污水收費控制系統

A. 污水處理廠自動化系統的分析與應用

一、引言
水是人類生活和國民經濟發展的不可或缺的重要部分，隨著科技水平的飛速發展和人類生活水平的巨大提升，對於潔凈的優質的水源的需求也不斷急劇釋放。為建設可靠、穩定、先進、經濟以及可擴展的合理的水處理自動化系統成為工程界和城市水行業營運管理部門共同關心的問題。微電子、通信、計算機技術的發展大大提高了水處理控制系統的信息化和智能化程度，與3C技術相結合的PLC以其卓越的可靠性、抗干擾性以及靈活的控制方式成為水處理自動化系統的核心控制器，其與開放的網路通信系統一起，共同推動著水處理自動化系統的智能化程度的發展。
水處理行業主要分為凈水處理和污水處理兩大部分。凈水廠控制系統通常分為水廠調度系統、加葯間（加氯間）PLC控制站、濾站PLC控制站、送水泵房PLC控制站等。各個控制站相對獨立工作，通過有線網路進行通訊，將所有的數據信息送到水廠調度室進行處理，或將一部分數據通過調度系統以無線（或有線）通訊的方式送到城市的調度中心。對於污水處理來說，要根據污水水源地狀況來確定污水處理的工藝流程，由於污水處理工藝的不同而自控系統應用PLC的要求也有所不同。一般講，整個污水處理廠都有總控室和多個現場控制站，站與站之間通過控制器層網路或信息層網路相連，然後全部連接到總控室，總控室的多台計算機、工作站和圖形站都用信息層網路連接，這樣和現場控制站構成了集中管理，分散控制，高速數據交換的工廠級自動化網路[1].PLC自控系統是水處理廠的控制核心部分，對其合理的選型和設計，對污水廠能否高效、自動化的運行非常重要。然而，PLC網路又是其中的重中之重，網路的好壞直接影響到污水廠的正常運行。
二、系統構成
污水處理廠自控系統一般包括污水廠部分和廠外泵站部分。監控系統通訊網路和PLC是污水處理自動化系統的核心組成部分，它們的性能對污水處理自動化系統會起到決定性的作用[2].根據污水處理自動化本身的特點和監控需求選擇合適的PLC及通訊網路是保證污水處理自動化系統性能的重要因素。
通信網路：
在污水處理自動化系統的結構上，國內在管理體制上主要採用三級管理，即監控總中心、區域監控分中心和監控站。由於監控站不直接對污水處理廠的外場設備進行直接控制，因此工程界按照系統結構的劃分把監控系統劃分為信息層、控制層和設備層。
第一層為信息層，主要負責大量信息及不同廠家不同設備之間的信息傳輸，工業乙太網Ethernet為目前較常用的一種信息網路，世界各大PLC生產廠商均支持工業乙太網，並且他們在原有TCP/IP的基礎上，相繼開發出實時性更高的工業乙太網，如歐姆龍和羅克維爾支持的Ethernet/IP，施奈德支持的Modbus-TCP/IP以及西門子支持的ProfiNet等。由於Ethernet的信息量大，因此在污水處理廠自動化系統中乙太網主要用於各個控制分站與監控中心的數據傳輸，包括各種感測器數據等大量歷史數據信息。
第二層為控制層，主要採用現場匯流排組成隧道區域控制器網路，其特點是由於採用了標准匯流排組網，既能滿足實時通信的要求，又具有開放協議的標准介面，能在匯流排上方便的掛接各種外場設備，有利於監控系統的擴展。目前，現場匯流排有40多種，在污水處理廠自動化系統中應用的現場匯流排主要有ControllerLink、LonWorks、Inetrtbus、Profibus、Can和Modbus.他們的共同特點是高速、高可靠，適合PLC與計算機、PLC與PLC及其它設備之間的大量數據的高速通訊。為使系統的穩定可靠，控制層的網路結構多採用環網的方式組成，包括線纜型和光纖作為傳輸介質，具體組網將在後面作出實例說明。
第三層為設備層，這一層用於PLC與現場設備、遠程I/O端子及現場儀表之間的通訊，它們有DeviceNet、Modbus以及Profibus/DP等，其中DeviceNet已經成為工業界的標准匯流排而得到了廣泛的應用，而Profibus/DP雖然沒有成為標准，但是它的應該也相當廣泛。
值得指出的是，近來年乙太網的廣泛應用使得人們把目光投向了現場匯流排上來，工業乙太網是否最終將取代現場匯流排仍然是一個爭論的話題。然而，不論是Ethernet/IP還是Modbus-TCP/IP，乙太網在一些重要的性能指標上仍然無法具有現場匯流排的特點和優勢。從本質上來講，乙太網的載波幀聽沖突監測CSMA/CD的訪問方式，實時性並沒有現場匯流排採用的令牌匯流排和令牌環的訪問方式高，不論人們採用何種方式，如協議封裝、分時訪問控制等，都只能改善乙太網的實時性，起不到本質的改變。在當前技術還未完全成熟之前，現場匯流排應用於控制層，是一個積極和穩妥的選擇。隨著乙太網技術的不斷發展，今後其取代現場匯流排而用於控制層也是很有可能的。
