污水收费控制系统

A. 污水处理厂自动化系统的分析与应用

一、引言
水是人类生活和国民经济发展的不可或缺的重要部分，随着科技水平的飞速发展和人类生活水平的巨大提升，对于洁净的优质的水源的需求也不断急剧释放。为建设可靠、稳定、先进、经济以及可扩展的合理的水处理自动化系统成为工程界和城市水行业营运管理部门共同关心的问题。微电子、通信、计算机技术的发展大大提高了水处理控制系统的信息化和智能化程度，与3C技术相结合的PLC以其卓越的可靠性、抗干扰性以及灵活的控制方式成为水处理自动化系统的核心控制器，其与开放的网络通信系统一起，共同推动着水处理自动化系统的智能化程度的发展。
水处理行业主要分为净水处理和污水处理两大部分。净水厂控制系统通常分为水厂调度系统、加药间（加氯间）PLC控制站、滤站PLC控制站、送水泵房PLC控制站等。各个控制站相对独立工作，通过有线网络进行通讯，将所有的数据信息送到水厂调度室进行处理，或将一部分数据通过调度系统以无线（或有线）通讯的方式送到城市的调度中心。对于污水处理来说，要根据污水水源地状况来确定污水处理的工艺流程，由于污水处理工艺的不同而自控系统应用PLC的要求也有所不同。一般讲，整个污水处理厂都有总控室和多个现场控制站，站与站之间通过控制器层网络或信息层网络相连，然后全部连接到总控室，总控室的多台计算机、工作站和图形站都用信息层网络连接，这样和现场控制站构成了集中管理，分散控制，高速数据交换的工厂级自动化网络[1].PLC自控系统是水处理厂的控制核心部分，对其合理的选型和设计，对污水厂能否高效、自动化的运行非常重要。然而，PLC网络又是其中的重中之重，网络的好坏直接影响到污水厂的正常运行。
二、系统构成
污水处理厂自控系统一般包括污水厂部分和厂外泵站部分。监控系统通讯网络和PLC是污水处理自动化系统的核心组成部分，它们的性能对污水处理自动化系统会起到决定性的作用[2].根据污水处理自动化本身的特点和监控需求选择合适的PLC及通讯网络是保证污水处理自动化系统性能的重要因素。
通信网络：
在污水处理自动化系统的结构上，国内在管理体制上主要采用三级管理，即监控总中心、区域监控分中心和监控站。由于监控站不直接对污水处理厂的外场设备进行直接控制，因此工程界按照系统结构的划分把监控系统划分为信息层、控制层和设备层。
第一层为信息层，主要负责大量信息及不同厂家不同设备之间的信息传输，工业以太网Ethernet为目前较常用的一种信息网络，世界各大PLC生产厂商均支持工业以太网，并且他们在原有TCP/IP的基础上，相继开发出实时性更高的工业以太网，如欧姆龙和罗克维尔支持的Ethernet/IP，施奈德支持的Modbus-TCP/IP以及西门子支持的ProfiNet等。由于Ethernet的信息量大，因此在污水处理厂自动化系统中以太网主要用于各个控制分站与监控中心的数据传输，包括各种传感器数据等大量历史数据信息。
第二层为控制层，主要采用现场总线组成隧道区域控制器网络，其特点是由于采用了标准总线组网，既能满足实时通信的要求，又具有开放协议的标准接口，能在总线上方便的挂接各种外场设备，有利于监控系统的扩展。目前，现场总线有40多种，在污水处理厂自动化系统中应用的现场总线主要有ControllerLink、LonWorks、Inetrtbus、Profibus、Can和Modbus.他们的共同特点是高速、高可靠，适合PLC与计算机、PLC与PLC及其它设备之间的大量数据的高速通讯。为使系统的稳定可靠，控制层的网络结构多采用环网的方式组成，包括线缆型和光纤作为传输介质，具体组网将在后面作出实例说明。
第三层为设备层，这一层用于PLC与现场设备、远程I/O端子及现场仪表之间的通讯，它们有DeviceNet、Modbus以及Profibus/DP等，其中DeviceNet已经成为工业界的标准总线而得到了广泛的应用，而Profibus/DP虽然没有成为标准，但是它的应该也相当广泛。
值得指出的是，近来年以太网的广泛应用使得人们把目光投向了现场总线上来，工业以太网是否最终将取代现场总线仍然是一个争论的话题。然而，不论是Ethernet/IP还是Modbus-TCP/IP，以太网在一些重要的性能指标上仍然无法具有现场总线的特点和优势。从本质上来讲，以太网的载波帧听冲突监测CSMA/CD的访问方式，实时性并没有现场总线采用的令牌总线和令牌环的访问方式高，不论人们采用何种方式，如协议封装、分时访问控制等，都只能改善以太网的实时性，起不到本质的改变。在当前技术还未完全成熟之前，现场总线应用于控制层，是一个积极和稳妥的选择。随着以太网技术的不断发展，今后其取代现场总线而用于控制层也是很有可能的。
