浅谈OPC技术在城市污水处理控制系统中应用

1、浅谈opc技术在城市污水处理控制系统中应 用【摘要】近年来，环境污染已严重制约了人类生 存和可持续发展。随着人类环保意识的增强，污水处理行业 得到了广泛的关注。为了让污水处理技术有效实施，使系统 能够连续稳定地运行，既保证了水质标准，同时节省了大量 的人力和财力，设计基于opc污水处理技术控制系统，是非 常必要且具有重要的实践意义。【关键词】opc技术污水处理控制系统应用随着科学技术的发展和社会经济的进步，工业化进程越 来越快，人们的生活水平也越来越好，然而环境问题也随之 出现，且呈现出越来越严重的趋势，让人堪忧。为了推动人 类社会的可持续发展，污水处理越来越受到社会各方面的重 视。因此设计一

2、套opc技术，使其能够在污水处理控制系统 中发挥作用，是如何能够起到环保作用，又使污水能够被重 复利用，处理既能节约水资源的重要途径，具有非常重要的 实践意义。一、opc技术介绍opc （ole for process control 的缩写），是以 ole/com 机制作为应用程序的通讯标准。ole/ com是一种客户/服务 器模式，具有语言无关性，代码的可重用性，易于集成等特 点。opc技术规范了接口功能，无论现场设备以什么形式出 现，都能够给客户提供统一的方式来访问该软件，进而给客 户确保了软件的透明度，使用户能够从低层次的发展中完全 脱节除出来。opc是用于过程控制的ole ,是一个行

3、业标准。 它的出现为一个基于windows的应用程序和现场过程控制应 用建立了一个桥梁。它将一个应用程序（opc服务器）作为 一个对象封装，只把接口方法暴露出来，客户再以统一的方 式来调用这个方法，以确保客户端软件的透明度，让用户完 全从底层开发中脱离出来。opc实现了远程控制，使得应用 程序的分布和硬件无关，便于系统硬件配置的分布，使其更 广泛的应用。采用opc规范，系统配置简单，大大简化了系 统的复杂性，可以大大缩短软件开发周期，提高软件运行的 可靠性和稳定性，便于系统的升级和维护opc接口功能的标 准化，无论现场设备以何种形式出现，客户都以统一的方式 去访问，从而实现了系统的开放性，便于

4、实现和其它系统的 交互。二、城市污水处理的原则城市污水处理的选择应体现出满足要求，因地制宜，技 术可行，经济合理的原则。也就是说，在确保稳定运行，满 足处理要求（排放水体或再利用）的前提下，使基础设施和 运营成本最为经济，运行管理简单，控制调节方便，占地面 积和功耗最小，污泥量较少。同时要求具有良好的安全、卫 生、景观等环境条件。三、城市污水处理的原理、方法和工艺流程（一）污水处理的原理污水处理的原理是，通过微生物代谢，完成有机污染物 的分解和生物体的合成，将进入的有机污染物转换成有害气 体产物，液体产物（水）以及富含有机物的固体产物（也被 称为生物污泥的微生物种群）；通过固-液分离法实现的生

5、 物污泥和水的净化处理有效分离。（二）污水处理的方法城市污水处理的方法有很多，按照常规处理的程度级别 可分为一级、二级和三级处理污水工艺。一级处理，采用物 理处理法截留较大的漂浮物或悬浮物。在污水处理设施的入 口设置网格，为了减少后处理结构的负荷，其目的是去除比 重较大的无机粒子。经过一级处理出水bod后一般可去除30% 左右，低于排放标准，只能作为二级处理的预处理。二级处理，主要釆用生物处理法去除污水中呈胶体和溶 解性状态的有机污染物质。利用微生物的代谢作用，将污水 中呈溶解性、胶体状态的有机污染物转化为无害物质，从而 达到排放的要求，一般去除率能达到90%以上，有机污染物 可达到排放标准，

6、处理后的五日生化需氧量（bod5）可降至 2030mg/lo三级处理，主要采用生物脱氮除磷，混凝沉淀，砂滤， 活性炭吸附，离子交换法和电渗析法用于进一步的处理难以 降解的有机物，磷和氮会导致水体富营养化的可溶性无机 物。通过三级处理，bod可以进一步降低到5mg/ l以下。（三）城市污水处理的工艺流程由于城市的污水主要是居民生活用水和工业企业排放 的，所以城市的污水中通常含有较多的有机物，这种污水一 般被叫做生化污水。生物废水处理过程是利用吸附，氧化和 微生物分解降解废水中的有机物含量，形成可以沉淀的污 泥，从而使净化水满足所规定的排放标准。从常规工艺流程看，城市污水管网收集污水经过水厂进 水