監控分中心及上位監控軟體：
監控分中心一般將設置多台SCADA工作站（工控機）。分別用於水廠調度系統、加葯間（加氯間）、濾站、送水泵房等監控，完成污水廠內各種設備的狀態顯示、自動控制、半自動控制、列印報警、分析報表等工作。同時，監控分中心還將設置了多台伺服器，為其它計算機提供支援和與監控總中心進行通信。
PLC的選擇：
施奈德（Schneider）、西門子（Siemens）、歐姆龍（Omron）、羅克維爾（Rockwell）、通用電氣（GE）是全球五大PLC製造廠商和整體方案的提供者，他們的產品面向各自不同的領域，其中在污水處理自動化系統的應用方面，又以羅克維爾、歐姆龍和施奈德的應用最為廣泛。
污水處理自動控制系統對PLC的性能提出了更高的要求，作為污水處理自動控制系統的核心控制器，其必須具備以下幾大功能特點：首先本身必須穩定可靠，並具有預先處理數據和集中傳輸數據的能力，具有較高的故障保護能力；其次，控制分站本地控制器可以獨立承擔控制分區的基本控制任務，即使監控站或者監控中心因故障停止運行，相鄰區域的控制器也能交換數據信息；再次，當某控制站的控制量出現變化時，可按預定方案和程序採取相應的演算法，對相關區域的控制對象，比如泵或者加葯系統等做出相應的調整。因此，它必須至少有如下功能模塊，數據採集存儲處理功能（實現集中和獨立工作方式，尤其是在獨立控制時能與相鄰控制器實現數據交換）；通信功能、容錯功能、自動診斷功能和本地操作功能（即能帶觸摸屏）。
必須綜合考慮整個監控系統的性能要求和自然條件以及運營周期對設備的要求進行選擇，尤其在極端氣候和惡劣環境狀況條件下或較大規模的污水處理廠，需要選擇性能更好的雙機熱備冗餘的PLC，如Schneider的2Quantom系列、Rockwell的2ControlLogix、Omron的CS1D系列、Siemens的S7-417系列；區別在於Omron的雙系統是在一個底板上實現，而Siemens等是兩個底板通過光纖連接，會在一定程度上佔用控制櫃的空間，但他們的配置都很靈活，可以任意實現雙CPU雙電源、雙CPU單電源、單CPU單電源多種冗餘結構。
在一般的環境狀態的時候或較小規模的污水處理廠，多採用標準的機型作為現場控制器，如Schneider的Quantom140系列、Rockwell的ControlLogix、Omron的CS1系列、Siemens的S7-400系列等；他們都支持工業乙太網和多種現場匯流排，控制方式採用遠程帶CPU的智能分布式結構，系統開放性和兼容性強，豐富的I/O及高功能模塊，完全滿足污水處理自動控制系統對信號處理的要求。
三、應用案例
下面以天津咸陽路污水處理廠為例[3]，具體說明污水處理廠自動控制系統的組成，控制系統拓撲圖如圖一所示：
信息層：咸陽路污水處理系統因其分布面積較大，廠區內共有5個PLC分站：預處理系統分控主站PLC1、生物處理系統分控主站PLC2、污泥處理系統分控主站PLC3、出水及雨水系統分控主站PLC4和污泥消化系統PLC5，使用的CPU均為OMRON的CS1H-CPU66H.該功能層實現污水處理廠各單元過程所有過程參數、設備運行狀態及電氣參數的數據採集，單元過程及設備的控制，並通過OMRON網路模塊CS1W-ETN21，和中央控制室通過赫斯曼太網交換機，組成100M光纖以太環網，向監控層傳送數據和接受監控層控制指令。在中控室中，作為工業乙太網結點的系統數據伺服器、兩台工程師/操作員站計算機、列印機、UPS電源及監視屏等設備，其主要職能是進行系統中的信息交換與信息顯示及控制。該層通過上位監控軟體實現對主要工藝設備的控制和調度，對污水處理全過程中的工藝參數進行數據採集、監控、優化和調整，對主要工藝流程進行動態模擬和趨勢分析、實時數據處理和實時控制，在控制組態上實現各種常規與復雜的優化控制、專家控制、模糊控制等先進的智能控制。同時，功能強大與穩定的實時和歷史資料庫亦通過乙太網成為上下層間的信息通道。污水廠中控室控制站還通過RIAMBView和信息中心、便攜計算機及廠外泵站（咸陽路泵站、密雲路泵站）等處進行遠程通訊，RIAMBView具備遠程數據服務（最適合SCADA）功能，通過寬頻接收或發送相關數據，實現遠端對部分實時畫面、進程資料庫的訪問。
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B. PLC 污水自動化處理控制系統

