制的共有5个站，包括泵房、水解池、变电所、SBR池、鼓风机房。泵房负责控制进泥阀、出泥阀、潜污泵进水闸、除砂机、格栅井和行走式吸砂、砂水分离装置。北水解池负责控制14个排泥阀。变电所负责监测高、低压系统的相关电压、电流、有功和无功等模拟量信号，进行效益核算。SBR池负责控制整个好氧工艺的流程。鼓风机房负责控制鼓风机导叶开度并监测鼓风机的各个重要参数。同时在中控室，上位机软件要实时反映各个工段的具体情况，包括设备的各种状态、各种仪表的数据和工艺的设定参数等等，计算和查询各种参量，例如温度，液位，PH值，泥位值，多普勒**计等，可以让操作员进行分析并能在上位控制现场的各个设备。
拓扑图如下：
三、自动控制系统的实施
考虑使整个系统更加灵活安全，将整个系统控制分三层：层现场手动，第二层上位机监控软件控制，第三层上位机脱网PLC自动运行。现场手动--便于设备的维护和调试，当某个设备切换到现场手动模式下，该设备就不受和PLC的控制，只接受现场的操作命令；上位机监控软件手动控制--有利于调度室的操作，可以针对每个设备，让它脱离PLC的自动运行状态，由中控室的计算机直接对其进行操作。PLC自动运行—对现场所有设备进行自动控制，它负责整个污水处理工艺的控制，并且对故障，也会有响应。即使PLC和上位机脱离了通讯，它也能自己安全的工作。
根据以上的需求，硬件我们选用西门子的S7-300系列PLC，变频器和软启动器，软件选用通用监控软件。考虑到有5个控制站和通讯的数据量大，而且各个站之间有一定的距离，远的站到中控室有300米，所以采用了Profibus-DP和Profibus-FMS 相结合的现场总线,既可以保证数据的高速传输，也可以实现大容量数据的完整性。采用变频器与软起动器组合运行拖动潜污泵电机，追踪液位，保证液位恒定与设定值一致。
中控室由一台PC机完成操作员站、工程师站的任务，平时以值班长、操作员操作为主，操作员应在授权后才能进入操作。工程师能打开相应的功能设定界面，其他人不得进入该层面。操作员站采用八屏多屏显示，可任意调入各运行图，并可自动翻屏，翻屏的时间可调（默认为15分钟）。在公司中心调度室设一个远程监控站，利用市话线路采用拨号方式与污水厂中控室通讯，该站采用四屏多屏显示，可实现拨号时间间隔设定、可任意调入各运行图，并可自动翻屏，翻屏的时间可调。
用户界面以平面图形式为主，局部反映一些剖面，与相应画面有关的功能（手动自动、运行状态设定、时间设定、参数设定、上下限、报警等）。报警信息、自动运行条件能否满足的信息及解析方案可以即时弹出，并有语音提示。运行状态表中反映主要设备的开关状态、机泵电流电压、现场仪表的参数、累计值（电量、水量、泥量、气量等）、综合运行参数（单位提水电耗、单位供气电耗、全厂处理单位水的电耗等）。界面主要包括：污水处理厂自动控制系统结构图，污水处理厂工艺流程图，污水处理厂厂区平面图（动态），进水预处理段、泵房运行平面图（动态），水解池、污泥处理运行平面图（动态），SBR池、鼓风机运行平面图（动态），脱水机房、井房运行平面图（动态），高低压配电平面图（动态），污水处理厂运行状态总表（动态），进水预处理段、泵房运行状态表（动态），水解池、污泥处理运行状态表（动态），SBR池、鼓风机运行状态表（动态），变电所、脱水机房、井房运行状态表（动态）。
四、总述
整个自控系统很好地实现了建厂之初的设想，已顺利运行，稳定性和方便性经历了考验。已经达到即使无人值班的情况下，也可正常运行。因为采用了Profibus总线和成熟的方案技术，使系统日后扩充和维护方便得到保证。以上对整个系统做了介绍，希望能起到抛砖引玉的作用，给其他的污水处理项目提供一个选择方案。