『壹』 污水處理信息綜合管理系統設計方案
污水處理是消除污染、化害為利、造福於民的產業。污水處理廠的生產和管理數據量大，數據之間關系復雜，如果不根據污水處理實際情況採用信息化管理，將很難保證生產合理運行，更無法提高污水處理的勞動生產率，降低污水處理成本，滿足我國經濟快速發展的需要。污水處理信息綜合管理系統設計方案充分利用計算機網路優勢，將管理與生產處理緊密聯系起來，分析、整理生產和管理數據，提高整體工作效率。
一、系統目標
系統目標包括：（1）建立企業各部門工作站的網路結構，組成企業網路信息系統。（2）建立污水處理廠信息管理，實現企業資源基櫻的合理化應用，建立企業年度計劃，平衡物料計劃及產能計劃，對月生產計劃進行動態跟蹤；監督和控制工藝運行及建立企業財務電算化，對企業的人力、設備、物料、生產方法這四個企業基本要素進行綜合平衡管理，為企業的生產、經營決策提供准確的依據。（3）提供信息綜合查詢系統，為決策層提供分析和解決依據。（4）建立污水處理行業的技術檔案資料庫。（5）實現水質監測分析。（6）實現廠務信息管理。（7）實現企業信息資源及設備資源共享。（8）建立企業辦公自動化系統。（9）建立與外部企業的信息溝通平台，逐步滿足企業的電子商務需求。
二、信息管理系統目標設定
信息管理系統主要包括生產數據管理與分析、物料庫存管理、生產計劃、固定資產管理、設備管理、人力資源管理、質量管理、綜合查詢、檔案管理等子系統模塊。每個系統要達到的具體目標如下：（1）數據管理與分析。實時採集生產數據；通過生產數據分析當前的生產狀況；管理歷史生產數據。（2）物料庫存量管理。提褲舉高服務水平，保證按時、按量、按品種成套配備，經濟合理地滿足生產經營所需的各種物資的供應；提高庫存的管理水平，減少庫存資金的佔用，加快流動資金的周轉；降低物資消耗，減少產品成本，提高物資利用率。（3）生產計劃。指導各項生產經營活動順利進行，實現對整個生產經營活動的計劃與控制；用計算機處理計劃過程中的大量信息，使計劃有良好的應變能力；協調可用資源與資源需求之間的差距，即實現資源優化配置管理；合理安排製造資源，高效低耗地組織生產；實現通過網路查詢相關生產計劃。（4）固定資產管理。主要處理固定資產的增減變動核算、折舊計提以及登記固定資產等業務；可以根據需要任意設置固定資產項目。（5）設備管理。對設備情況進行監控，建立設備檔案管理。（6）人力資源管理。（7）綜合查詢。對各個子系統的數據進行查詢；對不同的用戶賦予不同的查詢許可權。（8）檔案管理。類目管理，文書檔案管理，科技檔案管理；對所有檔案根據年度、分類號與保存搏純叢期限等組卷信息進行修改、追加、刪除、插入、分類、序號調整等。
三、系統規劃方案
（一）系統設計原則
（1）系統的標准化和規范化。系統的標准化和規范化是信息系統建設的關鍵一步，要實現信息共享，必須規范信息技術標准。（2）系統的實用性、穩定性和可靠性。系統建設要以滿足工作的業務需求為首要目標，建設方案以實際可接受能力為尺度，避免盲目追求新技術。系統中的軟硬體及信息資源要滿足可靠性設計要求，系統必須能長期安全運行，即系統的設計必須在成本可以接受的條件下，從系統結構、設計方案、設備選型、廠商的技術服務與維護響應能力、備件供應能力等方面考慮，使得系統故障發生的可能性盡可能少，對各種可能出現的緊急情況有應急的工作方案和對策。（3）系統的安全性。遵循有關信息安全標准，系統具有很強的安全防衛機制，應提供多方式、多層次、多渠道的安全保密措施，防止各種形式與途徑的非法侵入和機密信息泄露，保證系統信息的安全。（4）系統的靈活性和可擴充性。計算機技術發展迅速，日新月異，系統的設計要在保證軟體兼容的情況下，利用最小代價，使網路系統結構平滑過渡到新的網路結構體系，可以靈活擴充。系統應有較強的應變能力，實現程序與處理數據分離，處理數據的變化不需要修改應用程序軟體，如表格、數據結構的定義，既滿足上級的要求，又滿足用戶自己的特殊需要，用戶可以靈活定義和變化。
（二）網路結構
網路主要由企業內部網和信息發布系統兩部分組成。根據企業用戶信息管理系統的需求，在網路系統的設計中，採用目前先進成熟的快速乙太網技術，以最優的性能價格比實現整個網路系統的高性能和高可靠性。這樣，用戶在外地也可通過公眾網訪問本信息系統。網路設計的目標是：（1）系統採用星型網路結構，單機損壞對整個系統無影響；（2）採用高容錯技術，系統可以不間斷運行；（3）星型布線使站點不受限制，在站點增加、減少的情況下，系統不停機；（4）採用實用的客戶機/伺服器和瀏覽器/伺服器結構；（5）伺服器採用易於管理的Windows NT系統；（6）客戶端採用方便實用的Windows 98、2000和XP.