水庫、PLC 污水自動化處理管理系統是現代化水庫的核心部分，是水庫效能發揮的重要部分。洪水時水庫閘門的操作是以不造成下游災害為基礎制定的操作規則。為了確保正確的信息流動，需把握和監視入庫流量和工程狀況，按實際情況來推測水庫的運行，找出相應的對策方案。對於水庫群，所有水庫的狀況及各個水庫的情況都要予以考慮。

首先低水位運行時，必須分別確定蓄放流量。根據運行判斷，實施泄流，並制定運行操作規程。為此收集降雨情況、水庫入流、蓄水量、泄流量等信息進行綜合分析。對於入庫流量的分析，如果發生洪水，應根據上游的降雨、河流水位、洪水到達時間來預測入庫流量，根據預測入流及蓄水量來確定運行體制及水位回落的對策。預測放流時會得出多種結果，熟練的管理人員則可篩選出比較准確的結果。其次，進行蓄流泄流計劃的確定。首先在控制所配置了迅速收集雨量、流量的觀測設備，綜合控制所的信息處理工作站可以完成入庫流量預報、洪水檢索、各個水庫運行模擬等輔助主任技術者的功能。採用入庫流量預測功能，能根據收集到的雨量、預測雨量、流量等，預報最長6小時的上游產流量。採用洪水檢索功能，能利用過去整理保管的洪水、降雨特性資料，檢索類似降雨狀況的洪水，預報將發生洪水的規模。洪水發生時要在短時間內利用水力學、水文資料、規則、經驗等判斷標准來做出決策和調度方案。為此，引進了水庫管理系統，以便迅速對各要素進行整理和計算處理。水庫管理自動化系統將經驗豐富工作者的技術通過專家系統進行了
具體化，提高了管理水平。確定決策方針的條件之一是洪水的有無，以可信度加以判斷。可信度是以洪水形成、產流、解除對策體制其三者的可信度來定義的。用通常的規律來推論時，用在-1.0與1.0之間的值5等分後相乘再平均的值來判明對策體制。用模糊論來預測流量，預測生坂水庫入庫流量時，用一次式來推定的有觀測流量的增減率，用蓄留函數法來預測雨量，根據實測入流量的變數預測，用以上3種方法計算值的平均模糊論來預測入流量。推論用MIN-MAX法，結論的數值化用重心法。最後確定蓄水期、放流量，在洪水初期，要正確把握一定流量的洪水到達時間很難。水庫管理主任技術者根據曾發生的類似情況，從保證安全的角度出發做計劃。利用這些判斷內容，在入庫存流量中得到的3小時前的預測入庫量以及入流量加上蓄放流量來決定流量。在台風降雨時，因台風引起的降雨，如果風圈只在一個水庫流域，洪水流量可能馬上就會到來。以往，都是參考台風進路預報范圍進行安全預報，在此用危險區域作參考，制定追加放流計劃。水庫自動化，是一個有待進一步研究的領域，在一些自動控制理論，如模糊控制發展迅速的今天，相信水庫自動化不僅僅只是以上的自動化，其概念將更加廣泛，其必將應用一些控制思想，從而更好地解決水庫控制問題。

