1. 系統(tǒng)概述

廣州市番禺區(qū)化龍污水處理廠是廣州市番禺區(qū)的重要污水處理廠，設(shè)計(jì)的每日污水處理量為2萬立方米.中山市沅力智能科技有限公司承擔(dān)了一期工程全廠自動(dòng)化(設(shè)備)監(jiān)控系統(tǒng)集成工程。

一期工程全廠自動(dòng)化(設(shè)備)監(jiān)控系統(tǒng)由系統(tǒng)監(jiān)控層（監(jiān)控計(jì)算機(jī)操作站、數(shù)據(jù)服務(wù)器、工程師維護(hù)計(jì)算機(jī)站等）、現(xiàn)場(chǎng)控制層（PLC控制柜、分布式IO柜、現(xiàn)場(chǎng)儀表等）、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層（各種設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)操作柜、啟動(dòng)柜、變頻柜等）組成。系統(tǒng)監(jiān)控層與現(xiàn)場(chǎng)控制層之間采用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)通訊（TCP/IP協(xié)議），現(xiàn)場(chǎng)控制層PLC主站（S7-300 315-2DP）與分布式IO（ET200M）從站、S7-200PLC分站及變頻器子站之間采用PROFIBUS總線通訊（PROFIBUS－DP協(xié)議）。

2臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)操作站與1臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器分別采用Microsoft Windows XP SP2操作系統(tǒng)，Microsoft SQL Server 2005 for WinCC數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，Microsoft Office Excel 2003電子表格軟件，SIEMENS SIMATIC WinCC V6.2 SP2 ASIA監(jiān)控系統(tǒng)軟件等組成。

工程師維護(hù)計(jì)算機(jī)站采用Microsoft Windows XP SP2操作系統(tǒng)，Microsoft SQL Server 2005 for WinCC數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，Microsoft Office Excel 2003電子表格軟件，SIEMENS SIMATIC Manager STEP 7 v5.4 SP3項(xiàng)目管理器集成STEP 7 V5.4（支持LAD梯形圖/STL語句表/FBD功能框圖3種編程環(huán)境）編程軟件，S7-PLCSIM v5.4程序模擬軟件，STEP 7 MicroWIN V4.0 SP6（支持LAD梯形圖/STL語句表/FBD功能框圖3種編程環(huán)境）編程軟件，WinCC flexible 2008 觸摸屏組態(tài)軟件，WinCC V6.2 SP2 ASIA監(jiān)控系統(tǒng)軟件等組成。

2臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)操作站監(jiān)控系統(tǒng)相互冗余，并且與單臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器時(shí)鐘同步，3臺(tái)計(jì)算機(jī)并聯(lián)平行運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控計(jì)算機(jī)操作站與數(shù)據(jù)服務(wù)器數(shù)據(jù)記錄時(shí)間與時(shí)間觸發(fā)時(shí)間準(zhǔn)同步。監(jiān)控計(jì)算機(jī)操作站聯(lián)接打印機(jī)支持報(bào)表數(shù)據(jù)打印及趨勢(shì)曲線打印功能，并且連接投影儀支持視訊監(jiān)視任務(wù)。

現(xiàn)場(chǎng)控制層配置2套SIEMENS S7-300PLC主站、2套SIEMENS MP277 HMI操作站、3套SIEMENS ET 200M分布式IO從站、8套變頻器子站、3套SIEMENS S7-200PLC分站（獨(dú)立設(shè)備、制造商自成系統(tǒng)）。1# S7-300PLC主站與1#MP277 HMI操作站、1#ET200M分布式IO從站、4臺(tái)變頻器子站以及3-4# S7-200PLC（污泥處理部分/自成系統(tǒng)）分站負(fù)責(zé)污水前期處理（進(jìn)水部分、粗格柵部分、泵房部分、細(xì)格柵部分、旋流出砂部分）、PAC加藥部分、生物除臭部分、污泥處理部分的系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)采集。3-4# S7-200PLC分站與1# S7-300PLC主站通過工業(yè)以太網(wǎng)通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換并上傳系統(tǒng)監(jiān)控層計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)視。2# S7-300PLC主站與2#MP277 HMI操作站、2-3#ET200M分布式IO從站、4臺(tái)變頻器子站以及5# S7-200PLC（消毒排水部分/自成系統(tǒng)）分站負(fù)責(zé)鼓風(fēng)機(jī)房部分、CASS工藝池部分、消毒排水部分、中水回用部分的系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)采集。1#PLC主站與2#PLC主站之間通過工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層由各設(shè)備、電氣控制柜或儀表的制造供應(yīng)商按自控系統(tǒng)深化設(shè)計(jì)要求提供相應(yīng)的通訊、IO接口等滿足系統(tǒng)自控功能及要求即可，在此不做敘述。

下圖為廣州市番禺區(qū)化龍污水處理廠一期工程全廠自動(dòng)化(設(shè)備)監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)圖。

2. 現(xiàn)場(chǎng)控制層的自控程序設(shè)計(jì)

現(xiàn)場(chǎng)控制層的自控程序設(shè)計(jì)分獨(dú)立設(shè)備的手自動(dòng)功能控制、系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制兩部分?jǐn)⑹觥?

