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廣州污水處理廠PLC控制系統(tǒng)

 

1、概況

污水處理廠水量大，污水種類(lèi)較多，水質(zhì)差別較大，為了較大程度實(shí)現(xiàn)廢水的重復(fù)利用和節(jié)約廢水處理成本，污水處理廠廢水處理系統(tǒng)一般實(shí)行清污分流處理。采用PLC將分散的工業(yè)設(shè)備組合起來(lái)形成智能工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了污水處理的精確控制、智能診斷和實(shí)時(shí)監(jiān)控。 

 

2. 現(xiàn)代化污水處理系統(tǒng)的基本要求 

2.1 遠(yuǎn)程采集與集中監(jiān)控 

工業(yè)污水處理設(shè)備分布于不同的車(chē)間或區(qū)域，使得控制系統(tǒng)I/O點(diǎn)特別分散。為減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度和實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守自動(dòng)化監(jiān)控，就需要控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集和設(shè)備的集中監(jiān)控。控制核心設(shè)備對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行本地或遠(yuǎn)程的自動(dòng)控制，并對(duì)工藝流程進(jìn)行全面、實(shí)時(shí)的監(jiān)控顯示，為生產(chǎn)、調(diào)度和管理提供必要的數(shù)據(jù)。 

 

2.2 控制核心高度集成化、模塊化 

控制系統(tǒng)高度集成化、模塊化，系統(tǒng)能夠滿足數(shù)據(jù)采集與傳輸、邏輯運(yùn)算，數(shù)據(jù)處理的要求。污水處理大部分是對(duì)輸水泵和配水泵的邏輯控制，閉環(huán)控制只用在出水壓力控制上，而邏輯控制是可編程序控制器PLC的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域。PLC不僅能夠采集開(kāi)關(guān)量信號(hào)、完成邏輯控制，其強(qiáng)大的模塊化設(shè)計(jì)還可以擴(kuò)展模擬量采集模塊、通信模塊完成不同數(shù)據(jù)的采集和保證數(shù)據(jù)的及時(shí)傳輸，另外PLC兼容性高、抗干擾能力強(qiáng)、功能擴(kuò)展簡(jiǎn)單，因此使PLC成為目前工業(yè)控制系統(tǒng)的首選控制器。 

 

 

2.3 自我診斷、報(bào)表生成、自我恢復(fù)等智能化功能  

通過(guò)對(duì)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集進(jìn)行分析處理，判斷系統(tǒng)運(yùn)行情況，記錄系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。當(dāng)系統(tǒng)根據(jù)采集數(shù)據(jù)分析判斷設(shè)備故障時(shí)，控制器自動(dòng)運(yùn)行保護(hù)程序，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)并生成報(bào)表。當(dāng)技術(shù)人員排除現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備故障后，控制器根據(jù)操作人員操作信號(hào)，自動(dòng)恢復(fù)系統(tǒng)運(yùn)行。目前先進(jìn)的控制系統(tǒng)可以根據(jù)系統(tǒng)故障級(jí)別和分類(lèi)，將故障信息分類(lèi)發(fā)送到各個(gè)部門(mén)。 

 

2.4 可靠、高速的傳輸介質(zhì) 

分布式智能控制系統(tǒng)的基本條件是具有可靠、高速的傳輸介質(zhì)。傳輸介質(zhì)目前有屏蔽雙絞線、光纖、無(wú)線電臺(tái)、工業(yè)以太網(wǎng)等形式。隨著各種儀表的智能化，大多數(shù)智能儀表都帶有通信接口和控制器連接，采用通信的方式，通過(guò)傳輸介質(zhì)一次性采集多組數(shù)據(jù)成為智能儀表的發(fā)展方向。考慮本系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)分散的特點(diǎn)，而且現(xiàn)場(chǎng)具有大變頻和大電機(jī)等干擾源，采用有線很難繞開(kāi)這些干擾，所以采用無(wú)線通訊，考慮無(wú)線以太網(wǎng)的高頻特性，需投入較大做信號(hào)傳遞和覆蓋，故決定用無(wú)線低頻通訊方式，采用工業(yè)等級(jí)的支持工業(yè)通訊ASCII協(xié)議的無(wú)線模塊。

 

 

3. 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 

污水處理站環(huán)境惡劣，操作和維護(hù)人員在中控室完成對(duì)整個(gè)污水站監(jiān)控，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)及時(shí)維護(hù)。污水站控制系統(tǒng)由PLC、變頻器、壓力傳感器及上位機(jī)組成。本系統(tǒng)的控制核心為SIEMENS S7-300，硬件主要由電源、CPU、數(shù)字量輸入輸出、模擬量輸入、通信單元等模塊組成?？刂葡到y(tǒng)主要完成數(shù)字、模擬信號(hào)采集，邏輯分析和控制，數(shù)字、模擬信號(hào)輸出，數(shù)據(jù)通信控制等功能。變頻器根據(jù)管網(wǎng)壓力結(jié)合自帶PID功能對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，保持管網(wǎng)壓力恒定?？刂葡到y(tǒng)及污水處理狀態(tài)采集到PLC中，通過(guò)WINCC在工業(yè)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)顯示。 

 

4. 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 

程序的編制采用模塊化結(jié)構(gòu)，針對(duì)污水處理的特點(diǎn)，把程序設(shè)計(jì)為電機(jī)控制子程序、參數(shù)采集程序、系統(tǒng)報(bào)警子程序和安全保護(hù)程序等。由于本系統(tǒng)設(shè)備比較集中，主控制采用SIEMENS公司S7-300控制器，因此系統(tǒng)采用SIEMENS通信模塊CP340將污水處理各個(gè)單獨(dú)的設(shè)備組成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。上位機(jī)采用組態(tài)軟件WinCC.

 

 

5. 污水站系統(tǒng)特點(diǎn) 

（1）可靠的控制策略。遠(yuǎn)程自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程手動(dòng)控制、就地控制三種控制方式保證系統(tǒng)安全啟停。變頻器、電機(jī)等設(shè)備都具有獨(dú)立的控制且能夠相互備用，即可以在自動(dòng)方式下實(shí)現(xiàn)任意組合的連鎖控制，又能在手動(dòng)方式下獨(dú)立控制。 

（2）形象的監(jiān)控見(jiàn)面，強(qiáng)大的報(bào)表功能。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)顯示污水處理工藝流程圖、設(shè)備運(yùn)行情況、運(yùn)行趨勢(shì)圖、故障報(bào)警畫(huà)面等。操作人員通過(guò)這些畫(huà)面可以全面的了解污水處理運(yùn)行情況，方便對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作。大大降低操作人員工作強(qiáng)度。 

 

6. 康卓污水處理PLC控制系統(tǒng)

康卓科技污水處理自控系統(tǒng)基于PLC、變頻器、無(wú)線通訊等設(shè)備組成的污水處理工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，很好的滿足了現(xiàn)代化污水處理需求。采用Siemens公司的S7-200/300系列控制器，通過(guò)串口通訊功能，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的不便布線特點(diǎn)，采用工業(yè)無(wú)線通訊，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集與集中監(jiān)控功能，大大降低了污水處理成本，目前該系統(tǒng)運(yùn)行效果良好。