前言 水是關系到人類生存和社會發展的基本物質條件，是一種有限的、不可替代的寶貴資源，也是實現經濟社會可持續發展的重要保證。近年來，伴隨著我國經濟快速增長，珠江三角洲等城鎮密集地區的發展迎來了前所未有的機遇期，然而，工業化進展的同時也引發了供水緊張與水體污染等問題，甚至發生了嚴重的“生態危機”事件，國家為此付出了巨大的資源和環境代價，經濟發展與資源環境的矛盾日趨尖銳，亟待解決。 2009年1月，國務院頒布《珠江三角洲地區改革發展規劃綱要》，規劃指出，到2012年城鎮污水處理率要達到80％，城鎮生活垃圾無害化處理率達到85％，工業廢水排放達標率達到90％。根據廣東省“十一五”發展的規劃，在“十一五”期間廣東經濟欠發達地區——東西北地區要實現所有縣城都配備污水處理設施。 在此背景下，為了更好地完成污水處理目標，廣東省廣業資產經營有限公司下屬的環保集團——廣東省廣業環保產業集團公司（簡稱“廣業環保集團”）提出了把欠發達地區的污水處理項目設施，全部打包給有經濟條件、有資質的國有企業來承擔建設、運營這一思路并得到了政府的重視。之后，廣東省財廳率先提出創新機制方案，省財政安排25億元，由省屬企業牽頭籌集100億元，用于東西北地區污水設施建設。由此，在省政府的統一部署下，廣業環保集團承接了廣東省內經濟欠發達地區的一批污水處理廠項目，其中的51個規模（日處理能力）在1~8萬噸的項目由廣州東芝白云自動化系統有限公司（簡稱“東芝白云”）提供電氣及自動化集成系統的設計、工程安裝和保養服務，廣東省清遠市清新縣太平污水處理廠即為其中之一。
廣東省清遠市清新縣太平污水處理廠俯視圖 廣州東芝白云自動化系統有限公司簡介 廣州東芝白云自動化系統有限公司是廣州白云電器設備有限公司、株式會社 東芝、東芝（中國）有限公司共同投資設立的中外合資企業。據公司董事總經理筱崎功先生介紹，公司作為西門子授權的系統集成商，自2004年成立以來就把與水環境相關的自動化業務作為主營目標，運用東芝集團多年積累的制造、集成、運營管理的經驗，結合西門子先進的電氣自動化產品為客戶提供符合我國國情的全套解決方案。 廣州東芝白云自動化系統有限公司一角（左二為董事總經理筱崎功先生） 嚴峻考驗 2009年8月，廣州東芝白云自動化系統有限公司在得到廣業環保集團負責的廣東省東西北部污水處理廠自動化系統集成訂單后即面臨了前所未有的嚴峻挑戰。多達51個污水處理廠的龐大規模、對于出廠水質必須達標的嚴苛要求以及作為標準示范工程的重大影響都給東芝白云施加了前所未有的壓力與考驗。筱崎功先生在進行回顧時認為，本項目從公司自身提供的技術與管理等層面，可將面臨的挑戰總結為以下兩點： 1. 全廠控制系統的穩定性及易維護性 建設污水處理過程自動化控制系統的目的之一是對全廠設備的工作情況、水質液位等工藝參數以及其它現場數據進行監視和自動調控，防止污水處理過程運行在非正常的狀態之下，提高管理人員的事故處理能力和應變速度，并且可以通過各種自動報警手段和緊急處理程序把事故隱患消滅于萌芽之中，保障污水處理過程的安全可靠性和生產的連續性；另外一個主要目的是實現對污水處理過程的全方位自動控制，可以通過操作員工作站與全廠設備進行操作互動，控制現場設備的自動運行、停止和自動進行參數調節，實現生產現場和過程的無人值守管理。 另外，自動化控制系統還可以實現日常生產調度和管理的自動化，可以通過工作站自動統計日常生產報表、班組交接報告和日常事件記錄日志等文檔材料，可以自動記錄報警情況和生成歷史數據庫和歷史曲線，為生產狀況的分析提供方便。 因此污水處理控制系統的穩定運行及方便操作維護是評價系統優劣的重要條件，也是與污水處理廠日常生產運營息息相關的決定因素。加之廣東東西北部地區潮濕、多雷雨的自然條件，對暴露在室外的儀表、設備的抗外界環境干擾能力也提出了新的考驗。 2. 超短貨期、超大工程量 按照正常工程建設周期，設計實施一個污水處理廠的過程控制系統首先需要詳細分析污水處理被控對象的工藝過程及工作特點、根據統計的與PLC有關的輸入/輸出設備分配I/O點并進行外圍線路設計、再根據電器布置圖及安裝接線圖進行控制柜的設計與施工，同時涉及大量的PLC與監控軟件的組態開發工作，工程量之巨可想而知。本項目遇到的51個污水處理廠工程同時實施并要求在2個月內全部完成，對于所有的系統集成商而言都是一項“不可能完成的任務”。 積極應對 作為與世界知名企業東芝集團合資的公司，廣州東芝白云自動化系統有限公司完整地借鑒并引入了東芝集團先進的項目設計施工流程，從系統分析、基本設計、詳細設計、生產制造、質量檢查、廠內實驗、現場安裝、現場調試到最終交付投產，公司在每一個流程環節都一貫秉承標準化、系統化的原則，對每個工程細節都力求踏實做好、嚴格把關。在不斷認真總結過去的成功經驗的基礎上形成了一套統一規范的管理模式。正是這種高效嚴謹的流程管理與科學務實的工作作風為按時保質完成工程進度提供了先決條件。 從另一個側面來講，作為系統集成商，東芝白云提供的是一種適合水處理領域的應用平臺，在此基礎之上，將自己的工程經驗和對特定應用對象工藝要求的理解轉化為應用解決方案，并通過工程實踐，將供應商提供的應用平臺的價值進行個性化的提升。因此，在工程項目的實施過程中，東芝白云面臨著與自動化廠商、最終用戶（廠方）多方協調配合的工作?？紤]到與西門子公司長期以來彼此愉快的合作經歷及其強大的供貨支持、服務保障能力，東芝白云毫不猶豫地選擇了西門子的全集成自動化解決方案為廣業環保集團建設運營的廣東東西北部污水處理廠保駕護航。 實施方案 廣東省清遠市清新縣太平污水處理廠位于清新縣太平鎮工業園，一期設計規模為1萬噸/日，污水處理工藝采用A2/O 工藝。 工藝描述 A2/O 生物法為目前我國中小型污水處理廠廣泛應用的一種污水處理工藝。主要處理工段可分為污水處理和污泥處理兩個環節。污水處理段由粗格柵間、進水泵房、細格柵間、旋流沉砂池、微曝氧化溝、二沉池和消毒出水池組成。污泥處理段由回流污泥泵站、污泥脫水機房組成。 A2/O 污水處理工藝流程圖 控制系統設計 按照符合水廠總體管控和工藝特點的需求，全廠采用了以計算機加PLC和現場儀表的方式構成一個分布式控制系統，根據西門子公司全集成自動化（TIA，Totally Integrated Automation）的思想，可以將太平污水處理廠控制系統分為管理級和現場級兩個層次。