2.1 獨(dú)立設(shè)備的手/自動(dòng)功能控制

2.1.1閥門類設(shè)備的控制

程序員針對(duì)閥門類設(shè)備開發(fā)了控制功能塊，如果閥門現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制時(shí)控制功能塊不對(duì)該閥門執(zhí)行任何自控動(dòng)作，只對(duì)該閥門實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)將功能塊復(fù)位為HMI手動(dòng)狀態(tài)。如果閥門現(xiàn)場(chǎng)選擇開關(guān)置于遠(yuǎn)程自動(dòng)控制時(shí)控制功能塊對(duì)該閥門進(jìn)行系統(tǒng)自動(dòng)控制或HMI手動(dòng)控制。系統(tǒng)自動(dòng)控制時(shí)閥門按系統(tǒng)自動(dòng)控制邏輯執(zhí)行打開/關(guān)閉/暫停操作，HMI手動(dòng)時(shí)通過HMI（觸摸屏、計(jì)算機(jī)操作站）對(duì)該閥門進(jìn)行手動(dòng)執(zhí)行打開/關(guān)閉/過程停止操作，同時(shí)閥門退出自動(dòng)控制序列。

閥門在開關(guān)過程中受到開/關(guān)到位信號(hào)控制而停止打開/關(guān)閉操作。如果出現(xiàn)過力矩或故障時(shí)自動(dòng)停止打開/關(guān)閉操作并且鎖定，直到過力矩和故障恢復(fù)正常后操作鎖定解除。功能塊對(duì)開關(guān)過程進(jìn)行秒計(jì)時(shí)，如果超過設(shè)定的動(dòng)作時(shí)間（例如500Sec）將停止打開/關(guān)閉操作并且輸出操作超時(shí)事件報(bào)警。如果出現(xiàn)過力矩/故障/超時(shí)事件時(shí)功能塊輸出事件綜合報(bào)警。

如果閥門因?yàn)楣收匣驒z修等原因可在該閥門控制功能塊中禁用操作權(quán)限，此時(shí)該閥門不受系統(tǒng)自動(dòng)控制和HMI手動(dòng)控制，并且退出自動(dòng)聯(lián)動(dòng)控制序列，故障解除或檢修完畢后可在功能塊中啟用操作權(quán)限恢復(fù)系統(tǒng)控制。

2.1.2回轉(zhuǎn)式及往返耙式格柵除污機(jī)類設(shè)備的控制

程序員針對(duì)回轉(zhuǎn)式及往返耙式格柵除污機(jī)類設(shè)備開發(fā)了工藝控制功能塊，如果該類設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制時(shí)此設(shè)備的控制功能塊不對(duì)其執(zhí)行任何自控動(dòng)作，只對(duì)該設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)將該設(shè)備控制功能塊復(fù)位為HMI手動(dòng)控制停止?fàn)顟B(tài)。如果該設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)選擇開關(guān)置于遠(yuǎn)程自動(dòng)控制時(shí)控制功能塊對(duì)該設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)自動(dòng)控制或HMI手動(dòng)控制。系統(tǒng)自動(dòng)控制時(shí)該設(shè)備按系統(tǒng)自動(dòng)控制邏輯（系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)啟/停邏輯控制）及工藝控制要求（格柵除污機(jī)設(shè)置液位差控制和定時(shí)控制，如果格柵除污機(jī)前后液位差≥啟動(dòng)液位差時(shí)自動(dòng)執(zhí)行開啟動(dòng)作，前后液位差≤停止液位差時(shí)自動(dòng)執(zhí)行停止動(dòng)作；定時(shí)控制是格柵除污機(jī)停止?fàn)顟B(tài)計(jì)時(shí)器≥可設(shè)定間隔時(shí)間后自動(dòng)執(zhí)行啟動(dòng)操作并且復(fù)位停止?fàn)顟B(tài)計(jì)時(shí)器，運(yùn)行狀態(tài)計(jì)時(shí)器≥可設(shè)定運(yùn)行時(shí)間后自動(dòng)執(zhí)行停止操作并且復(fù)位運(yùn)行狀態(tài)計(jì)時(shí)器。系統(tǒng)操作員可以根據(jù)工藝需要選擇液位差控制及定時(shí)控制，如果同時(shí)選擇了液位差控制和定時(shí)控制，定時(shí)控制具有優(yōu)先權(quán)限）執(zhí)行啟動(dòng)/停止操作，HMI手動(dòng)時(shí)通過HMI（觸摸屏、計(jì)算機(jī)操作站）對(duì)該設(shè)備進(jìn)行手動(dòng)執(zhí)行啟動(dòng)/停止操作，同時(shí)該設(shè)備退出自動(dòng)控制序列。

