摘要：隨著我國環境污染治理力度的日益加大，對生少盆和生活污水的治理工作越發重要。而IN效穩定的污水處理系統就是做好這一工作的保障。近幾年來，我國新建城市污水處理廠和新增污水處理站大都采用了PLC和組態軟件技術在污水處理項目應用的經驗，取得了很好的污水處理效果。本文以實際污水處理站為例，說明污水處理控制系統的組成及實現，總結西門子PLC和WINCC工業組態軟件在污水控制系統中的應用。
　　
　　1、系統簡介
　　
　　工藝流程。上海某設施項目污水處理站工藝流程圖，如下圖所示：　　
　　控制系統結構結合實際工藝情況，設計采用了三級集散控制系統，實現全廠范圍的污水處理工藝流程的監測以及相關工藝設備的運行狀態的監控:*級:現場手動控制。在各電氣站點設置就地控制箱，可單獨啟停各操控設備及各執行機構。第二級:PLC邏輯聯動控制。由PLC根據現場各測試設備采集的數據及系統設備運行邏輯關系，自動控制各站點內的電氣設備運行狀態。第三級:中央控制計算機監測、修改PLC控制參數、上位機點動控制，實現實時監控。手動控制及自動控制可以分別通過機房或中央控制室的“手自動轉換開關”進行切換。這樣的控制方式能zui大限度地保證污水處理裝置安全操作的需要。
　　
　　PLC測控模式本污水處理控制系統檢測信號開關量多，模擬量少，以邏輯控制為主，閉環控制為輔。整套污水處理流程有多種監控點，包括液位、壓力、流量、PH值、泵運行狀態等等。PLC由電源、處理器、擴展接口、輸入輸出模塊和通訊模塊組成，各模擬量參數通過相應的變送器輸出4～20mA的標準信號，通過屏蔽電纜接至PLC的AI模塊。各模擬量輸出控制信號是以4～20mA的標準信號，從PLC的AO模塊通過屏蔽電纜接至相應設備。數字輸入信號為24V直流電信號，通過電纜接至PLC的DI模塊。數字輸出控制信號為24V直流電信號，從PLC的DO模塊通過電纜接至現場設備。每臺現場設備原則上有二個狀態輸入信號:故障、運行/停止、手動/自動;和一個輸出信號:啟動信號。為了使現場與PLC*隔離，PLC所有數字量模塊與就地控制箱中間加中間繼電器。所有輸出信號（包括模擬量和數字量）由PLC內部程序或上位機指令控制。
　　
　　2、WinCC組態
　　
　　工控組態軟件WinCC是一個集成的人機界面（HMl）系統和監控管理系統，是視窗控制中心（WindowsControlCenter）的簡稱。它包括變量管理、結構變量、圖形編輯器、報警記錄、變量記錄、全局腳本、文本庫、用戶管理等功能，使其具有高性能的過程藕合、快速的畫面更新、以及可靠的數據管理功能。在大量的實踐中，WinCC己得到了廣泛的應用，在此僅重點提出WinCC組態中值得注重的幾點。
　　
　　主控界而的組態由于系統設備較多，要將系統流程及設備操作界而分別呈現在多張畫面內。畫面間的切換使用WinCC內部按鈕的鼠標動作來實現，非常簡單。一般組態都要有一幅背景畫面，其中包括要顯示的靜態文本、OLE（例如，時鐘）、所有的圖形切換按鈕及推出關機按鈕。由于組態人員習慣不同，組態畫面會呈現不同風格，但小會影響到畫面操作的一致性和美觀。值得注意的是報警記錄。用畫面顏色閃爍來提示操作者有故障發生，可以用C語言腳本在背景畫面的底部留下一條類似Windows狀態欄的報警欄，當出現故障報警的時候在報警欄顯示zui近一條報警記錄，操作人員可以利用按鈕切換到主報警記錄畫面了解故障的*信息。
　　
　　語音報警的組態在工業現場安全是極其重要的，利用工控機的聲卡和音箱在有故障發生的時候產生聲音報警。以往利用C語言腳本制作聲音報警編程比較繁瑣。在WinCCV6.0版本中可以用Horn組態實現聲音報警，不用編程。打開Horn，在Message?as-signment選項頁選定MessageClass為Error，定義一個Bool型的Tag，在SignalAssingment選項頁選定Tag為剛才定義的Bool型的Tag，在Sound中選擇要播放的.wav聲音文件。運行時，只要Error類別的報警觸發，則Bool型的Tag置位，.wav聲音循環播放;在報警控件中確認報警，可以將Bool型的Tag復位，.wav聲音中止，要注意的是Horn是基本過程控制（BPC）的組件，標準安裝足是不會安裝的。女裝WinCC時選擇“自定義安裝”，組件欄中選擇"Basic?ProcessControl"安裝即可。
　　
　　WINCC與S7通訊問題本設計PLC選用CP315-2EH13-0AB0,（1MPl/DP,1PN）其與WINCC間通訊采用PROFINET通訊方式。PROFINET是一種用于工業自動化領域的創新、開放式以太網標準。使用PROFINET，設備可以從現場級連接到管理級。通過PROFINET,分布式現場設備（如現場IO設備，例如信號模板）可直接連接到工業以太網，與PLC等設備通訊，并且可以達到與現場總線相同或更*的響應時間。這里需要注意的有四點:①在S7硬件組態中要新建一個子網Ethernet，其IP地址信息為默認值192.168.0.1；②在SETPC/PGInteface窗口中設置TCP/IN->本地網卡；③給本機設置IP地址192.168.0.*,注意*不能是1；④在WINCC組態軟件中TCP/IP連接PLC的屬性IP地址為192.168.0.1。
　　
　　WinCC采用了當今流行的而向對象的技術，很類似流行的Vi-sualBasic語言。對象的屬性可以進行設定或編程以實現對該對象的動畫及事件的觸發，內嵌的MSC語言減少了的學習時間，并增加了其靈活性。WinCC也能和其他主要廠商的PLC進行通訊，如：AB,GE,Omron等、如果與西門子的PLC系列及STEP7軟件合用，將大幅降低工程時間，因為STEP7中定義的變量可以在WinCC中直接使用。
　　
　　3、結束語
　　
　　結合實例，本文簡要總結了西門子PLC和WINCC工業組態軟件在污水自控系統中的應用。伴隨著我國污水處理工作的愈加細致和更高要求，對于污水處理工藝的自控系統的要求會越來越高。在今后的自控領域，我們期待更多更好的國內品牌走進污水處理領域，為我國的污水治理工作做出更多的貢獻。