根据污水处理丁艺特点、构筑物的分布及整体控制要求，整个自动控制系统设置了3个现场PLC监控站和1个中心控制室，从而实现了分散检测和控制、集中显示和管理的原则。其中，3个现场监控站分别负责污水处理过程中的粗格栅及污水提升泵房控制室、变配电室控制室、污泥脱水机房控制室；而中心控制室设在厂区综合办公楼内，中央控制室中的中央监控机可以监视全厂工艺设备的运行状态、工艺过程中的各种参数、主要设备的控制和事故报警、主要参数的越限报警等。下位机系统采用PLC，上位机系统采用IPC (工业PC机)。整个控制系统结构如图2所示。
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自控系统采用集散型控制系统，即由上位机、通信网络、现场控制站(PLC可编程序控制器)以及就地控制盘组成。各现场控制站设置在就地控制室内，控制站将采集到的各种参数及信号传送到中央监控管理计算机，并接收上位机指令。当上位机发生故障时，系统仍能按照预编程序对辖区内的设备进行控制。CASS 反应池就地控制盘(箱)设置在滗水器附近，其将采集到的各种参数及信号通过现场控制站传送至中央监控管理计算机，并接收上位机指令，对滗水器的滗水过程进行控制和监视。就地控制盘(专用控制装置)位于被控设备附近，作为工艺设备成套的控制装置，其控制功能有3种：①就地手动控制，一般在自动控制系统出现故障或检修时用到；②远程遥控控制，操作员在中心控制室进行控制，一般用于异常情况下的控制；③ 自动控制，正常情况下系统运行在自动控制模式下。控制级别由高到低依次为：现场手动控制、遥控控制、自动控制。
另外，为了使经营管理人员能及时了解掌握现场情况，提前发现隐患并及时处理，保证污水厂正常运行，设立了摄像系统，以监视厂内生产及安全保卫状况；在污水厂围墙边上，还设置了红外入侵探测系统，以防止外人非法入侵。
3．1系统硬件选型
考虑到污水处理控制对系统安全性、可靠性、可维护性和灵活性的要求，本系统硬件组成包括现场控制站(粗格栅提升泵房现场控制站和变配电室控制站) 和污泥脱水机房现场控制站。粗格栅及污水提升泵房控制室和变配电室控制室采用AB系列的PLC，而污泥脱水机房控制室采用西门子的$7-300系列PLC；上位机选择研祥工控计算机(IPC810A 4套)；CPU：PIV／ 3．0 GHz；内存：l GB的DDR；硬盘驱动器：160 GB；光盘驱动器：DVD±RWIEEE 1394卡；多串口卡标准键盘、鼠标、USB接口、通信接口、显示卡等；低压电气选用德力西低压电气产品；美国HP公司彩色喷墨打印机2台，激光打印机(黑白)l台；UPS电源(不间断电源)选用Santak公司的产品，4台。
3．2上位监控软件设计
上位监控系统采用Simatie WinCC开发”o，其主要包括计算机、变量管理器、结构变量和编辑器4大部分。变量管理器是对组态软件中所用的变量进行初始化定义，主要作用是将变量标签与下位机PLC程序中的数据相连：编辑器则是实现组态各个画面和报警、报表等功能的主要部分。
在上位机中，数据采集系统可以实时显示水位、温度、电机电流、流量、流量累计、流量电流比、变频器工作状态、手动自动状态及空气开关的状态。这样，在中央控制室内就可以检测到来自现场的各种相关数据，免去了在各站之间烦琐地来回工作，只需定期到各站检查一遍即可，从而大大减轻了工作人员的工作量。远程监控系统实现了对各个站的集中控制，系统可以在控制室里控制各电动设备的开启、关闭和停止动作以及变频器的启动停止，并可调节转速。这是实现自动控制的关键所在。自动化操作的实现，使得管理人员在控制室内就能够实现对远距离各设备的启停操作，大大提高了工作效率。报警系统能显示短时期内的报警情况，电机过流或变频器发生故障等都会引起系统的报警。报警形式有总报警灯闪烁及报警声音，事故站按钮闪烁及报警声音、报警栏、报警信息显示 (包括报警单位、报警款项及是否自动消除等)，报警窗口各时期报警情况等。实时数据记录系统可以将一段时间内的水位、温度、含氧量、流量及流量累计等数据实时地记录下来，并打印。曲线分析系统可以实现各种数据的趋势显示，使操作者能直观地看到数据的变化情况。另外，在按钮栏上设有一个总停按钮(停止所有设备的运行)，用来应付紧急情况。
4 OPC技术的通信实现
在本项目中，采用西门子公司和罗克韦尔公司生产的PLC作为OPC Server，并在上位机中开发OPC Client，以实现这2种PLC之间的互操作。西门子公司为s7- 300／400提供的OPC Server接口集成在Simatic Net软件包内，所以可直接利用S7系统提供的OPC Server。同时。在PC机上创建OPC服务器，并采用Simatic Net软件建立Profibus．DP网络，实现了OPC服务器与S7—300／ 400系列PLC输入、输出接口点对点的连接。
RSLinx是AB可编程控制器在Windows环境下建立工厂所用通信方案的工具，它不仅提供了多种网络驱动程序。而且提供了快速的OPC、DDE和Custom C／ C++接口。在项目的具体实施过程中，采用VB软件编写OPC客户端应用程序，实现了上位机与Lo画x5550 控制器之间的通信。
首先在WinCC中组态监控画面，再在LogixS000 中进行I／O组态及控制程序编写H1，然后在RSLinx中配置通信驱动，最后采用OPC技术实现RSLinx与 WinCC之间的通信以及AB PLC与s7-300 PLC之间的互操作。待RSLinx配置完后，再到WinCC里新建用于监控的变量，最后利用RSLinx中Edit菜单下的Copy DDE／OPC Link功能，找到所需的通信地址、OPC链接格式。逐个建立完这种链接后，即可在WinCC里像使用本地直接链接的变量一样使用通过OPC链接的变量。
5 结束语
在靖远城区污水处理项目中利用OPC技术开发的智能控制系统，降低了系统造价，保证了通信网络良好的兼容性和稳定性，实现了不同厂商设备的无缝集成；同时保证了通信的快速性，并为生产工艺的进一步改进提供了方便，降低了生产和维护成本，更减轻了生产及维护工人的劳动强度，具有很好的经济效益和社会效益。作者: 互树东 董 蕾 来源：自动化仪表
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