如果該設(shè)備出現(xiàn)故障或其他事件保護(hù)（例如過熱、過流、過載等）時(shí)自動(dòng)執(zhí)行停止操作并且鎖定，同時(shí)輸出事件報(bào)警，直到故障和事件保護(hù)恢復(fù)正常后自動(dòng)解除鎖定及事件報(bào)警?？刂乒δ軌K根據(jù)反饋的運(yùn)行信號(hào)對(duì)該設(shè)備運(yùn)行時(shí)間按小時(shí)進(jìn)行累計(jì)，同時(shí)設(shè)置了計(jì)時(shí)器復(fù)位功能。

如果設(shè)備因?yàn)楣收?、事件保護(hù)或檢修等原因可在該設(shè)備控制功能塊中禁用操作權(quán)限，此時(shí)該設(shè)備不受系統(tǒng)自動(dòng)控制和HMI手動(dòng)控制并且退出自動(dòng)控制序列，故障、事件解除或檢修完畢后可在功能塊中啟用操作權(quán)限恢復(fù)系統(tǒng)控制。

2.1.3工頻運(yùn)行的泵、風(fēng)機(jī)、攪拌器、輸送機(jī)、砂水分離器等通用類設(shè)備的控制

程序員針對(duì)工頻運(yùn)行的泵、風(fēng)機(jī)、攪拌器、輸送機(jī)、砂水分離器等通用類設(shè)備開發(fā)了通用控制功能塊，如果該類設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制時(shí)此設(shè)備的控制功能塊不對(duì)其執(zhí)行任何自控動(dòng)作，只對(duì)該設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)將該設(shè)備控制功能塊復(fù)位為HMI手動(dòng)控制停止?fàn)顟B(tài)。如果該設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)選擇開關(guān)置于遠(yuǎn)程自動(dòng)控制時(shí)控制功能塊對(duì)該設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)自動(dòng)控制或HMI手動(dòng)控制。系統(tǒng)自動(dòng)控制時(shí)該設(shè)備按系統(tǒng)自動(dòng)控制邏輯執(zhí)行啟動(dòng)/停止操作，HMI手動(dòng)時(shí)通過HMI（觸摸屏、計(jì)算機(jī)操作站）對(duì)該設(shè)備進(jìn)行手動(dòng)執(zhí)行啟動(dòng)/停止操作，同時(shí)該設(shè)備退出自動(dòng)控制序列。

如果該設(shè)備出現(xiàn)故障或其他事件保護(hù)（例如斷電、過熱、過流、過載等）時(shí)自動(dòng)執(zhí)行停止操作并且鎖定，同時(shí)輸出事件報(bào)警，直到故障和事件保護(hù)恢復(fù)正常后自動(dòng)解除鎖定及事件報(bào)警?？刂乒δ軌K根據(jù)反饋的運(yùn)行信號(hào)對(duì)該設(shè)備運(yùn)行時(shí)間按小時(shí)進(jìn)行累計(jì)，同時(shí)設(shè)置了計(jì)時(shí)器復(fù)位功能。

如果設(shè)備因?yàn)楣收稀⑹录Ｗo(hù)或檢修等原因可在該設(shè)備控制功能塊中禁用操作權(quán)限，此時(shí)該設(shè)備不受系統(tǒng)自動(dòng)控制和HMI手動(dòng)控制并且退出自動(dòng)控制序列，故障、事件解除或檢修完畢后可在功能塊中啟用操作權(quán)限恢復(fù)系統(tǒng)控制。

2.1.4變頻驅(qū)動(dòng)的泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備的控制

程序員針對(duì)變頻驅(qū)動(dòng)的泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備開發(fā)了帶PROFIBUS通訊功能的變頻控制功能塊，如果該類設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制時(shí)此設(shè)備的控制功能塊不對(duì)其執(zhí)行任何自控動(dòng)作，只對(duì)該設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控（變頻電壓、電流、頻率、運(yùn)行狀態(tài)等），同時(shí)將該設(shè)備控制功能塊復(fù)位為HMI手動(dòng)控制停止?fàn)顟B(tài)并且鎖定手動(dòng)給定頻率為0.0Hz。如果該設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)選擇開關(guān)置于遠(yuǎn)程自動(dòng)控制時(shí)控制功能塊對(duì)該設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)自動(dòng)聯(lián)動(dòng)控制或HMI手動(dòng)控制。系統(tǒng)自動(dòng)控制時(shí)該設(shè)備按系統(tǒng)自動(dòng)控制邏輯及自動(dòng)計(jì)算（PID計(jì)算等）得出的變頻速度執(zhí)行變頻運(yùn)行/停止操作，并且復(fù)位HMI手動(dòng)操作命令，鎖定手動(dòng)給定頻率為0.0Hz。HMI手動(dòng)時(shí)通過HMI（觸摸屏、計(jì)算機(jī)操作站）操作指令及手動(dòng)給定頻率（0.0-50.0Hz）對(duì)該設(shè)備進(jìn)行手動(dòng)變頻運(yùn)行/停止操作，同時(shí)該設(shè)備退出自動(dòng)控制序列。