监控分中心及上位监控软件：
监控分中心一般将设置多台SCADA工作站（工控机）。分别用于水厂调度系统、加药间（加氯间）、滤站、送水泵房等监控，完成污水厂内各种设备的状态显示、自动控制、半自动控制、打印报警、分析报表等工作。同时，监控分中心还将设置了多台服务器，为其它计算机提供支援和与监控总中心进行通信。
PLC的选择：
施奈德（Schneider）、西门子（Siemens）、欧姆龙（Omron）、罗克维尔（Rockwell）、通用电气（GE）是全球五大PLC制造厂商和整体方案的提供者，他们的产品面向各自不同的领域，其中在污水处理自动化系统的应用方面，又以罗克维尔、欧姆龙和施奈德的应用最为广泛。
污水处理自动控制系统对PLC的性能提出了更高的要求，作为污水处理自动控制系统的核心控制器，其必须具备以下几大功能特点：首先本身必须稳定可靠，并具有预先处理数据和集中传输数据的能力，具有较高的故障保护能力；其次，控制分站本地控制器可以独立承担控制分区的基本控制任务，即使监控站或者监控中心因故障停止运行，相邻区域的控制器也能交换数据信息；再次，当某控制站的控制量出现变化时，可按预定方案和程序采取相应的算法，对相关区域的控制对象，比如泵或者加药系统等做出相应的调整。因此，它必须至少有如下功能模块，数据采集存储处理功能（实现集中和独立工作方式，尤其是在独立控制时能与相邻控制器实现数据交换）；通信功能、容错功能、自动诊断功能和本地操作功能（即能带触摸屏）。
必须综合考虑整个监控系统的性能要求和自然条件以及运营周期对设备的要求进行选择，尤其在极端气候和恶劣环境状况条件下或较大规模的污水处理厂，需要选择性能更好的双机热备冗余的PLC，如Schneider的2Quantom系列、Rockwell的2ControlLogix、Omron的CS1D系列、Siemens的S7-417系列；区别在于Omron的双系统是在一个底板上实现，而Siemens等是两个底板通过光纤连接，会在一定程度上占用控制柜的空间，但他们的配置都很灵活，可以任意实现双CPU双电源、双CPU单电源、单CPU单电源多种冗余结构。
在一般的环境状态的时候或较小规模的污水处理厂，多采用标准的机型作为现场控制器，如Schneider的Quantom140系列、Rockwell的ControlLogix、Omron的CS1系列、Siemens的S7-400系列等；他们都支持工业以太网和多种现场总线，控制方式采用远程带CPU的智能分布式结构，系统开放性和兼容性强，丰富的I/O及高功能模块，完全满足污水处理自动控制系统对信号处理的要求。
三、应用案例
下面以天津咸阳路污水处理厂为例[3]，具体说明污水处理厂自动控制系统的组成，控制系统拓扑图如图一所示：
信息层：咸阳路污水处理系统因其分布面积较大，厂区内共有5个PLC分站：预处理系统分控主站PLC1、生物处理系统分控主站PLC2、污泥处理系统分控主站PLC3、出水及雨水系统分控主站PLC4和污泥消化系统PLC5，使用的CPU均为OMRON的CS1H-CPU66H.该功能层实现污水处理厂各单元过程所有过程参数、设备运行状态及电气参数的数据采集，单元过程及设备的控制，并通过OMRON网络模块CS1W-ETN21，和中央控制室通过赫斯曼太网交换机，组成100M光纤以太环网，向监控层传送数据和接受监控层控制指令。在中控室中，作为工业以太网结点的系统数据服务器、两台工程师/操作员站计算机、打印机、UPS电源及监视屏等设备，其主要职能是进行系统中的信息交换与信息显示及控制。该层通过上位监控软件实现对主要工艺设备的控制和调度，对污水处理全过程中的工艺参数进行数据采集、监控、优化和调整，对主要工艺流程进行动态模拟和趋势分析、实时数据处理和实时控制，在控制组态上实现各种常规与复杂的优化控制、专家控制、模糊控制等先进的智能控制。同时，功能强大与稳定的实时和历史数据库亦通过以太网成为上下层间的信息通道。污水厂中控室控制站还通过RIAMBView和信息中心、便携计算机及厂外泵站（咸阳路泵站、密云路泵站）等处进行远程通讯，RIAMBView具备远程数据服务（最适合SCADA）功能，通过宽带接收或发送相关数据，实现远端对部分实时画面、进程数据库的访问。
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B. PLC 污水自动化处理控制系统

