污水處理控制系統相關理論基礎綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u16429污水處理控制系統相關理論基礎綜述 1261681.1污水處理工藝的選取 127954圖2-1污水處理工藝流程圖 2171201.2中控系統概述 3164411.1.1系統設計原則 3211081.1.2系統設計方案 311419圖2-1集散控制系統的網絡結構 373131.3上位機監控系統設計相關要求 4324191.3.1組態軟件的功能 4314911.4通信系統相關技術 4135211.4.1工業以太網 4303481.4.2OPC技術 5123151.4.3PROFIBUS-DP總線 51.1污水處理工藝的選取污水工藝的選取主要是根據污水的組成和考核指標來進行衡量的。（1）污水構成污水90%以上的成分為水，其余為固體，其中有四種主要污染物分別為懸浮固體、病原體、有氧有機物、植物營養素。1）懸浮固體：通常每升廢水含有200毫克至500毫克，甚至1000毫克材料。他們的其中，膠體顆粒和無機顆粒容易吸附病原體、農藥、重金屬、有機毒素等，形成污染物。2）病原體：這種雜質主要由三種類型組成：病毒、寄生蟲和病原體。3）有氧有機物：這些污染物主要含有酯類、脂肪酸、氨基酸、脂肪、蛋白質、碳水化合物等。4）植物營養素：這種雜質含有大量的植物營養素，即磷和氮。除上述污染物外，還有有機物和無機雜質純度。例如，有機氯農藥、酚類、重金屬、氟等。（2）考核指標廢水水質指標是衡量水質的重要指標。它的內容、形式和構成從物理的角度來看非常復雜，其評價指標可以定義為以下三種類型：1）水中可降解的可生物降解有機污染物可以被生物降解，好氧微生物在好氧條件下起作用，水中溶解氧減少。包括有機物含量。2）廢水中相對穩定的有機污染物難以生物降解，具有很強的抗菌活性額定系數DDT最高，有機碳和化學需氧量指標也是最高。3）無機雜質可分為直接有毒雜質和非直接有毒雜質，評價指標應為植物營養、無機鹽、酸堿和顆粒無機物；后者應包括重金屬離子、砷、砷。根據污水處理廠處理后的投入產出比要求，相較于當地污水處理廠的實際情況，對污水的處理、維護、穩定和污水處理工藝所需要的成本費用進行了確認，本論文設計PLC指南采用法對所選做工進行了整改，這是一種常見的凈化工藝，不僅可用于二級出水的凈化，也可用于三級廢水處理，還可以進行重復利用。該工藝具有良好的脫氮除磷效果，因此，此文采取工藝作為廢水處理的關鍵技術。如圖2-1展示為污水處理工藝運行圖。圖2-1污水處理工藝流程圖在圖2-1中，未經處理的廢水經過厭氧反應器后，釋放出磷和氨，然后進入內循環進行凈化。由沉淀池通道水處理我們可以得知，該廢水處理簡單的工藝流程，經過內部再循環后，可加強廢水處理，減少廢水排放對自然環境的影響。1.2中控系統概述1.1.1系統設計原則由于污水處理問題，考慮設備和構筑物的定位，管理系統規則應該遵守如下：（1）可靠性：為避免連接不良，采用降容技術，簡化系統結構，提高污水處理系統的可靠性。（2）靈活性：配置應靈活、堅固，為后續維護提供合適的條件，并應具有擴展工作。（3）先進性：系統應當采用先進的技術來提高效益。（4）現實性：該系統可在各種條件下正常運行，具有很高的適應能力，有效地處理廢水。1.1.2系統設計方案這一主題的基礎是結合系統設計基本原則、系統處理方法和分布式控制系統的管理系統概念，也就是說，系統設計的基本原則和系統處理方法是一種分布式管理系統。本研究采用分散控制系統，如圖2-1所示。圖2-1集散控制系統的網絡結構這一結構有效地利用了PC機的能力，降低了系統開發的成本；PLC控制器有很高的干擾能力，可通過本地總線網絡和以太網工業網絡實現現場控制，以建立通信網絡的布局。內部構造中，在以太網工業中，上位機與下位機之間的通信是建立在以太網上的，目前在工業中將PLC建立在總線網絡上的中間通信得到了廣泛的應用。這種網絡結構具有很好的可擴展性和穩定性。每個節點都可以獨立執行。如果其中一個節點不能正常工作，其他節點也不會受到影響，依然可以繼續正常工作，整個網絡也仍可運行。1.3上位機監控系統設計相關要求1.3.1組態軟件的功能這項規定適用于一項具體任務，即：采用軟件工具和方法執行特定任務，滿足用戶需求。“組態軟件”是指位于自動控制命令監控層的開發環境和軟件平臺。它引入了一種靈活的配置形式，允許用戶建立具有接口設計、報告、報警處理、數據處理等功能的自動化工業控制系統，而且它已在許多地區得到廣泛應用。中央數據處理、遠程控制中心和工業控制數據傳輸中心均為組態軟件。以下是組態軟件的幾個聯合功能：除了顯示歷史趨勢數據外，還能顯示當前趨勢和數據。（2）允許數據的儲存，用戶還可以查詢歷史的報表數據或打印報表等。（3）在開發過程中，支持在線修改，包括操作模式、參數和控制。（4）系統可由公共機構管理和維護。（5）支持網絡連接，與管理計算機建立網絡連接，向行業管理單位發送實時生產數據。1.4通信系統相關技術1.4.1工業以太網工業以太網是一種網絡，它是公司內部的一個因特網單元，并且在經過好幾年的改進后已成功融入辦公領域，工業自動化生產也得到了快速發展，應用技術工業以太網標準與商用以太網兼容，但實際產品和應用之間存在一定的差異，系統采用工業以太網，與PC機建立可編程邏輯控制器的連接。原因有以下四種：（1）工業以太網應用廣泛，支持多語言編程；（2）網絡具有很強的互換性信息，如果網絡連接正確，控制側的信息可以被審查以創建“綜合控制”；（3）良好的網絡兼容性為控制系統功能的擴展提供了有利條件；（4）網絡可靠性高，利用網絡拓撲結構提高系統可靠性。1.4.2OPC技術OPC技術是一種支持商業應用、現場設備和自動控制應用中數據轉換的開放接口標準。在此使用這一技術搭建了windows與工控之間的橋梁。OPC標準引入了服務器/客戶機狀態，第三方或設備制造商開發接口即可。OPC服務器上可以仍由用戶使用。服務器支持多種編程語言，還有兩種接口給用戶選擇使用，一種是自動接口，另一個是自命名接口。自命名接