如果該設(shè)備出現(xiàn)故障或其他事件保護(hù)（例如斷電、過熱、過流、過載等）時(shí)自動(dòng)執(zhí)行停止操作并且鎖定，同時(shí)輸出事件報(bào)警，直到故障和事件保護(hù)恢復(fù)正常后自動(dòng)解除鎖定及事件報(bào)警?？刂乒δ軌K根據(jù)反饋的運(yùn)行信號(hào)對(duì)該設(shè)備運(yùn)行時(shí)間按小時(shí)進(jìn)行累計(jì)，同時(shí)設(shè)置了計(jì)時(shí)器復(fù)位功能。

如果設(shè)備因?yàn)楣收?、事件保護(hù)或檢修等原因可在該設(shè)備控制功能塊中禁用操作權(quán)限，此時(shí)該設(shè)備不受系統(tǒng)自動(dòng)控制和HMI手動(dòng)控制并且退出自動(dòng)控制序列，故障、事件解除或檢修完畢后可在功能塊中啟用操作權(quán)限恢復(fù)系統(tǒng)控制。

PROFIBUS通訊報(bào)文采用4PKW/2PZD字完成S7-300PLC與變頻器子站之間的讀寫操作，4PKW字報(bào)文負(fù)責(zé)變頻器電壓、電流、電量、溫度等參數(shù)的讀寫，2PZD字報(bào)文負(fù)責(zé)變頻器的狀態(tài)字、實(shí)際速度字、控制字、速度控制字參數(shù)的讀寫。變頻器控制、保護(hù)操作、狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)等均由集成PROFIBUS通訊功能的變頻控制功能塊來完成數(shù)據(jù)讀寫。

2.1.5變頻驅(qū)動(dòng)的潷水器的控制

程序員針對(duì)變頻驅(qū)動(dòng)的潷水器開發(fā)了帶PROFIBUS通訊功能的變頻控制功能塊，如果潷水器現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制時(shí)此控制功能塊不對(duì)其執(zhí)行任何自控動(dòng)作，只對(duì)潷水器實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控（頻率、運(yùn)行狀態(tài)、位置限制等），同時(shí)將該控制功能塊復(fù)位為HMI手動(dòng)控制停止?fàn)顟B(tài)并且鎖定手動(dòng)給定頻率為0.0Hz。如果潷水器現(xiàn)場(chǎng)選擇開關(guān)置于遠(yuǎn)程自動(dòng)控制時(shí)控制功能塊對(duì)潷水器進(jìn)行系統(tǒng)自動(dòng)聯(lián)動(dòng)控制或HMI手動(dòng)控制。系統(tǒng)自動(dòng)控制時(shí)潷水器按系統(tǒng)自動(dòng)控制邏輯及自動(dòng)給定的變頻速度（自動(dòng)給定的下降變頻速度可根據(jù)工藝要求整定，同時(shí)在下降過程中執(zhí)行曲線算法功能，下降過程速度按算法器輸出結(jié)果逐步減慢，使出水均衡、對(duì)污泥無擾動(dòng)，保證出水效果和排水質(zhì)量，潷水完畢后潷水器以工頻50Hz快速上升）執(zhí)行變頻下降/工頻上升/過程暫停/行程到位停止等操作，并且復(fù)位HMI手動(dòng)操作命令，鎖定手動(dòng)給定頻率為0.0Hz。HMI手動(dòng)時(shí)通過HMI（觸摸屏、計(jì)算機(jī)操作站）操作指令及手動(dòng)給定頻率（0.0-50.0Hz）對(duì)潷水器手動(dòng)執(zhí)行變頻下降/工頻上升/手動(dòng)停止/行程到位停止等操作，同時(shí)該潷水器退出自動(dòng)控制序列。

潷水器在下降/上升過程中受到降/升到位信號(hào)控制而終止下降/上升操作。如果潷水器出現(xiàn)故障或其他事件保護(hù)（例如斷電、過扭矩、超限位等）時(shí)自動(dòng)執(zhí)行停止操作并且鎖定，同時(shí)輸出事件報(bào)警，直到故障和事件保護(hù)恢復(fù)正常后自動(dòng)解除鎖定及事件報(bào)警?？刂乒δ軌K根據(jù)反饋的運(yùn)行信號(hào)對(duì)潷水器運(yùn)行時(shí)間按小時(shí)進(jìn)行累計(jì)，同時(shí)設(shè)置了計(jì)時(shí)器復(fù)位功能。

如果潷水器因?yàn)楣收?、事件保護(hù)或檢修等原因可在該控制功能塊中禁用操作權(quán)限，此時(shí)潷水器不受系統(tǒng)自動(dòng)控制和HMI手動(dòng)控制并且退出自動(dòng)控制序列，故障、事件解除或檢修完畢后可在功能塊中啟用操作權(quán)限恢復(fù)系統(tǒng)控制。

