現場總線技術在沈陽仙女河污水處理中的應用

無人值守。污水處理過程中，會產生大量硫化氫氣體。若人體不慎吸入硫化氫氣體，便會發生急性硫化氫中毒事故，甚至引起死亡。面對不能回避的風險，除了增加相應的防護措施之外，更重要的是盡可能的實現系統的無人值守運行。
擴展和升級性。水資源的日益短缺、水污染問題的日益凸顯，使得人們對污水處理的需要越來越廣泛、要求也越來越高，系統可以通過擴展和升級控制系統，從而快速、低成本的實現工藝的優化、系統性能的提高。因而，污水處理控制系統的可擴展性和易升級性，就成為了污水處理系統可持續發展的前提。
針對仙女河污水處理廠的具體情況，其全廠控制系統全部選擇的是西門子過程控制技術，電磁流量計、壓力變送器、溫度變送器和超聲波液位計等均采用的是西門子PI過程儀表；一期和二期的自控及儀表工程均是與上海西門子工業自動化有限公司（SIAS）簽訂的交鑰匙總包合同，一期工程自控系統采用SIMATICPLC及WinCC；二期工程采用SIMATICPCS 7DCS控制系統。
談到對西門子過程控制技術的執著，仙女河污水處理廠中控室孫科長說道：“不僅僅是為了保證系統的連續性和兼容性，更重要的是我們已經從實踐中驗證了西門子系統的可靠性和穩定性。” 而且，由于西門子PCS 7 DCS控制系統的成功應用，在現場設備運轉正常的情況下，仙女河污水處理廠二期就可實現無人值守的運行模式。

一、二期工程實施方案

全廠過程控制系統（圖3）由工程師站、操作員站、I/O卡、各類機柜和OPC服務器等設備組成，全廠I/O總點數10000多點，一期6000多點，二期5000多點。全廠過程控制系統利用Siemens SimaticDAT@Monitor技術實現了將生產控制信息向管理層網絡的發布。同時，利用OPC及SDH通訊技術將關鍵的污水水質指標如進出水的流量、pH、COD、SS等指標及全廠的生產過程數據傳輸到集團的數據監控中心進行遠程監控。
其中，一期工程自控系統采用S7-300和S7-400 PLC及WinCC 5.0，整體結構采用WinCC C/S結構，在污水提升泵房及生物濾池配置了三個現場控制子站，三個現場控制子站采用西門子10/100Mbit/s工業以太網聯接。

二期工程采用SIMATIC PCS 7控制系統。該系統分布于中央控制室（圖4）和兩個現場控制子站, 通過開放式的工業實時網絡——100M 光纖冗余工業以太網, 將中央控制室內的工程師站、操作員站、數據服務器和現場控制站連接起來,使系統數據可在骨干網上高速傳輸, 實現數據共享。現場控制站的 SIMATIC S7-400 PLC通過 Profibus-DP 現場總線與分散型 ET200M I/O站及現場閥門、水泵等設備相連接, 實現了現場控制站、中央處理站和分散的現場設備 (I/O、儀表、閥門等)的循環數據通信, 實時采樣現場數據, 并對生產過程進行控制。

升級改造的“沈陽速度”

2009年年末和2010年年初，為了深化節能減排，提升系統過程控制能力，沈陽振興環保產業集團對其旗下的五個污水處理廠（包括新城子（圖5）和東陵白塔兩個新建污水處理廠，以及仙女河污水處理廠在內的三個老污水處理廠）進行了全面的過程控制系統的升級改造工程。