現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)在沈陽(yáng)仙女河污水處理中的應用

無(wú)人值守。污水處理過(guò)程中，會(huì )產(chǎn)生大量硫化氫氣體。若人體不慎吸入硫化氫氣體，便會(huì )發(fā)生急性硫化氫中毒事故，甚至引起死亡。面對不能回避的風(fēng)險，除了增加相應的防護措施之外，更重要的是盡可能的實(shí)現系統的無(wú)人值守運行。
擴展和升級性。水資源的日益短缺、水污染問(wèn)題的日益凸顯，使得人們對污水處理的需要越來(lái)越廣泛、要求也越來(lái)越高，系統可以通過(guò)擴展和升級控制系統，從而快速、低成本的實(shí)現工藝的優(yōu)化、系統性能的提高。因而，污水處理控制系統的可擴展性和易升級性，就成為了污水處理系統可持續發(fā)展的前提。
針對仙女河污水處理廠(chǎng)的具體情況，其全廠(chǎng)控制系統全部選擇的是西門(mén)子過(guò)程控制技術(shù)，電磁流量計、壓力變送器、溫度變送器和超聲波液位計等均采用的是西門(mén)子PI過(guò)程儀表；一期和二期的自控及儀表工程均是與上海西門(mén)子工業(yè)自動(dòng)化有限公司（SIAS）簽訂的交鑰匙總包合同，一期工程自控系統采用SIMATICPLC及WinCC；二期工程采用SIMATICPCS 7DCS控制系統。
談到對西門(mén)子過(guò)程控制技術(shù)的執著(zhù)，仙女河污水處理廠(chǎng)中控室孫科長(cháng)說(shuō)道：“不僅僅是為了保證系統的連續性和兼容性，更重要的是我們已經(jīng)從實(shí)踐中驗證了西門(mén)子系統的可靠性和穩定性。” 而且，由于西門(mén)子PCS 7 DCS控制系統的成功應用，在現場(chǎng)設備運轉正常的情況下，仙女河污水處理廠(chǎng)二期就可實(shí)現無(wú)人值守的運行模式。

一、二期工程實(shí)施方案

全廠(chǎng)過(guò)程控制系統（圖3）由工程師站、操作員站、I/O卡、各類(lèi)機柜和OPC服務(wù)器等設備組成，全廠(chǎng)I/O總點(diǎn)數10000多點(diǎn)，一期6000多點(diǎn)，二期5000多點(diǎn)。全廠(chǎng)過(guò)程控制系統利用Siemens SimaticDAT@Monitor技術(shù)實(shí)現了將生產(chǎn)控制信息向管理層網(wǎng)絡(luò )的發(fā)布。同時(shí)，利用OPC及SDH通訊技術(shù)將關(guān)鍵的污水水質(zhì)指標如進(jìn)出水的流量、pH、COD、SS等指標及全廠(chǎng)的生產(chǎn)過(guò)程數據傳輸到集團的數據監控中心進(jìn)行遠程監控。
其中，一期工程自控系統采用S7-300和S7-400 PLC及WinCC 5.0，整體結構采用WinCC C/S結構，在污水提升泵房及生物濾池配置了三個(gè)現場(chǎng)控制子站，三個(gè)現場(chǎng)控制子站采用西門(mén)子10/100Mbit/s工業(yè)以太網(wǎng)聯(lián)接。

二期工程采用SIMATIC PCS 7控制系統。該系統分布于中央控制室（圖4）和兩個(gè)現場(chǎng)控制子站, 通過(guò)開(kāi)放式的工業(yè)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò )——100M 光纖冗余工業(yè)以太網(wǎng), 將中央控制室內的工程師站、操作員站、數據服務(wù)器和現場(chǎng)控制站連接起來(lái),使系統數據可在骨干網(wǎng)上高速傳輸, 實(shí)現數據共享?，F場(chǎng)控制站的 SIMATIC S7-400 PLC通過(guò) Profibus-DP 現場(chǎng)總線(xiàn)與分散型 ET200M I/O站及現場(chǎng)閥門(mén)、水泵等設備相連接, 實(shí)現了現場(chǎng)控制站、中央處理站和分散的現場(chǎng)設備 (I/O、儀表、閥門(mén)等)的循環(huán)數據通信, 實(shí)時(shí)采樣現場(chǎng)數據, 并對生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制。

升級改造的“沈陽(yáng)速度”

2009年年末和2010年年初，為了深化節能減排，提升系統過(guò)程控制能力，沈陽(yáng)振興環(huán)保產(chǎn)業(yè)集團對其旗下的五個(gè)污水處理廠(chǎng)（包括新城子（圖5）和東陵白塔兩個(gè)新建污水處理廠(chǎng)，以及仙女河污水處理廠(chǎng)在內的三個(gè)老污水處理廠(chǎng)）進(jìn)行了全面的過(guò)程控制系統的升級改造工程。