PROFIBUS通訊報(bào)文采用4PKW/2PZD字完成S7-300PLC與變頻器子站之間的讀寫操作，4PKW字報(bào)文負(fù)責(zé)變頻器電壓、電流、電量、溫度等參數(shù)的讀寫，2PZD字報(bào)文負(fù)責(zé)變頻器的狀態(tài)字、實(shí)際速度字、控制字、速度控制字參數(shù)的讀寫。變頻器控制、保護(hù)操作、狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)等均由集成PROFIBUS通訊功能的變頻控制功能塊來完成數(shù)據(jù)讀寫。

2.2 系統(tǒng)自動(dòng)聯(lián)動(dòng)控制

2.2.1 CASS工藝池進(jìn)程控制

程序員根據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù)及CASS工藝要求開發(fā)了具有全自動(dòng)控制、單池自動(dòng)控制、單池手動(dòng)運(yùn)行、自動(dòng)/手動(dòng)暫停、自動(dòng)/手動(dòng)續(xù)航等功能的CASS工藝控制功能塊。

由于一期設(shè)計(jì)為2套CASS工藝池，為了達(dá)到連續(xù)進(jìn)水的工藝要求，雙池自動(dòng)控制（全自動(dòng)控制）時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)將一個(gè)周期進(jìn)程自動(dòng)劃分為4個(gè)進(jìn)程（進(jìn)水、曝氣、靜沉、潷水）3個(gè)階段，第一階段為進(jìn)水/曝氣階段（進(jìn)水/曝氣可根據(jù)時(shí)間設(shè)定是否同時(shí)開始進(jìn)程，但按工藝要求同時(shí)結(jié)束進(jìn)程），第二階段為靜沉階段，第三階段為潷水閑置階段，其時(shí)間設(shè)置關(guān)系式如下：

進(jìn)水時(shí)間T1（雙池自動(dòng)運(yùn)行時(shí)不可設(shè)定時(shí)間，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算）=循環(huán)周期時(shí)間T（根據(jù)工藝要求可設(shè)定）÷2（例如1#CASS工藝池在進(jìn)水/曝氣階段時(shí)2#CASS工藝池進(jìn)入靜沉或潷水閑置階段，當(dāng)2#工藝池在進(jìn)水/曝氣階段時(shí)1#CASS工藝池進(jìn)入靜沉或潷水閑置階段，如此循環(huán)達(dá)到連續(xù)進(jìn)水的目的。）

曝氣延時(shí)時(shí)間T2（不可設(shè)定，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算）=進(jìn)水時(shí)間T1 -曝氣時(shí)間T3（時(shí)間可設(shè)定，當(dāng)設(shè)定時(shí)間大于進(jìn)水時(shí)間時(shí)自動(dòng)鎖定等于進(jìn)水時(shí)間。）

潷水時(shí)間T5（不可設(shè)定，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算）=循環(huán)周期時(shí)間T（根據(jù)工藝要求可設(shè)定）-進(jìn)水時(shí)間T1 -靜沉?xí)r間T4（自動(dòng)運(yùn)行時(shí)間可設(shè)定）

單池自動(dòng)控制主要是在進(jìn)水量較小情況下使用，此時(shí)循環(huán)周期時(shí)間、進(jìn)水時(shí)間、曝氣時(shí)間、靜沉?xí)r間均可按實(shí)際工藝需求設(shè)定。曝氣延時(shí)時(shí)間、潷水時(shí)間依然按照以上關(guān)系式系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算。

單池手動(dòng)運(yùn)行在CASS工藝池關(guān)聯(lián)某設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)為了能夠正常的生產(chǎn)運(yùn)行所采取的一個(gè)獨(dú)立手動(dòng)運(yùn)行方式，此時(shí)需要系統(tǒng)操作員通過監(jiān)控計(jì)算機(jī)操作站HMI手動(dòng)監(jiān)控操作。

在雙池自動(dòng)控制、單池自動(dòng)控制運(yùn)行過程中，當(dāng)CASS工藝池關(guān)聯(lián)的某設(shè)備出現(xiàn)故障、突發(fā)事件或緊急維護(hù)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)執(zhí)行自動(dòng)暫停，關(guān)聯(lián)設(shè)備恢復(fù)正常運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)續(xù)航。

在單池手動(dòng)運(yùn)行過程中同樣可以手動(dòng)操作進(jìn)入手動(dòng)暫停狀態(tài)或手動(dòng)續(xù)航狀態(tài)。

