污水處理PLC控制系統(tǒng)在火電廠的應用

    火力發(fā)電廠工業(yè)廢水水量大，污水種類較多，水質差別較大，為了最大程度實現(xiàn)廢水的重復利用和節(jié)約廢水處理成本，火力發(fā)電廠工業(yè)廢污水處理控制系統(tǒng)一般實行清污分流處理。采用PLC將分散的工業(yè)設備組合起來形成智能工業(yè)網絡，實現(xiàn)了污水處理控制系統(tǒng)的精確控制、智能診斷和實時監(jiān)控。

1、現(xiàn)代化污水處理控制系統(tǒng)的基本要求：

（1）遠程采集與集中監(jiān)控 

     工業(yè)污水處理控制系統(tǒng)設備分布于不同的車間或區(qū)域，使得控制系統(tǒng)I/O點特別分散。為減輕工人勞動強度和實現(xiàn)無人值守自動化監(jiān)控，就需要控制系統(tǒng)能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程采集和設備的集中監(jiān)控。控制核心設備對現(xiàn)場設備進行本地或遠程的自動化控制系統(tǒng)，并對工藝流程進行全面、實時的監(jiān)控顯示，為生產、調度和管理提供必要的數(shù)據(jù)。

（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、邏輯運算，數(shù)據(jù)處理的要求。污水處理大部分是對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)應用領域。PLC不僅能夠采集開關量信號、完成邏輯控制，其強大的模塊化設計還可以擴展模擬量采集模塊、通信模塊完成不同數(shù)據(jù)的采集和保證數(shù)據(jù)的及時傳輸，另外PLC兼容性高、抗干擾能力強、功能擴展簡單，因此使PLC成為目前工業(yè)控制系統(tǒng)的首選控制器。

（3）自我診斷、報表生成、自我恢復等智能化功能

    通過對控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集進行分析處理，判斷系統(tǒng)運行情況，記錄系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)。當系統(tǒng)根據(jù)采集數(shù)據(jù)分析判斷設備故障時，控制器自動運行保護程序，發(fā)出聲光報警信號并生成報表。當技術人員排除現(xiàn)場設備故障后，控制器根據(jù)操作人員操作信號，自動恢復系統(tǒng)運行。目前先進的控制系統(tǒng)可以根據(jù)系統(tǒng)故障級別和分類，將故障信息分類發(fā)送到各個部門。 

（4）可靠、高速的傳輸介質 

    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。傳輸介質目前有屏蔽雙絞線、光纖、無線電臺、工業(yè)以太網等形式。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，通過傳輸介質一次性采集多組數(shù)據(jù)成為智能儀表的發(fā)展方向?？紤]本系統(tǒng)中各節(jié)點分散的特點，而且現(xiàn)場具有大變頻和大電機等干擾源，采用有線很難繞開這些干擾，所以采用無線通訊，考慮無線以太網的高頻特性，需投入較大做信號傳遞和覆蓋，故決定用無線低頻通訊方式，采用工業(yè)等級的支持工業(yè)通訊ASCII協(xié)議的無線模塊。

2、控制系統(tǒng)硬件設計 

    污水處理控制系統(tǒng)站環(huán)境惡劣，操作和維護人員在中控室完成對整個污水站監(jiān)控，并根據(jù)現(xiàn)場狀態(tài)及時維護。污水站控制系統(tǒng)由PLC、變頻器、壓力傳感器及上位機組成。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。控制系統(tǒng)主要完成數(shù)字、模擬信號采集，邏輯分析和控制，數(shù)字、模擬信號輸出，數(shù)據(jù)通信控制等功能。變頻器根據(jù)管網壓力結合自帶PID功能對電機進行調速，保持管網壓力恒定?？刂葡到y(tǒng)及污水處理狀態(tài)采集到PLC中，通過WINCC在工業(yè)計算機實時顯示。

3、控制系統(tǒng)軟件設計 

    程序的編制采用模塊化結構，針對污水處理的特點，把程序設計為電機控制子程序、參數(shù)采集程序、系統(tǒng)報警子程序和安全保護程序等。由于本系統(tǒng)設備比較集中，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將污水處理各個單獨的設備組成工業(yè)網絡。上位機采用組態(tài)軟件WinCC

4、污水站系統(tǒng)特點 

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

    （2）形象的監(jiān)控見面，強大的報表功能。工業(yè)控制計算機顯示污水處理工藝流程圖、設備運行情況、運行趨勢圖、故障報警畫面等。操作人員通過這些畫面可以全面的了解污水處理運行情況，方便對設備進行操作。大大降低操作人員工作強度。 

     基于PLC、變頻器、無線通訊等設備組成的污水處理工業(yè)網絡，很好的滿足了現(xiàn)代化污水處理需求。采用Siemens公司的S7-300系列控制器，通過串口通訊功能，根據(jù)現(xiàn)場的不便布線特點，采用工業(yè)無線通訊，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)遠程采集與集中監(jiān)控功能，大大降低了污水處理成本，目前該系統(tǒng)運行效果良好。

關于沈陽新華控制：

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