水库、PLC 污水自动化处理管理系统是现代化水库的核心部分，是水库效能发挥的重要部分。洪水时水库闸门的操作是以不造成下游灾害为基础制定的操作规则。为了确保正确的信息流动，需把握和监视入库流量和工程状况，按实际情况来推测水库的运行，找出相应的对策方案。对于水库群，所有水库的状况及各个水库的情况都要予以考虑。

首先低水位运行时，必须分别确定蓄放流量。根据运行判断，实施泄流，并制定运行操作规程。为此收集降雨情况、水库入流、蓄水量、泄流量等信息进行综合分析。对于入库流量的分析，如果发生洪水，应根据上游的降雨、河流水位、洪水到达时间来预测入库流量，根据预测入流及蓄水量来确定运行体制及水位回落的对策。预测放流时会得出多种结果，熟练的管理人员则可筛选出比较准确的结果。其次，进行蓄流泄流计划的确定。首先在控制所配置了迅速收集雨量、流量的观测设备，综合控制所的信息处理工作站可以完成入库流量预报、洪水检索、各个水库运行仿真等辅助主任技术者的功能。采用入库流量预测功能，能根据收集到的雨量、预测雨量、流量等，预报最长6小时的上游产流量。采用洪水检索功能，能利用过去整理保管的洪水、降雨特性资料，检索类似降雨状况的洪水，预报将发生洪水的规模。洪水发生时要在短时间内利用水力学、水文资料、规则、经验等判断标准来做出决策和调度方案。为此，引进了水库管理系统，以便迅速对各要素进行整理和计算处理。水库管理自动化系统将经验丰富工作者的技术通过专家系统进行了
具体化，提高了管理水平。确定决策方针的条件之一是洪水的有无，以可信度加以判断。可信度是以洪水形成、产流、解除对策体制其三者的可信度来定义的。用通常的规律来推论时，用在-1.0与1.0之间的值5等分后相乘再平均的值来判明对策体制。用模糊论来预测流量，预测生坂水库入库流量时，用一次式来推定的有观测流量的增减率，用蓄留函数法来预测雨量，根据实测入流量的变量预测，用以上3种方法计算值的平均模糊论来预测入流量。推论用MIN-MAX法，结论的数值化用重心法。最后确定蓄水期、放流量，在洪水初期，要正确把握一定流量的洪水到达时间很难。水库管理主任技术者根据曾发生的类似情况，从保证安全的角度出发做计划。利用这些判断内容，在入库存流量中得到的3小时前的预测入库量以及入流量加上蓄放流量来决定流量。在台风降雨时，因台风引起的降雨，如果风圈只在一个水库流域，洪水流量可能马上就会到来。以往，都是参考台风进路预报范围进行安全预报，在此用危险区域作参考，制定追加放流计划。水库自动化，是一个有待进一步研究的领域，在一些自动控制理论，如模糊控制发展迅速的今天，相信水库自动化不仅仅只是以上的自动化，其概念将更加广泛，其必将应用一些控制思想，从而更好地解决水库控制问题。