2.2.2 CASS工藝池關(guān)聯(lián)設(shè)備的自動(dòng)控制

雙池自動(dòng)控制、單池自動(dòng)控制時(shí)關(guān)聯(lián)設(shè)備（污水提升泵、羅茨鼓風(fēng)機(jī)、相應(yīng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)出口電動(dòng)閥門、相應(yīng)CASS工藝池進(jìn)水/進(jìn)氣電動(dòng)閥門、回流/剩余污泥泵、潷水器、撇渣器等）必須處在遠(yuǎn)程自動(dòng)控制狀態(tài)（執(zhí)行自動(dòng)控制時(shí)確定HMI控制選擇開關(guān)置于PLC自動(dòng)控制狀態(tài)），同時(shí)設(shè)備無故障和事件報(bào)警（污水提升泵、羅茨鼓風(fēng)機(jī)與相應(yīng)出口電動(dòng)閥門必須保證一臺(tái)設(shè)備處于自動(dòng)/正常/準(zhǔn)備狀態(tài)），否則系統(tǒng)自動(dòng)鎖定自動(dòng)控制進(jìn)入暫停狀態(tài)。

雙池自動(dòng)控制首次開機(jī)時(shí)2#CASS工藝池閑置、1#CASS工藝池進(jìn)程進(jìn)入進(jìn)水階段系統(tǒng)自動(dòng)打開1#CASS工藝池的進(jìn)水電動(dòng)閥門，閥門完全開啟后系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)污水提升泵變頻調(diào)速運(yùn)行，同時(shí)啟動(dòng)1#CASS工藝池回流污泥泵將回流污泥與污水充分混合。1#CASS工藝池進(jìn)程進(jìn)入曝氣階段時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)打開1#CASS工藝池的進(jìn)氣電動(dòng)閥門，閥門完全開啟后系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)，并且以1#CASS工藝池的DO過程變量、系統(tǒng)設(shè)定DO值為參量的PID計(jì)算輸出值來變頻調(diào)節(jié)，使1#CASS工藝池在曝氣進(jìn)程中保持一個(gè)恒定的DO濃度。當(dāng)1#CASS工藝池進(jìn)水/曝氣階段結(jié)束進(jìn)入靜沉階段同時(shí)2#CASS工藝池進(jìn)入進(jìn)水階段后，立即打開2#CASS工藝池進(jìn)水電動(dòng)閥門，停止羅茨鼓風(fēng)機(jī)、停止1#CASS工藝池回流污泥泵，羅茨鼓風(fēng)機(jī)停止后關(guān)閉1#CASS工藝池進(jìn)氣電動(dòng)閥門，1#CASS工藝池進(jìn)水電動(dòng)閥門進(jìn)入延時(shí)關(guān)閉（例如延時(shí)100秒，時(shí)間可設(shè)定）等待狀態(tài)，此時(shí)污水提升泵保持自動(dòng)變頻運(yùn)行。2#CASS工藝池進(jìn)水電動(dòng)閥門完全開啟后系統(tǒng)啟動(dòng)2#CASS工藝池回流污泥泵將回流污泥與污水充分混合。2#CASS工藝池進(jìn)水電動(dòng)閥門完全開啟或1# CASS工藝池進(jìn)水電動(dòng)閥門關(guān)閉延時(shí)計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)關(guān)閉1#CASS工藝池進(jìn)水電動(dòng)閥門。2#CASS工藝池進(jìn)程進(jìn)入曝氣階段時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)打開2#CASS工藝池的進(jìn)氣電動(dòng)閥，閥門完全開啟后系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)，并且以2#CASS工藝池的DO過程變量、系統(tǒng)設(shè)定DO值為參量的PID計(jì)算輸出值來變頻調(diào)節(jié)，使2#CASS工藝池在曝氣進(jìn)程中保持一個(gè)恒定的DO濃度。當(dāng)1#CASS池靜沉階段結(jié)束進(jìn)入潷水階段，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)潷水器變頻下降潷水，啟動(dòng)撇渣器執(zhí)行一次撇渣動(dòng)作，同時(shí)啟動(dòng)剩余污泥泵，當(dāng)回流污泥流量達(dá)到設(shè)定流量時(shí)自動(dòng)停止剩余污泥泵，當(dāng)潷水器潷水完畢后自動(dòng)上升到高位停止，1#CASS池進(jìn)入閑置階段等待下一次進(jìn)水。此時(shí)一個(gè)全自動(dòng)控制循環(huán)周期結(jié)束，1#、2#CASS工藝池自動(dòng)控制流程相同如上所述以此類推。

CASS工藝池進(jìn)水電動(dòng)閥門延時(shí)關(guān)閉很好避免了雙池自動(dòng)控制下污水提升泵不間斷運(yùn)行大流量連續(xù)進(jìn)水時(shí)不會(huì)因?yàn)閮山MCASS池閥門開度不夠或者都處于關(guān)閉狀態(tài)造成細(xì)格柵渠和砂水分離器污水溢流。

