松原市江南污水處理廠是國家松花江環境保護重點工程，該項目由日本政府貸款，設計日處理污水能力10萬噸，在2006年建成并投入運行。
　　
該廠污水處理方案使用SBR污水處理技術，相對來說該工藝對主要設備自動控制的要求較高，所以自動控制系統使用了日本歐姆龍公司生產的CS1D PLC（CPU熱后備的可編程控制器），并選用了Controller Link光纖環網構建該廠污水處理方案的自動控制系統。
　　
自控系統構成
　　
松原市污水處理廠污水自動控制系統由中央控制室監控及各分站、子站監控組成的兩級監控部分和現場控制站（PLC1～PLC3）、控制子站（PLC4～PLC9）組成，控制子站的現場操作設備為10.4”觸摸屏。
　　
本系統集自動控制、數據采集功能為一體，較好地完成了整個污水處理過程的自動控制、工藝流程動態顯示、設備運行狀態的實時監測、記錄和故障報警。




中央控制室配置的四個操作站（二級監控部分）、各分站、子站操作站（一級監控部分）、各現場控制站通過安裝在操作站和控制站內的Controller Link通訊單元與工廠Controller Link冗余光纖環網建立可靠的工業局域網絡通訊。
　　
除Controller Link通訊方案外系統還建立了：

　　■遠程中途提升泵站和中控室的無線通訊方案，在中控室即可實現6km外的中途提升泵站的生產監控。
　　■鼓風機站PLC主站和鼓風機監控分站PLC的date link 數據映射用于建立PLC之間的數據通訊。
　　■鼓風機站PLC主站和第三方設備CAN總線數據采集服務器的協議宏通訊（建立Modbus協議的通訊序列），實現中控室對變配電間高壓控制保護設備及工廠變電運行的運行監控。
　　
系統重要的監控運行目標的實現
　　
SBR工藝是污水處理的新技術。近年來自動控制技術、在線分析儀表的快速發展為污水生物曝氣處理的自動化提供了可靠的基礎。本系統采用以PLC為核心的工藝過程自動監控系統,通過控制鼓風機、水泵、電動閥等設備對反應段時間、曝氣時間、曝氣強度等工藝參數進行控制，使水質達到國家規定的排放標準。
　　
SBR污水處理自動控制過程特點是變量多（如液位，水質成份，溫度、壓力、流量）、任務多（如污水輸送、風量控制、反沖水量控制、水泵的啟停等）、設備多（如格柵機、水泵、鼓風機、閥門、污泥處理設備等），而且是具有隨機性、時變性和耦合性的復雜控制系統，本文僅對其主要監控任務作出簡要敘述：

　　■運用歐姆龍公司CS1 PLC軟件的堆棧技術使粗格柵站和其他類似控制要求的14臺潛水泵的控制達到國內外先進水平，既用自動控制去實現操作員根據操作規程要求作手動操作時的正確操作，其自動控制過程和操作員在現場操作時無誤操作的過程一致并且及時，實現了根據對液位、設備狀況、設備運行記錄等因素進行綜合分析之后的智能自動判斷并以此作出的隨動的自動控制決策。
　　
控制效果大體可描述為：根據液位的高低決定啟動泵的數量，增加啟動泵的數量時要做到哪臺無故障的泵休息的時間長就自動啟動哪臺泵，需要減少啟動泵的數量時要做到哪臺泵運行的時間長就自動停哪臺泵，當運行的泵出現故障時將停止該泵的運行，其他無故障的泵將根據前述原則自動補足缺少的運行泵數量，當因故障原因停止的泵恢復正常時將自動進入準備啟動隊列。

該潛水泵控制方案在松原污水處理的各個環節得到了廣泛的使用使該監控環節完全達到了可以取消現場一級監控的運行效果，極大的提高了設備運行質量，保證了設備的連續長周期正常運行，提高了設備使用壽命，解決了工廠操作人員不足的問題。