C. 污水处理的自动控制系统有哪些意义

城市来污水处理系统源对解决水资源缺乏，促进社会可持续发展有着十分重要的意义。目前城市污水处理厂存在运行成本高，经济效益差，控制系统落后等问题。提高污水处理厂自动控制的程度和引入先进控制技术，是降低运行成本、提高生产运行效率的关键。
污水处理的自动控制系统‍采用计算机技术、跟踪经常变化的水处理情况，检测不同时间的水质指标数据，在计算机上动态现实，对这些数据进行分析处理，并记录下来，以备在需要的时候查阅。通过分析数据趋势走向，随时调整个设备及工艺过程参数，使其达到优化控制状态，经济运行，节省能耗。采用计算机代替人工操作，减少事故，保证安全，降低劳动强度，节约人力，甚至可以完成许多人工难以完成的任务，提高运行的可靠性。

D. 污水处理自动控制系统有哪些功能

自动化时代，智能化时代，机器人的时代。人们总想着让机械来完成各种各样的任务来解放人类的双手，污水处理行业如今也面临着自动化控制系统的革命，那么，究竟有哪些功能是可以实现自动化控制呢？理论上讲，污水处理的任何环节都可以自动化控制，但是在实践中还是有很多环节和功能是不能自动化的。尤其是污水处理技术，很多技术参数与指标是通过多次化验才能够获取的，因此很难通过监控设备获取准确数据从而带动自动化控制系统，言归正传，污水处理自动控制系统有以下几种功能
1·水位、水量自动控制：这一点很容易操作，甚至不需要人工智能，只要安装水位感应器甚至是浮漂都可以，当水位高于某一设定的数值，则自动控制上一环节的进水量，从而保证本单元蓄水池的水位处于正常状态，当水位低于某一数值时，则再次启动上游的进水设施。说起来很简单，做起来也不难。
2·温度自动控制：在污水处理系统中，涉及到水温的环节较少，一般只要不冻冰，是液态水都可以处理，但是也有一个最佳温度参数，温度监控和电动开关或者预警相连接，就可以决定一些控温系统的工作，实现起来也不难。
3·PH值监控系统：来自中和池的设备，可以根据中和池内污水PH值决定添加哪种中和剂，也可以根据水量，PH值偏离程度控制中和剂的数量实现PH值自动控制。
4·电阻率监控系统：虽然污水中的杂质含量需要用化验的手段来获取，但是采用电阻率监控水质是否达标是非常容易的，因此在水处理环节中常常用电阻率监控系统来完成水质监控。
其他的入混凝药剂添加、萃取剂的使用，氧化还原法污水处理，以目前的技术很难完成自动化、智能化系统功能，多数还是需要人工监测的。
参考原文：http://www.nmgjlscl.com/Item/Show.asp?m=1&d=3066

E. 污水处理控制系统

2010年2月，我公司与岳阳云溪污水处理厂成功签订关于污水处理厂自控系统成套设计、制作及施工的合同，标志着公司在污水处理行业的一个重大突破，前后仅花1个月时间，完成了整个系统的设计、成套、现场调试，深得客户的好评。

云溪污水处理厂处理能力在2万m3/日，其中生活用水1万m3/，工业用水1万m3/日，监控点数为1192点，数字量输入736点，数字量输出272点，模拟量输入104点，模拟量输出80点，选用西门子S7-300 PLC是一种即经济又切合实际的解决方案，它具有高度模块化结构，指令集功能强大，能够满足多样化和个性化的需求。

该PLC系统分为3个站，在控制室内设两台工控机操作站，该操作站包括工程师站一台，操作员站一台，设置在综合楼中央控制室内。现场设3个PLC站，分别设在旋流沉砂风机房配电室（PLC1）、污泥脱水机房配电间（PLC2）、变电所低压配电房（PLC3）内。通过控制3个PLC站完成对整个污水厂的自动控制。3个PLC站通过光纤与中控室进行通讯，各种仪表信号通过屏蔽线与PLC站连接通信，PLC站内通过PROFIBUS-DP网络进行通讯。

