隨著污水處理行業(yè)朝著智能化、高效化方向發(fā)展，傳統(tǒng)集中式 IO 控制系統(tǒng)在復(fù)雜污水處理場(chǎng)景中逐漸顯現(xiàn)出布線繁瑣、擴(kuò)展性差、維護(hù)成本高等問題。MR30 分布式 IO 模塊憑借其靈活的分布式架構(gòu)、穩(wěn)定的通信性能以及強(qiáng)大的環(huán)境適應(yīng)性，在污水處理工藝中實(shí)現(xiàn)了對(duì)各類傳感器、執(zhí)行器的數(shù)據(jù)采集與控制指令下發(fā)，有效解決了傳統(tǒng)系統(tǒng)的痛點(diǎn)。

工藝介紹

本次應(yīng)用案例的對(duì)象為某城市二級(jí)污水處理廠，設(shè)計(jì)日處理污水量為 10 萬立方米，主要采用 “預(yù)處理 + A2/O 生物處理 + 深度處理” 的工藝路線，具體流程如下：

預(yù)處理階段：污水首先進(jìn)入格柵間，通過粗、細(xì)格柵攔截水中的懸浮物、漂浮物等雜質(zhì)，隨后進(jìn)入沉砂池，利用重力分離原理去除污水中的砂粒，避免后續(xù)設(shè)備磨損。該階段需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)格柵前后液位差、沉砂池?cái)嚢?a target="_blank">電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)以及砂水分離器的工作參數(shù)。

A2/O 生物處理階段：預(yù)處理后的污水進(jìn)入?yún)捬醭?、缺氧池和好氧池，通過微生物的代謝作用去除水中的有機(jī)物、氮和磷。在厭氧池，聚磷菌釋放磷；缺氧池內(nèi)，反硝化菌將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)?；好氧池則實(shí)現(xiàn)有機(jī)物降解、硝化反應(yīng)以及聚磷菌過量吸磷。此階段關(guān)鍵監(jiān)測(cè)與控制參數(shù)包括各池體的溶解氧（DO）濃度、pH 值、污泥濃度（MLSS）、回流污泥量以及曝氣設(shè)備的運(yùn)行功率。

深度處理階段：經(jīng)過生物處理的污水進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥水分離，上清液進(jìn)入濾池進(jìn)一步去除殘留的懸浮物和膠體物質(zhì)，最后通過消毒池（采用紫外線消毒）殺滅水中的病原微生物，達(dá)標(biāo)后排放或回用。該階段需監(jiān)測(cè)濾池進(jìn)出口壓力、消毒池紫外線強(qiáng)度、出水水質(zhì)（COD、氨氮、總磷等）等參數(shù)。

MR30分布式IO模塊應(yīng)用方式

針對(duì)該污水處理廠的工藝特點(diǎn)和傳統(tǒng)系統(tǒng)的弊端，項(xiàng)目引入 mr30 分布式 IO 模塊，構(gòu)建了基于 “中央控制器 + mr30 分布式 IO” 的分布式控制系統(tǒng)，具體應(yīng)用方式如下：

所有MR30分布式 IO 模塊通過工業(yè)以太網(wǎng)（Profinet 協(xié)議）與西門子 1500PLC進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸與控制指令的下發(fā)。

數(shù)據(jù)采集：MR30分布式 IO 模塊具備豐富的信號(hào)采集接口，支持 DI（數(shù)字量輸入）、DO（數(shù)字量輸出）、AI（模擬量輸入）、AO（模擬量輸出）以及 RS485 通信等多種信號(hào)類型，能夠全面覆蓋污水處理工藝中的各類監(jiān)測(cè)需求：

對(duì)于格柵液位差、溶解氧、pH 值等模擬量信號(hào)，通過 AI 通道采集，模塊將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后傳輸至 PLC，PLC 根據(jù)預(yù)設(shè)閾值判斷工藝狀態(tài)是否正常。

對(duì)于電機(jī)啟停狀態(tài)、閥門開關(guān)狀態(tài)等數(shù)字量信號(hào)，通過 DI 通道采集，實(shí)時(shí)反饋設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，便于操作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障。

對(duì)于出水水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)儀表的數(shù)字信號(hào)，通過 RS485 接口直接采集，避免了額外加裝信號(hào)轉(zhuǎn)換器的成本，同時(shí)保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。

對(duì)于曝氣閥開度調(diào)節(jié)、回流污泥量控制等需要連續(xù)調(diào)節(jié)的參數(shù)，通過 AO 通道輸出 4-20mA 控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制。

對(duì)于格柵電機(jī)、反沖洗泵等設(shè)備的啟停控制，通過 DO 通道輸出開關(guān)信號(hào)，控制設(shè)備運(yùn)行。同時(shí)，MR30分布式模塊通過 DI 通道采集設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)反饋信號(hào)，形成閉環(huán)控制，確?？刂浦噶畹挠行?zhí)行。

MR30 分布式IO模塊支持熱插拔，支持MRP冗余，從而有效提升系統(tǒng)的可靠性。

預(yù)期收益

通過在該污水處理廠應(yīng)用MR30分布式IO模塊，項(xiàng)目在運(yùn)行效率、成本控制、系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面取得了顯著收益。

MR30分布式 IO 模塊實(shí)現(xiàn)了對(duì)污水處理工藝各環(huán)節(jié)參數(shù)的實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)采集與控制，從而提升污水處理效率與水質(zhì)穩(wěn)定性；MR30分布式 IO 的分布式架構(gòu)減少了電纜的使用量，該項(xiàng)目電纜用量較傳統(tǒng)集中式 IO 系統(tǒng)減少 60%；污水處理廠后期可能面臨處理量增加或工藝升級(jí)的需求，MR30 分布式IO 模塊的模塊化設(shè)計(jì)使其具備良好的擴(kuò)展性，擴(kuò)展成本低、周期短，滿足了系統(tǒng)長(zhǎng)期發(fā)展的需求。