现场总线技术在沈阳仙女河污水处理中的应用

无人值守。污水处理过程中，会产生大量硫化氢气体。若人体不慎吸入硫化氢气体，便会发生急性硫化氢中毒事故，甚至引起死亡。面对不能回避的风险，除了增加相应的防护措施之外，更重要的是尽可能的实现系统的无人值守运行。
扩展和升级性。水资源的日益短缺、水污染问题的日益凸显，使得人们对污水处理的需要越来越广泛、要求也越来越高，系统可以通过扩展和升级控制系统，从而快速、低成本的实现工艺的优化、系统性能的提高。因而，污水处理控制系统的可扩展性和易升级性，就成为了污水处理系统可持续发展的前提。
针对仙女河污水处理厂的具体情况，其全厂控制系统全部选择的是西门子过程控制技术，电磁流量计、压力变送器、温度变送器和超声波液位计等均采用的是西门子PI过程仪表；一期和二期的自控及仪表工程均是与上海西门子工业自动化有限公司（SIAS）签订的交钥匙总包合同，一期工程自控系统采用SIMATICPLC及WinCC；二期工程采用SIMATICPCS 7DCS控制系统。
谈到对西门子过程控制技术的执着，仙女河污水处理厂中控室孙科长说道：“不仅仅是为了保证系统的连续性和兼容性，更重要的是我们已经从实践中验证了西门子系统的可靠性和稳定性。” 而且，由于西门子PCS 7 DCS控制系统的成功应用，在现场设备运转正常的情况下，仙女河污水处理厂二期就可实现无人值守的运行模式。

一、二期工程实施方案

全厂过程控制系统（图3）由工程师站、操作员站、I/O卡、各类机柜和OPC服务器等设备组成，全厂I/O总点数10000多点，一期6000多点，二期5000多点。全厂过程控制系统利用Siemens SimaticDAT@Monitor技术实现了将生产控制信息向管理层网络的发布。同时，利用OPC及SDH通讯技术将关键的污水水质指标如进出水的流量、pH、COD、SS等指标及全厂的生产过程数据传输到集团的数据监控中心进行远程监控。
其中，一期工程自控系统采用S7-300和S7-400 PLC及WinCC 5.0，整体结构采用WinCC C/S结构，在污水提升泵房及生物滤池配置了三个现场控制子站，三个现场控制子站采用西门子10/100Mbit/s工业以太网联接。

二期工程采用SIMATIC PCS 7控制系统。该系统分布于中央控制室（图4）和两个现场控制子站, 通过开放式的工业实时网络——100M 光纤冗余工业以太网, 将中央控制室内的工程师站、操作员站、数据服务器和现场控制站连接起来,使系统数据可在骨干网上高速传输, 实现数据共享。现场控制站的 SIMATIC S7-400 PLC通过 Profibus-DP 现场总线与分散型 ET200M I/O站及现场阀门、水泵等设备相连接, 实现了现场控制站、中央处理站和分散的现场设备 (I/O、仪表、阀门等)的循环数据通信, 实时采样现场数据, 并对生产过程进行控制。

升级改造的“沈阳速度”

2009年年末和2010年年初，为了深化节能减排，提升系统过程控制能力，沈阳振兴环保产业集团对其旗下的五个污水处理厂（包括新城子（图5）和东陵白塔两个新建污水处理厂，以及仙女河污水处理厂在内的三个老污水处理厂）进行了全面的过程控制系统的升级改造工程。