基于PLC的DCS控制系统在污水处理厂中的应用

　　随着国民经济建设的快速发展，各级政府对环境保护更加关注，各地陆续新建了一大批污水处理厂。这些新建的污水处理厂根据自身特点，对控制系统的性能和价格提出了新的要求。

　　重庆市奉节污水处理厂采用CASS工艺对生活污水进行处理，日处理量为3万吨。其DCS系统以高性价比的PLC为控制单元，采用商用计算机为监控站。整个系统在实现生产自动化的情况下，有效降低了系统成本，从2004年投产至今运行情况良好。

　　1 生产工艺简介

　　污水处理是一种连续的生化反应过程，有氧化沟工艺、AO、SBR、CASS等众多不同的处理工艺。奉节污水处理厂所采用的污水处理工艺为新型改良 CASS(Cyclic AcTIvated Sludge System，循环式活性污泥法)工艺，属于改进型SBR工艺的一种，由格栅井、CASS 池、鼓风机房、加药间、储泥池、脱水机房、接触消毒池组成。该工艺具有以下特点：

　　(1)可升降的滗水器最大限度降低了排水水流对底部沉淀污泥扰动。

　　(2)抗冲击力强，对难降解有机物的去除效率高，同时具有脱氮除磷功能。

　　(3)工艺流程短，占地面积小，建设费用低，运转费用省。

　　(4)管理简单，运行可靠，出水水质好，无异味。

　　(5)污泥产量低，污泥性质稳定，不发生污泥膨胀。

　　2 DCS控制系统选型及硬件配置

　　2.1 DCS系统的选型

　　重庆市奉节口前污水处理厂为三峡库区国债项目建设的第一批污水处理厂，根据实际的工艺要求及建设特点，该项目对控制系统提出了如下要求：

　　(1)受控设备控制点数在800点内。控制工艺较为复杂，但是我们所需要的算法并不复杂，基本以时间控制和位式控制为主。

　　(2)控制系统须成熟可靠，便于调试和维护。

　　(3)考虑到会有第三方产品，网络通讯及其协议须具备开放性和标准性。

　　(4)测量设备和受控设备均为传统设备，基本不带现场总线通讯能力，所以输入、输出控制还是以传统的I/O点为基础。

　　(5)作为国债投资项目，尽可能在满足要求的前提下降低造价。

　　经过比较，该厂的自动化控制系统采用以PLC为基础的DCS控制系统，该系统在满足生产要求的基础上其性能和价格上取得了很好的平衡。

　　2.2 基于PLC的DCS系统

　　传统DCS是针对流程工业的仪表控制系统发展起来的，主要功能是实现连续物理量的监视与调节。PLC是针对传统的继电器控制系统而发展起来的，主要功能是实现开关量的逻辑控制。

　　一般来说，PLC是一种局部的控制器，但随着应用规模的扩大以及工业以太网的出现，多台PLC能够互连起来而形成的较大控制系统。与单个的PLC相比有几点重大的改变：