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1.引言:
隨sui著zhe杭hang州zhou市shi蕭xiao山shan區qu經jing濟ji的de高gao速su發fa展zhan和he城cheng市shi人ren口kou的de不bu斷duan增zeng加jia,汙wu水shui處chu理li行xing業ye得de到dao了le快kuai速su發fa展zhan,汙wu水shui處chu理li廠chang的de自zi動dong控kong製zhi係xi統tong越yue來lai越yue成cheng為wei汙wu水shui處chu理li穩wen定ding運yun行xing的de關guan鍵jian。針zhen對dui汙wu水shui處chu理li廠chang自zi動dong控kong製zhi係xi統tong及ji汙wu水shui工gong藝yi設she備bei的de安an全quan運yun行xing的de重zhong要yao性xing,提ti出chuPLC和組態軟件技術在汙水處理項目的應用的經驗。並以實際係統為例,說明自動控製係統的組成及實現。
2.係統介紹:
2.1係統結構: 為(wei)了(le)保(bao)證(zheng),汙(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠(chang)的(de)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing),設(she)計(ji)中(zhong)采(cai)用(yong)了(le)四(si)級(ji)控(kong)製(zhi)和(he)管(guan)理(li)方(fang)案(an)對(dui)整(zheng)套(tao)汙(wu)水(shui)處(chu)理(li)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)監(jian)控(kong),管(guan)理(li)層(ceng)可(ke)實(shi)時(shi)監(jian)測(ce)汙(wu)水(shui)處(chu)理(li)的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)況(kuang),便(bian)於(yu)管(guan)理(li)層(ceng)做(zuo)出(chu)正(zheng)確(que)的(de)規(gui)劃(hua)。監(jian)控(kong)層(ceng)選(xuan)用(yong)兩(liang)台(tai)工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)計(ji)算(suan)機(ji)進(jin)行(xing)冗(rong)餘(yu),實(shi)時(shi)觀(guan)察(cha)設(she)備(bei)的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)況(kuang)。控(kong)製(zhi)層(ceng)選(xuan)用(yong)西(xi)門(men)子(zi)公(gong)司(si)PLC(S7400+S7300+S7200)做為控製器,充分顯示了“集中監測,分散控製”的原則。設備層采用了運行記錄儀、超聲波流量計、COD在線測試儀、PH(工業酸度)在線測試儀、變頻控製器等,並配備相應的軟件,確保可靠、有效的運行。
2.2係統網絡拓撲圖:

2.3係統構成
上位機監控軟件采用北京力控ForceControl V6.0組態軟件(網絡版),監控組態軟件提供一個人機交互界麵,使操作人員可以通過CRTzhiguandelejiexianchanggegongyicanshujiguzhangbaojing,genjushengchanxuyaofachuxiangyingdekongzhizhiling。lingwaishiyongshujucunchufuwuqijilulishishuju,weitigaoshengchanxiaolvzhidingxindeshengchanfangantigongkekaodeyiju。kongzhihexincaiyongximenziPLC,其特點是體積小、功能多、可靠性高。編程後的PLC能夠按照內部程序對係統進行實時監控,程序啟停現場設備。
由於現場監控點多、布局分散,且各工序工藝獨立,為簡化電纜鋪設、降低係統成本、提高係統穩定性,采用四台PLC組建了PROFIBUS網絡對生產工藝進行監控。其中PLC控製均質調節池、再生池、沉澱池、水解池、好氧池、二沉池、汙泥脫水、消毒、一級處理的所有設備及傳感器。PLC間數據通過總線進行數據交換,實現數據共享。