（三）Intranet/Web開放平台
Intranet是企業內部網路，它既可以獨立自成體系，也可以非常方便地通過接入方式成為Intranet的一部分。Intranet的技術基礎是Web技術，自它問世以來，很快發展成為兼有很多Intranet服務功能的集合體，其優點之一是它的協議和技術標準的公開性，不局限於任何硬體平台或操作系統，並可以同時支持多種機型和操作系統平台。Web採用的是HTTP超文本傳輸協議，使用的文檔格式是HTML.這種文檔格式保證了數據在各種平台、不同瀏覽器下的一致性。Web瀏覽器具有非常友好的用戶界面，任何人只需要移動滑鼠就可以在信息的海洋里漫遊，和現有的任何一種辦公自動化軟體相比，它都具有不可比擬的優勢。
（四）系統軟體
（1）操作系統Windows NT Server.該系統為各種組織的計算環境提供了一個完整的方案。從文件列印操作，到Intranet和Internet服務，關鍵任務的應用程序支持，所有的服務被嵌入操作系統。從基本點著手，Windows NT Server設計成為最具有集成性，完整性和便捷性的伺服器操作系統，並提供了對關鍵任務應用程序所必備的評測性，可靠性和管理性。（2）資料庫系統SQLServer 2000.SQL Server 2000是一個綜合的分布式管理框架結構，集中地管理組織機構中所有資料庫伺服器。通過增強的基於Windows的管理工具和強大的基於伺服器的作業日程安排，可以直觀地控制多個伺服器，並且實現分布式環境命令構成的遠程操作的自動執行。考慮到與Internet的集成，SQL Server還提供了高性能的Web頁面信息訪問機制。它的新組件Web Assistant能通過多種方式利用SQL數據推廣Web服務，允許在一個私有Intranet網或在世界范圍網（Internet）的Web上分發公司數據。（3）客戶端系統軟體。客戶端操作系統可採用Windows NT Workstation 4.0 或Windows 98中文版。
（五）系統安全策略
現代企業信息系統要求具有很強的安全監控能力，既能抵禦外部的侵擾，又能根據信息保密程度，對內部用戶進行許可權控制。MRP2採用系統整體安全策略，從用戶意識、網路系統、應用系統等各個方面來保證信息系統最大程度地安全運行。
（1）系統安全策略設計原則保證網路系統的安全是一個系統工程，單靠系統設計並不能完全解決問題，還需要網路系統管理人員和用戶的密切配合。所以，在考慮MRP2的安全策略時，應遵循以下原則：增強各級領導、系統管理人員和所有用戶的安全意識，制定系統安全管理規范，並監督執行，定期檢查；提供網路安全保護措施；提供應用系統安全保護措施。
（2）與Internet相聯的企業內部網（Intranet）一方面具有良好的開放性，資源共享、協議通用和互聯方便，但同時又帶來了嚴重的安全問題，我們在對外界開放企業內部網路時必須保護企業的機密信息不受競爭對手、黑客和不法分子的入侵。為此，必須解決網路級的安全控制問題。一般可從三方面來考慮。第一是系統安全。系統安全包括管理員的賬戶與密碼、資料庫存取許可權、E-mail等方面的問題。在操作系統和資料庫管理系統方面，各廠家已對安全問題作了充分的考慮，關鍵是用戶如何加強管理，如重要場合的出入、系統管理員的素質、賬戶管理策略等。第二是信息安全。主要是針對特別的信息進行加密。第三是網路安全。通常採用防火牆技術來保證。防火牆是一種將內部網與Intranet相隔離的方法。它能保證上內部網與外界通信的同進，減少來自外界病毒的侵擾。防火牆通常有兩種實現方式-基於包過濾的防火牆和基於代理的防火牆。大多數路由器都支持防火牆軟體，這種基於路由器的防火牆軟體適用於整個網路。
（3）系統級安全策略。第一是口令。口令識別是一種低成本、易實現的用戶識別技術，在信息系統內廣泛地使用。在口令識別機制中，信息系統給每個用戶分配一個用戶標識和一個用戶口令。用戶標識唯一確定一個用戶，是公開的；口令用於證實用戶，是保密的。用戶要注冊進入系統中，必須先向系統提交其用戶標識和口令，系統根據用戶技術標識判斷其是否為注冊用戶，再根據口令決定是否讓其注冊。第二是訪問許可權控制。訪問許可權控制技術是在保護資源安全的條件下實現資源共享，以訪問控製表的形式來規定用戶對文件、資料庫、設備等訪問許可權（讀、寫、存、刪除等）第三是充分利用Windows NT的安全策略。包括域用戶管理、伺服器鏡象和磁碟鏡象技術（保證數據的安全性）等。第四是代理（Proxy）安全策略。使用該策略可以防止沒有授權的用戶連接到企業內部網；與NT的用戶驗證相結合，使管理員能夠設置何人使用Intranet以及使用哪些服務；通過IP地址或域來防止對限制站點的訪問。第五是充分利用數據管理系統提供的安全策略。包括用戶驗證、對資料庫的訪問許可權設置等。
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『貳』 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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『叄』 全國城鎮污水處理管理信息系統月報表怎麼提交
1、登錄全國城鎮污水處理耐差管理信息系統，選擇月報表填寫頁面。
2、填寫相關指行行標數據，確保數據的准確性和完整性。
3、在填寫完成昌帶皮後，點擊提交按鈕，提交報表數據。
4、系統會彈出確認對話框，確認無誤後，點擊提交按鈕。
5、提交成功後，系統會提示提交成功，並提供提交成功的相關信息。
『肆』 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。