7、控制井控制后进入粗格栅，这时，相对较大的悬浮物被拦 截下来，以防止流动堵塞和降低后续的生物处理，以减少负 荷。然后由提升泵提升到提升水的高重力势能，从而使水可 以通过重力作用流动到后续的个别建筑内。然后污水进入细 格栅，这时小细悬浮物进一步受阻。流入回旋沉砂池后，进 行砂水分离。经过沉淀后的污水流进cass生物反应池（预 反应区和主反应区），该过程使活性污泥在预反应区通过一 个高负荷的吸附过程，随后在主反应区中通过比较低负荷的 吸附降解阶段，完成整个基质去除的过程。通过cass池的 水进入接触池后加氯消毒，最后通过计量井，此时的水已达 到国家排放标准，排到河流中。剩余污泥是脱水后的污泥被 泵入

8、房间，通过脱水，干燥污泥被压成饼，用作肥料。四、opc技术在大连市污水处理监控系统中的应用“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规 划中指出，到2015年，我国计划单列市城区实现污水全 部收集和处理率达到85%o面对如此的目标，当前大连市城 市污水处理系统的监测设备采用的是分散独立的传统驱动 程序的安全设备，对于现场设备数据的采集，主要是由厂家 自己拥的有特定的驱动程序。虽然这些驱动程序可以针对其 专门的硬件进行最优化的阅读，但如果需要从不同的制造商 整合的硬件会产生不同的硬件和软件之间的数据冲突，而在 污水处理过程中会使用大量的复杂结构设备，维修大，不利 于监控整个系统，调度和集中管理

9、。为了为了解决这些问题, 以低成本处理大连市的污水项目，采用opc技术在中央控制 室建立监控中心，通过主站对污水处理厂各plc站进行集中 控制和监控，较好地解决controllogixl756-l61plc与西门 子s7 -300系列plc的通讯和互操作性。（一）选择系统硬件考虑到污水处理控制系统的安全性，可靠性，可维护性 和灵活性的要求，包括系统控制器（粗网格泵站现场控制器 和配电室控制器）和污泥脱水机房现场控制器的现场硬件组 件。粗格栅和使用配电室ab系列plc及污泥脱水$7-300系 列西门子plc房控制室污水泵站控制室和监控室。（二）设计上位监控软件上位监控系统主要包括计算机、变量管理

10、器、结构变量 和编辑器4大部分。变量管理器组态软件是用来初始化变量 的定义，主要作用是可变的标签数据与下位机连接到plc程 序：编辑器是配置屏幕和报警的实现，报告等各部分的主要 功能。在上位机中，数据采集系统可以显示水位的状态，温 度，电机电流，流量，累积流量，流速，流动比率，逆变器 工作，手动和自动的实时状态和空气开关的状态。因此，在 中央控制室可以发现从现场的所有相关数据，省去了繁琐的 来回作业站之间工作，对每个站定期只是检查一遍，这样就 大大减少了员工工作的数量。远程监控系统，实现了站的集 中控制，系统可在控制室内控制每个电气设备中的，开始和 停止动作，可以调整速度。这是实现自动控制的关

11、键。通过 自动化，控制室里的管理人员将能够实现远程启动和停止各 设备的运行，大大提高了工作效率。（三）opc技术通信功能的实现在这个项目中，西门子和罗克韦尔plc的生产作为opc 服务器，opc客户端开发的主机，以实现这两种plc之间的 互操作性。西门子s7-300/400 opc服务器提供了集成在 simatic net软件的界面，所以可以直接使用系统提供的s7 opc服务器。同时，建立在pc上的opc服务器，并使用simatic net软件建立profibus总线。dp网络，0pc服务器和 s7-300/400系列plc的输入输出接口点对点的连接o rslinx 是ab公司在windows环境下plc通信程序的建厂工具，它 不仅提供了多种网络驱动程序，并提供快速的opc, dde和 customc/c+接口。在该项目的具体实施过程中，软件是用 vb opc客户端应用程序编写，实现了主机和控制器lo画 x5550之间的通信。五、结束语总之，在大连城区污水处理项目中利用0pc技术开发的 智能控制系统，不仅保证良好的通信网络的兼容性和稳定 性，降低了监控系统，实现对不同厂商设备的无缝集成的成 本，同时也保证通信的