中央处理单元（CPU315-2DP）集成有PROFIBUS-DP和MPI通讯接口，多点接口（MPI））用于同时连接编程器、PC机和人机界面等。在中心控制室，通过操作站显示各工艺参数、设备工作状态，可进行数字显示、状态显示、各种图形画面显示、事故报警等。同时在中心控室设一套投影仪，用于污水处理系统工艺设备监控，使生产管理人员直接监视全厂生产运行状况，随时掌握和调整生产情况。通过打印机可实现生产报表，图形、事故打印记录。

控制中心设备及现场仪表设备由专用的UPS电源分配柜供电。在每个电源分配柜的电源进线和分配电源出线都加装电源避雷器。所有信息系统进入PLC柜的电缆内芯线端，对地加装电涌保护器，电缆中的空线对应接地，并做好屏蔽接地，所有模拟量信号电缆都使用屏蔽电缆，且屏蔽层可靠接地，通讯电缆采用专用的现场总线，且可靠接地。PLC所有开关量输入输出模块与现场箱（柜）中间装有隔离继电器，PLC所有模拟量输入输出模块与现场箱（柜）中间装有浪涌保护器。

污水处理厂自控系统的要求是对污水处理过程进行自动控制和自动调节，使处理后的水质指标达到要求的范围；在中控室发出上传指令时，将当前时刻运行过程中的主要工作参数（水质参数、流量、液位等）、运行状态及一定时间段内的主要工艺过程曲线等信息上传到中控室。功能如下：

（1）控制操作：

在中心控制室能对被控设备进行在线实时控制，如启停某一设备，调节某些模拟输出量的大小，在线设置PLC的某些参数等。

（2）显示功能：

用图形实时地显示各现场被控设备的运行工况，以及各现场的状态参数。

（3）数据管理：

依据不同运行参数的变化快慢和重要程度，建立生产历史数据库，存储生产原始数据，供统计分析使用。利用实时数据库和历史数据库中的数据进行比较和分析，得出一些有用的经验参数，并把一些必要的参数和结果显示到实时画面和报表中去。

（4）报警功能：

当某一模拟量（如电流、压力、水位等）测量值超过给定范围或某一开关量（如电机启停、阀门开关）阀发生变位时，可根据不同的需要发出不同等级的报警。

（5）打印功能：

可以实现报表和图形打印以及各种事件和报警实时打印。打印方式可分为：定时打印、事件触发打印。

F. 请问 污水处理厂自动控制系统设计的原理的是

一般就是继电器接触控制，后来发展成可编程逻辑控制器（PLC）

G. 污水处理控制系统进行PLC改造的意义是什么

进行pLc改造，即是在整个控制系统采用计算机电路控制了。
自动化程度更高，，降低人工费用。，但还不能100%无人工值守。

如果回答有用，请采纳，谢谢。

H. 污水处理费收费标准

污水排污费按排污者排放污染物的种类、数量以污染当量计征，每一污染当量征收标准为0.7元。对每一排放口征收污水排污费的污染物种类数，以污染当量数从多到少的顺序，最多不超过3项。其中，超过国家或地方规定的污染物排放标准的，按照排放污染物的种类、数量和本办法规定的收费标准计征污水排污费的收费额加一倍征收超标准排污费。对于冷却水、矿井水等排放污染物的污染当量数计算，应扣除进水的本底值。禽畜养殖业、小型企业和第三产业的污染当量数计算。居民生活类污水实行三阶梯式收费，家庭户月用水量在22立方米以内，污水处理费为0.90元/立方米；23-30立方米部分，污水处理费为1.00元/立方米；31立方米以上部分，污水处理费为1.10元/立方米。

法律依据：《中华人民共和国城镇排水与污水处理条例》第十二条

县级以上地方人民政府应当按照先规划后建设的原则，依据城镇排水与污水处理规划，合理确定城镇排水与污水处理设施建设标准，统筹安排管网、泵站、污水处理厂以及污泥处理处置、再生水利用、雨水调蓄和排放等排水与污水处理设施建设和改造。

城镇新区的开发和建设，应当按照城镇排水与污水处理规划确定的建设时序，优先安排排水与污水处理设施建设；未建或者已建但未达到国家有关标准的，应当按照年度改造计划进行改造，提高城镇排水与污水处理能力。

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