CASS工藝池進(jìn)氣電動(dòng)閥門打開后啟動(dòng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)，羅茨鼓風(fēng)機(jī)停止后關(guān)閉進(jìn)氣電動(dòng)閥避免了在進(jìn)氣閥門關(guān)閉情況下羅茨鼓風(fēng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)行造成系統(tǒng)超壓損壞羅茨鼓風(fēng)機(jī)。每個(gè)周期啟停鼓風(fēng)機(jī)很好的讓2臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)利用周期曝氣過程結(jié)束間隙相互輪換使運(yùn)行時(shí)間更加平均延長(zhǎng)使用壽命。

單池自動(dòng)運(yùn)行時(shí)進(jìn)水階段自動(dòng)打開該CASS工藝池進(jìn)水電動(dòng)閥門，進(jìn)水電動(dòng)閥門完全打開后啟動(dòng)污水提升泵變頻運(yùn)行，曝氣階段自動(dòng)打開該CASS工藝池進(jìn)氣閥門，進(jìn)氣電動(dòng)閥門完全打開后啟動(dòng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)。進(jìn)水/曝氣階段結(jié)束后自動(dòng)關(guān)閉污水提升泵和羅茨鼓風(fēng)機(jī)，污水提升泵和羅茨鼓風(fēng)機(jī)停止后關(guān)閉進(jìn)水/進(jìn)氣電動(dòng)閥門。其它關(guān)聯(lián)設(shè)備運(yùn)行方式與雙池全自動(dòng)運(yùn)行相同，在此不再重述。

2.2.3 初級(jí)處理（預(yù)處理）部分設(shè)備的聯(lián)動(dòng)控制

進(jìn)水電動(dòng)閥門采用手動(dòng)控制，正常運(yùn)行時(shí)閥門保持常開狀態(tài)，在進(jìn)水出現(xiàn)沖擊的時(shí)候可以手動(dòng)調(diào)節(jié)閥門開度來控制進(jìn)水流量，需要操作員通過監(jiān)控計(jì)算機(jī)操作站根據(jù)提升泵井液位來手動(dòng)調(diào)節(jié)（因進(jìn)水電動(dòng)閥沒有開度信號(hào)反饋不能設(shè)置自動(dòng)調(diào)節(jié)）。

粗格柵井部分粗格柵除污機(jī)自動(dòng)控制時(shí)在進(jìn)水閥門打開、提升泵井液位發(fā)生變化條件下按格柵除污機(jī)工藝控制功能塊執(zhí)行定時(shí)/液位差控制。粗格柵除污機(jī)相應(yīng)的皮帶輸送機(jī)與其同時(shí)啟動(dòng)，在粗格柵除污機(jī)停止后延時(shí)10S停止。

細(xì)格柵渠部分細(xì)格柵除污機(jī)自動(dòng)控制時(shí)在污水提升泵運(yùn)行條件下按格柵除污機(jī)工藝控制功能塊執(zhí)行定時(shí)/液位差控制。任何1臺(tái)細(xì)格柵除污機(jī)運(yùn)行時(shí)其相應(yīng)的螺旋輸送機(jī)與其同時(shí)啟動(dòng)，2臺(tái)細(xì)格柵除污機(jī)均停止后延時(shí)10S停止螺旋輸送機(jī)。

旋流沉砂部分旋流攪拌器、砂水分離器、羅茨鼓風(fēng)機(jī)（1用1備、互為備用、依次輪換控制方式）自動(dòng)控制時(shí)在污水提升泵運(yùn)行條件下同時(shí)啟動(dòng)，污水提升泵停止條件下同時(shí)停止。除砂機(jī)工作流程自成系統(tǒng)，只需同條件自動(dòng)啟停信號(hào)控制即可。

2.2.4 提升泵井部分設(shè)備的聯(lián)動(dòng)控制

提升泵井部分污水提升泵自動(dòng)控制時(shí)由CASS工藝控制功能塊來控制啟停，操作員可以根據(jù)工藝需要選擇以恒流量或恒液位PID計(jì)算變頻控制，也可以操作員通過監(jiān)控計(jì)算機(jī)操作站手動(dòng)給定速度變頻運(yùn)行。4臺(tái)污水提升泵執(zhí)行3用1備控制方式，2臺(tái)變頻驅(qū)動(dòng)泵組每次啟動(dòng)1臺(tái)變頻調(diào)節(jié)輸出，另外1臺(tái)變頻驅(qū)動(dòng)泵組自動(dòng)輪換備用，當(dāng)需要增加泵組時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)工頻驅(qū)動(dòng)泵組，需要減少泵組時(shí)自動(dòng)停止工頻驅(qū)動(dòng)泵組。4臺(tái)泵組均受提升泵井液位控制，當(dāng)液位低于保護(hù)液位設(shè)定值時(shí)停止所有泵組，液位恢復(fù)到啟動(dòng)液位設(shè)定值時(shí)可啟動(dòng)泵組，液位保護(hù)具有最高權(quán)限，超低/超高液位時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警。

