（一）項目概述

隨著我國經濟的迅速發展，工業化進程越來越快再加上人們生活水品的tigao，工業以及生活污水的排放日益增多，如何才能保護水資源讓其循環利用達到節能減排，是目前急需解決的，正是污水處理項目對水資源的改善以及人民生活水平的tigao有著重大的意義。而冗余的控制系統可以減少故障停機時間tigao系統穩定性，將大大tigao污水處理的效率。
此項目是四川省樂山市井研縣第二污水處理廠，工程范圍為污水處理自控系統設計、供貨、安裝、編程調試，包含廠區主站控制系統，中控室上位機，將廠區第三方設備預留的硬接線以及通訊接入總控室，組成污水處理系統（包含深床反硝化、精準曝氣系統等），主要采用了西門子1515R冗余PLC，每日可以穩定處理22000t污水。

（二）工藝流程

此污水處理采用了多級的生化反應處理、高效沉淀、深床反硝化以及接觸消毒，污泥采用了濃縮、脫水以及壓濾等進行處理。該廠工藝流程如下圖所示：

（三）選型方案

根據污水處理廠現場情況，主要有以下需求：（1）需采用冗余系統、包括控制器冗余、電源冗余以及不間斷電源，保障在部分硬件出現故障能夠及時切換到備用模塊，在工廠出現斷電異常保障系統正常運轉，實現系統的穩定可靠且連續的運行。（2）IO點數有大于15%裕量。（3）兩臺現場級控制柜可操作。（4）中控室遠程監控以及操作，包含兩個操作員站以及一臺工程師站。PLC系統主要材料選型表如下圖：

（四）硬件配置及系統結構

該自控系統Zui終設計采用包括：（1）1515R冗余CPU，為了實現更高的可用性。在冗余操作的系統中，即使有個別自動化組件出現故障也不會妨礙污水的連續處理。兩個CPU將并行處理相同的項目數據和相同的用戶程序。兩個CPU通過冗余連接進行同步，如果一個CPU出現故障，另一個CPU就會接替它對整個自控系統進行控制；（2）ET200MP分布式遠程IO控制站，PLC1柜主要控制污水收集至生化處理段工藝，PLC2柜主要控制沉淀工藝、添加劑處理以及污泥處理工藝段。現場層的兩套分布式IO通過IM155-5 PN HF高性能接口模塊將IO模塊（具有 IP20 防護等級，采用和 S7-1500 相同的I/O 模塊，具有很好的通用性集成到各自的遠程站）。分布式設備通過PROFINET和上層的可編程控制器1515R冗余CPU實現快速的數據交換，開放的PROFINET通訊標準，給自動化系統帶來靈活的連接方式。統一的工程開發，透明的診斷，完美實現與PLC和HMI在博途中的集成；

（3）現場觸摸操作屏采用西門子TP1200精智12寸面板 ，與S7-1500控制器完美協同，將各個遠程站的數據（包括liuliang、水質、溶解氧、液位等）顯示在觸摸屏上面，可滿足實時顯示現場設備運行狀態并且遠程點控設備，方便現場人員整體操控；（4）中控室包括一臺工程師站和兩臺操作員站，采用編程組態軟件有：WinCC 7.4、博途V16.0。其中WinCC集成圖形系統、報警消息系統、歸檔系統、報表系統、用戶管理系統以及腳本系統。完美解決污水處理廠的流程顯示、組顯示、報表顯示、趨勢顯示、報警記錄等。在各個操作站試圖中可以自動控制、點動控制現場設備并監控其運行狀態，參數設置等。其中博途V16.0完美兼容1500冗余CPU，包括在線下載程序無需停機、CPU高版本固件更新、在冗余環外組態S1設備等，tigao本次調試效率也方便后期污水處理廠電氣工程師的維護工作；（5）網絡部分包括：1515R冗余環網中有支持冗余的2臺光纖交換機，WINCC監控系統包括兩臺支持環網冗余的光纖交換機以及2臺光電轉換器用作與第三方CPU通訊；（6）第三房設備包括：

由200smartCPU控制的鼓風機自動控制系統、污泥脫水系統、PAC加藥、加氯和乙酸鈉投加系統；

由S7-300CPU控制的反硝化深床濾池和反沖洗風機房自動控制系統；

由K37環保數采儀采集的進出水水質檢測設備。

（7）該自動控制系統網絡結構如下圖所示：