C. 污水處理的自動控制系統有哪些意義

城市來污水處理系統源對解決水資源缺乏，促進社會可持續發展有著十分重要的意義。目前城市污水處理廠存在運行成本高，經濟效益差，控制系統落後等問題。提高污水處理廠自動控制的程度和引入先進控制技術，是降低運行成本、提高生產運行效率的關鍵。
污水處理的自動控制系統‍採用計算機技術、跟蹤經常變化的水處理情況，檢測不同時間的水質指標數據，在計算機上動態現實，對這些數據進行分析處理，並記錄下來，以備在需要的時候查閱。通過分析數據趨勢走向，隨時調整個設備及工藝過程參數，使其達到優化控制狀態，經濟運行，節省能耗。採用計算機代替人工操作，減少事故，保證安全，降低勞動強度，節約人力，甚至可以完成許多人工難以完成的任務，提高運行的可靠性。

D. 污水處理自動控制系統有哪些功能

自動化時代，智能化時代，機器人的時代。人們總想著讓機械來完成各種各樣的任務來解放人類的雙手，污水處理行業如今也面臨著自動化控制系統的革命，那麼，究竟有哪些功能是可以實現自動化控制呢？理論上講，污水處理的任何環節都可以自動化控制，但是在實踐中還是有很多環節和功能是不能自動化的。尤其是污水處理技術，很多技術參數與指標是通過多次化驗才能夠獲取的，因此很難通過監控設備獲取准確數據從而帶動自動化控制系統，言歸正傳，污水處理自動控制系統有以下幾種功能
1·水位、水量自動控制：這一點很容易操作，甚至不需要人工智慧，只要安裝水位感應器甚至是浮漂都可以，當水位高於某一設定的數值，則自動控制上一環節的進水量，從而保證本單元蓄水池的水位處於正常狀態，當水位低於某一數值時，則再次啟動上游的進水設施。說起來很簡單，做起來也不難。
2·溫度自動控制：在污水處理系統中，涉及到水溫的環節較少，一般只要不凍冰，是液態水都可以處理，但是也有一個最佳溫度參數，溫度監控和電動開關或者預警相連接，就可以決定一些控溫系統的工作，實現起來也不難。
3·PH值監控系統：來自中和池的設備，可以根據中和池內污水PH值決定添加哪種中和劑，也可以根據水量，PH值偏離程度控制中和劑的數量實現PH值自動控制。
4·電阻率監控系統：雖然污水中的雜質含量需要用化驗的手段來獲取，但是採用電阻率監控水質是否達標是非常容易的，因此在水處理環節中常常用電阻率監控系統來完成水質監控。
其他的入混凝葯劑添加、萃取劑的使用，氧化還原法污水處理，以目前的技術很難完成自動化、智能化系統功能，多數還是需要人工監測的。
參考原文：http://www.nmgjlscl.com/Item/Show.asp?m=1&d=3066

E. 污水處理控制系統

2010年2月，我公司與岳陽雲溪污水處理廠成功簽訂關於污水處理廠自控系統成套設計、製作及施工的合同，標志著公司在污水處理行業的一個重大突破，前後僅花1個月時間，完成了整個系統的設計、成套、現場調試，深得客戶的好評。

雲溪污水處理廠處理能力在2萬m3/日，其中生活用水1萬m3/，工業用水1萬m3/日，監控點數為1192點，數字量輸入736點，數字量輸出272點，模擬量輸入104點，模擬量輸出80點，選用西門子S7-300 PLC是一種即經濟又切合實際的解決方案，它具有高度模塊化結構，指令集功能強大，能夠滿足多樣化和個性化的需求。

該PLC系統分為3個站，在控制室內設兩台工控機操作站，該操作站包括工程師站一台，操作員站一台，設置在綜合樓中央控制室內。現場設3個PLC站，分別設在旋流沉砂風機房配電室（PLC1）、污泥脫水機房配電間（PLC2）、變電所低壓配電房（PLC3）內。通過控制3個PLC站完成對整個污水廠的自動控制。3個PLC站通過光纖與中控室進行通訊，各種儀表信號通過屏蔽線與PLC站連接通信，PLC站內通過PROFIBUS-DP網路進行通訊。