　　■SBR工藝的聯鎖和溶解氧濃度的反饋控制
　　
控制方案主要依據生產工藝提供的控制要求；SBR工藝的控制大體可以分為三個方面的內容：一是生物濃度控制，即根據在線測得的水質參數與設定參數形成的閉環控制；二是反應時間控制，即根據SBR工藝的各個階段所需要的時間進行的自動控制；三是流量程序控制，即根據污水流量的變化來調整各個階段所需時間的自動控制。
　　
生物濃度控制的基本原則是動態的控制SBR工藝的反應時間，使其中的有機物濃度（COD）達到允許的排放標準后就立即停止曝氣。目前，受檢測技術的影響，在線測定有機物濃度（COD）的實時性效果較差，基本不能實現反饋控制的實時性要求。
　　
但是，在一定的SBR工藝條件下，反應池中的COD濃度與SBR池中的溶解氧變化速率有著直接的關系。因此可以通過測定溶解氧的變化來監測有機物濃度的變化，實現反應過程的反饋自動控制。
　　
SBR池溶解氧濃度的反饋控制控制方案是在SBR工藝的暴氣過程中，將溶解氧傳感器檢測到的SBR池溶解氧濃度信號和工藝工程師制定的暴氣階段SBR池溶解氧濃度的給定值作實時動態比較，然后按比例、積分、微分（PID）的控制方案去控制空氣電動調節閥的開度既控制由鼓風機給出的空氣流量，閉環的PID控制方案較好的保證了暴氣階段SBR池溶解氧濃度的要求，提高了工廠污水處理的能力和處理質量。
　　
與時間相關的控制程序是根據對SBR反應池的五個運行階段所需要的時間進行的自動控制。如SBR反應池的進水時間、攪拌時間、曝氣時間、靜沉時間、潷水時間及等待時間都可由操作員在上位機給定。SBR反應池的各段工藝過程的執行時間均嚴格按規定的時間順序進行，通過電氣操作臺上的手動/自動轉換開關可以改變主要電器設備的操作狀態。
　　
該廠污水處理過程大體可分為四套SBR的輪流進水（含攪拌）、暴氣、靜沉、潷水等幾個過程，每套SBR工藝設備主要由鼓風機、攪拌器、電動調節閥、潷水器等主要設備組成，其中潷水器為電動機械受控設備，受多種原因影響其控制的可靠性顯得重要，而生物凈化過程中的污水溶解氧濃度控制對提高SBR工藝的運行效率、工藝的污水處理能力和質量、保護有用微生物的生存環境起著置關重要的作用，所以SBR工藝的自動控制關鍵是作好上述兩個環節。

　　■系統還實現了中控室對工廠變配電設備的遠程集中監控
　　
系統通過使用歐姆龍公司的串行通訊單元，利用協議宏的組態編程方法實現了中控室計算機操作站通過Controller Link光纖環網對安裝在工廠變電間的CAN總線數據采集服務器的遠程通訊，實現了重要的工廠變配電數據（高壓控制保護器數據）的采集，其中包括模擬量（包括三相電流、電壓、各功率參數、工廠用電累計量等）、開關量（包括各種開關狀態、設備運行狀態、故障狀態）共計400點并在中心控制室操作站上通過操作畫面進行實時顯示、記錄、報警，其記錄報表可用于故障的事后分析，為工廠供電環節的安全管理提供了可靠保證。
　　
現場控制站概述
　　
現場控制站PLC是直接控制和監測生產過程的單元，本系統廠區共有9個現場控制站，每個站設一臺可編程邏輯控制器，通過工業控制網Controller Link傳輸數據，每個現場站的監測和控制可以在現場站進行，也可以在中央控制室進行。現場控制站主要包括以下設備：可編程序邏輯控制器（PLC），可編程終端PT（觸摸屏），現場計算機操作站。
　　
本項目PLC設備采用日本OMRON公司最新一代可編程序控制器—CS1系列，PLC設備采用雙機冗余熱備CPU；輸入輸出模塊均具備光電隔離性能；支持所有模塊的熱插拔；
　　
PLC產品還具有中文資料豐富、備品備件方便，技術服務及時、國內有維修站等特點。
　　
結束語
　　
該廠自投產以來，以OMRON公司CS1系列PLC為核心的自動控制系統能夠長周期可靠運行，未發生過任何故障，特別應提到的是Controller Link光纖環網的運行故障記錄等于零，從未出現過如通訊超時、通訊報警等在一般工控局域網絡上常見的故障提示。