2.2.5鼓風(fēng)機(jī)房部分設(shè)備的聯(lián)動(dòng)控制

鼓風(fēng)機(jī)房部分羅茨鼓風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制時(shí)由CASS工藝控制功能塊來控制啟停，啟動(dòng)前打開相應(yīng)的出口電動(dòng)閥門，閥門開到位后啟動(dòng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)自動(dòng)變頻運(yùn)行，停止時(shí)先停止羅茨鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)停止后自動(dòng)關(guān)閉出口電動(dòng)閥門。2臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)1用1備、互為備用、定時(shí)依次輪換，以DO過程變量為PID計(jì)算參量的恒定DO濃度變頻調(diào)速控制。鼓風(fēng)機(jī)同時(shí)受到出口壓力限制，超越設(shè)定的壓力限制值時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)減速并且報(bào)警輸出。在每組CASS工藝池進(jìn)氣初期DO濃度很低時(shí)，在設(shè)定時(shí)段內(nèi)為了控制系統(tǒng)良好的曝氣質(zhì)量可以根據(jù)工藝需求選擇恒定輸出空氣流量控制。

2.2.6 藥液投加部分設(shè)備的聯(lián)動(dòng)控制

藥液投加部分加藥計(jì)量泵由操作員根據(jù)工藝需求手動(dòng)通過監(jiān)控計(jì)算機(jī)操作站手動(dòng)對(duì)相應(yīng)的CASS工藝池投加藥液，選擇相應(yīng)的CASS工藝池輸入投加量后系統(tǒng)打開相應(yīng)CASS工藝池藥液投加電動(dòng)閥門然后啟動(dòng)變頻驅(qū)動(dòng)計(jì)量泵自動(dòng)計(jì)量投加，投加計(jì)量到達(dá)設(shè)定流量時(shí)自動(dòng)停止投加計(jì)量泵，然后關(guān)閉相應(yīng)的電動(dòng)閥門。藥液儲(chǔ)槽攪拌器定時(shí)啟停，藥液投加前自動(dòng)啟動(dòng)攪拌器，投加結(jié)束自動(dòng)停止，同時(shí)設(shè)置了高低液位報(bào)警功能，在超低液位時(shí)加藥計(jì)量泵受到液位保護(hù)不能啟動(dòng)，液位恢復(fù)后可以啟動(dòng)。

2.2.7 消毒排水部分設(shè)備的聯(lián)動(dòng)控制

消毒排水部分自成系統(tǒng)，2# S7-300PLC站通過PROFIBUS總線與紫外線消毒系統(tǒng)5# S7-200PLC從站通訊完成狀態(tài)監(jiān)控和部分?jǐn)?shù)據(jù)讀寫，系統(tǒng)排水由紫外線消毒系統(tǒng)控制。2# S7-300PLC主站將讀取的數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)存取區(qū)方便監(jiān)控中心進(jìn)行監(jiān)控。

中水回用部分自動(dòng)控制污泥脫水部分清水池液位控制，清水池液位低于設(shè)定的補(bǔ)水液位時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)中水回用泵組，清水池液位高于設(shè)定的滿水液位時(shí)自動(dòng)停止中水回用泵組。2臺(tái)泵組1用1備、互為備用、定時(shí)依次輪換工作。2臺(tái)泵組均受出水井液位控制，當(dāng)液位低于保護(hù)液位設(shè)定值時(shí)停止所有水泵，液位恢復(fù)到啟動(dòng)液位設(shè)定值時(shí)可啟動(dòng)泵組，液位保護(hù)具有最高權(quán)限，超低液位時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警。

中水過濾器在中水回用泵啟動(dòng)后定時(shí)開啟反沖，中水回用泵停止?fàn)顟B(tài)時(shí)定時(shí)計(jì)時(shí)器自動(dòng)暫停。

2.2.7 生物除臭部分設(shè)備的聯(lián)動(dòng)控制

生物除臭設(shè)備自成系統(tǒng)，1# S7-300 PLC主站通過離散量接口與其連接，CASS工藝池運(yùn)行時(shí)開啟生物除臭設(shè)備，CASS工藝池停止時(shí)關(guān)閉生物除臭設(shè)備。其主要設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)通過離散量接口送至數(shù)據(jù)存取區(qū)方便監(jiān)控中心進(jìn)行監(jiān)控。

2.2.8污泥脫水部分設(shè)備的聯(lián)動(dòng)控制

污泥脫水部分自成系統(tǒng)，設(shè)置了3#/4# S7-200PLC兩套從站分別控制污泥脫水和藥液投加2部分，1# S7-300PLC主站通過以太網(wǎng)TCP/IP與兩套S7-200PLC從站通訊，讀取的運(yùn)行數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)存取區(qū)方便監(jiān)控中心進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)1# S7-300PLC主站也將污泥池液位送至3#S7-200PLC從站作為污泥脫水系統(tǒng)運(yùn)行判定依據(jù)。

污泥脫水部分獨(dú)立控制，主站部分不對(duì)其做任何自動(dòng)控制，只提供數(shù)據(jù)交換服務(wù)。