中央處理單元（CPU315-2DP）集成有PROFIBUS-DP和MPI通訊介面，多點介面（MPI））用於同時連接編程器、PC機和人機界面等。在中心控制室，通過操作站顯示各工藝參數、設備工作狀態，可進行數字顯示、狀態顯示、各種圖形畫面顯示、事故報警等。同時在中心控室設一套投影儀，用於污水處理系統工藝設備監控，使生產管理人員直接監視全廠生產運行狀況，隨時掌握和調整生產情況。通過列印機可實現生產報表，圖形、事故列印記錄。

控制中心設備及現場儀表設備由專用的UPS電源分配櫃供電。在每個電源分配櫃的電源進線和分配電源出線都加裝電源避雷器。所有信息系統進入PLC櫃的電纜內芯線端，對地加裝電涌保護器，電纜中的空線對應接地，並做好屏蔽接地，所有模擬量信號電纜都使用屏蔽電纜，且屏蔽層可靠接地，通訊電纜採用專用的現場匯流排，且可靠接地。PLC所有開關量輸入輸出模塊與現場箱（櫃）中間裝有隔離繼電器，PLC所有模擬量輸入輸出模塊與現場箱（櫃）中間裝有浪涌保護器。

污水處理廠自控系統的要求是對污水處理過程進行自動控制和自動調節，使處理後的水質指標達到要求的范圍；在中控室發出上傳指令時，將當前時刻運行過程中的主要工作參數（水質參數、流量、液位等）、運行狀態及一定時間段內的主要工藝過程曲線等信息上傳到中控室。功能如下：

（1）控制操作：

在中心控制室能對被控設備進行在線實時控制，如啟停某一設備，調節某些模擬輸出量的大小，在線設置PLC的某些參數等。

（2）顯示功能：

用圖形實時地顯示各現場被控設備的運行工況，以及各現場的狀態參數。

（3）數據管理：

依據不同運行參數的變化快慢和重要程度，建立生產歷史資料庫，存儲生產原始數據，供統計分析使用。利用實時資料庫和歷史資料庫中的數據進行比較和分析，得出一些有用的經驗參數，並把一些必要的參數和結果顯示到實時畫面和報表中去。

（4）報警功能：

當某一模擬量（如電流、壓力、水位等）測量值超過給定范圍或某一開關量（如電機啟停、閥門開關）閥發生變位時，可根據不同的需要發出不同等級的報警。

（5）列印功能：

可以實現報表和圖形列印以及各種事件和報警實時列印。列印方式可分為：定時列印、事件觸發列印。

F. 請問 污水處理廠自動控制系統設計的原理的是

一般就是繼電器接觸控制，後來發展成可編程邏輯控制器（PLC）

G. 污水處理控制系統進行PLC改造的意義是什麼

進行pLc改造，即是在整個控制系統採用計算機電路控制了。
自動化程度更高，，降低人工費用。，但還不能100%無人工值守。

如果回答有用，請採納，謝謝。

H. 污水處理費收費標准

污水排污費按排污者排放污染物的種類、數量以污染當量計征，每一污染當量徵收標准為0.7元。對每一排放口徵收污水排污費的污染物種類數，以污染當量數從多到少的順序，最多不超過3項。其中，超過國家或地方規定的污染物排放標準的，按照排放污染物的種類、數量和本辦法規定的收費標准計征污水排污費的收費額加一倍徵收超標准排污費。對於冷卻水、礦井水等排放污染物的污染當量數計算，應扣除進水的本底值。禽畜養殖業、小型企業和第三產業的污染當量數計算。居民生活類污水實行三階梯式收費，家庭戶月用水量在22立方米以內，污水處理費為0.90元/立方米；23-30立方米部分，污水處理費為1.00元/立方米；31立方米以上部分，污水處理費為1.10元/立方米。

法律依據：《中華人民共和國城鎮排水與污水處理條例》第十二條

縣級以上地方人民政府應當按照先規劃後建設的原則，依據城鎮排水與污水處理規劃，合理確定城鎮排水與污水處理設施建設標准，統籌安排管網、泵站、污水處理廠以及污泥處理處置、再生水利用、雨水調蓄和排放等排水與污水處理設施建設和改造。

城鎮新區的開發和建設，應當按照城鎮排水與污水處理規劃確定的建設時序，優先安排排水與污水處理設施建設；未建或者已建但未達到國家有關標準的，應當按照年度改造計劃進行改造，提高城鎮排水與污水處理能力。

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