一、概述

懷柔區污水處理廠一、二期共計日處理量5萬噸，再生水處理量5萬噸，污水處理工藝采用A/A/O工藝，再生水處理采用某公司的MBR膜工藝，整體工藝運行良好。由于歷史原因，污水處理自控系統與再生水處理自控系統獨立運行，互不影響，但系統結構不完善，數據采集不全面，給用戶的使用帶來一些不便，本次系統改造即是針對系統中存在的問題進行改造。

二、實際情況分析

1、污水處理系統

1.1簡介

污水處理自控系統（以下稱“污水系統”）由某公司負責集成，主要采用施耐德品牌的設備，PLC采用Primium系列，共7個PLC分站，通訊方式采用總線通訊，上位軟件采用AB公司的RSView組態軟件，I/O點數約2000點，原系統結構圖如下：

1.2系統存在的問題

（1）通訊方式落后

由于污水系統建立較早，采用了較早的CANopen總線通訊方式。該方式相比于施耐德公司MODBUS TCP/IP以太網方式具有通訊速度慢、可靠性低、拓撲結構落后等缺點。特別需要注意的是，作為總線通訊的主干線路，如果發生斷路，則該斷點之后的總線通路上的所有數據將無法與主站進行通訊，主站將無法對這部分子站中的設備進行監測和控制，直接影響到正常生產。

（2）PLC與上位軟件不配套

PLC采用了法國施耐德公司的產品，上位軟件采用了美國羅克韋爾公司的產品，就使得他們的通訊不能采用任何一方的特有方式，不利于兩種產品之間的穩定通訊，不利于日后的擴展。

2、再生水系統

2.1簡介

再生水MBR處理自控系統（以下稱“MBR系統”）由某公司負責集成，主要采用西門子品牌的設備，PLC采用S7-300系列，共3個PLC分站，采用TCP/IP光纖以太網通訊方式，上位軟件采用Wincc組態軟件，I/O點數約1000點，原系統結構圖如下：

2.2系統存在的問題

（1）數據采集不完善

MBR系統沒有將現場的所有設備信號采集到上位監控系統中，因此，對一些重要設備的監控不及時、不準確，數據不完善，并且不能實現遠程控制，操作不方便，給運營管理人員造成工作上的不便。

（2）網絡拓撲結構不合理

MBR系統采用了光纖以太網方式進行通訊，網絡拓撲結構采用了星型連接，雖然問題沒有污水系統的嚴重，但是，如果中控室與現場通訊的主光纖斷路的話，中心控制室就無法與現場PLC進行通訊，無法對現場設備進行監測和控制。

作為該污水處理廠的整個自控系統來說，可以總結成以下兩點：（1）自控設備先進，工藝運行良好；（2）自控系統沒有合理組合，品牌太多，造成系統不兼容，擴展性差，使用不方便。

由于污水和MBR的自控系統采用了法國施耐德、德國西門子、美國羅克韋爾三個不同品牌的PLC和組態軟件，并且互不兼容，通訊方式不同，因此，兩套系統不可能在現有平臺基礎上進行合并或整合，只能分開使用，使用上不方便，也為將來污水處理廠的擴建升級留下了隱患，也成為本次改造工作的重點。

三、改造方案

隨著技術的創新和不斷發展，污水處理廠的自控系統發揮了越來越重要的作用，管控一體化技術不斷在污水處理廠實現和發展。光纖以太環網技術已經成為主流，具有速度快，擴展性好，兼容性好等優點，下圖為目前較為典型的某廠自控系統結構圖。雖然目前該污水處理廠還達不到此案例中的先進程度，但可以據此結構確定未來改造或擴建方向。

1、改造原則

根據自控技術的發展趨勢和該污水處理廠自控系統的現狀，我們確定以下改造原則：

（1）堅持主干，豐富枝葉

（2）統一平臺，易于擴展

（3）立足現實，完善創新

2、改造方案

根據該污水處理廠的實際情況和我們在自控領域的專業經驗，我們認為，解決目前的問題仍然需要依靠現有底層PL