操作人員通過力控ForceControl V6.0組態軟件向PLC發出相應的控製指令後,由PLC對現場進行直接控製。此時即便上位機出現故障(如死機、掉電等),也不會影響係統的正常工作,這樣做大大提高了係統的安全穩定性。工藝流程圖如下:

2.4測控方式:
汙水處理過程的共同特點是開關量多,模擬量少,以邏輯控製為主,閉環控製為輔。整套汙水處理流程有多個監控點,包括液位、PH值、溶氧、濁度、頻率、泵運行狀態等。每個PLC均由電源、處理器、接口、輸入輸出模塊和通訊模塊組成,他們之間通過總線連接,每個PLC均采用相同的編程方法,有利於程序的編寫和擴展。各模擬量參數通過相應的變送器輸出4~20mA的標準信號,通過屏蔽電纜接至PLC的AI模塊。各模擬量輸出控製信號是以4~20mA的標準信號,從PLC的AO模塊通過屏蔽電纜接至相應設備。這些設備包括變頻器、啟閉閥門。數字輸入信號為24V直流電信號,通過電纜接至PLC的DI模塊。數字輸出控製信號為24V直流電信號,從PLC的DO模塊通過電纜接至現場設備。每台現場設備原則在其相應現地箱上輸出有三個狀態信號:故障、運行/停止、手動/自動;和一個啟動信號。為了使現場與PLC完全隔離,PLC所有數字量模塊與現地箱中間必須加輔助繼電器。所有輸出信號(包括模擬量和數字量)由PLC內部程序或上位機指令控製。
2.5軟件設計:
上位機軟件采用力控ForceControl V6.0組態軟件為開發平台,它的實時數據庫功能、OPC Server功能、人機界麵功能、冗餘功能、圖形功能、報表打印等功能於一身,包含動態顯示、報警、控件、趨勢、網絡通訊等組件。整套係統建設有多幅實時監控畫麵,包括係統總貌、混合池、爆氣池、沉澱池、穩定池、汙泥脫水係統、剩餘汙泥泵站、汙泥儲池、預處理、一yi級ji處chu理li。其qi通tong過guo指zhi示shi燈deng表biao明ming設she備bei的de運yun行xing狀zhuang態tai。在zai電dian機ji運yun行xing方fang式shi為wei手shou動dong時shi,將jiang畫hua麵mian切qie成cheng自zi動dong時shi,用yong鼠shu標biao點dian擊ji畫hua麵mian下xia電dian機ji啟qi動dong按an鈕niu可ke遠yuan程cheng啟qi動dong現xian場chang設she備bei。傳chuan感gan器qi的de瞬shun時shi值zhi依yi據ju實shi際ji安an裝zhuang位wei置zhi被bei分fen別bie標biao注zhu到dao不bu同tong的de分fen布bu工gong藝yi流liu程cheng圖tu中zhong,其qi實shi時shi數shu據ju和he曆li史shi數shu據ju被bei做zuo成cheng相xiang應ying分fen布bu圖tu的de子zi畫hua麵mian。整zheng個ge軟ruan件jian界jie麵mian使shi用yongWindows控件,呈樹狀排列,查閱、caozuojianbian。shujukushishangweijijiankongruanjiandehexinsuozai,yincibixuyijushijixuyaoshouxianjiangqijianshehao,ranhoujianggegongnengmokuaijinxingqiadangdezuhe。shijibianchengguochengzhongzaidingyibianliangshi,jilukeshedingweibujilu、數(shu)據(ju)變(bian)化(hua)時(shi)記(ji)錄(lu)和(he)定(ding)時(shi)記(ji)錄(lu),要(yao)根(gen)據(ju)實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang)選(xuan)擇(ze)相(xiang)應(ying)的(de)設(she)置(zhi),從(cong)而(er)節(jie)省(sheng)存(cun)儲(chu)空(kong)間(jian)。報(bao)表(biao)分(fen)為(wei)實(shi)時(shi)報(bao)表(biao)和(he)曆(li)史(shi)報(bao)表(biao),方(fang)便(bian)用(yong)戶(hu)進(jin)行(xing)管(guan)理(li)。
3.結束語:
該汙水處理廠的自動控製係統實現了實時監控、故障報警、曆史數據的存儲和查詢、報表的顯示和打印等多項功能,且用戶界麵操作良好,易於學習。係統具有良好的通用性、可擴展性和可維護性。由於其具有設計簡單、投資少、控製效果好、易維護等優點,,大大降低了工人的勞動強度,提高了管理水平,達到了設計要求。很適合中小型汙水處理廠采用。
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