污水處理廠PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用

　　一、污水處理控制系統(tǒng)廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

　　污水處理控制系統(tǒng)廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和出水水質(zhì)，在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)應(yīng)遵循以下基本原則：

　　(1)技術(shù)成熟性原則：在設(shè)計(jì)中，既要考慮滿足設(shè)計(jì)的需要，又要注重采用成熟、先進(jìn)、便于日后維護(hù)的設(shè)備和技術(shù)。

　　(2)技術(shù)成熟性原則：在設(shè)計(jì)中，既要考慮滿足設(shè)計(jì)的需要，又要注重采用成熟、先進(jìn)、便于日后維護(hù)的設(shè)備和技術(shù)。

   (3)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性原則：注重現(xiàn)在及將來(lái)技術(shù)發(fā)展的需要，選用實(shí)用強(qiáng)、兼容性好、性價(jià)比高的方案和設(shè)備配置。

　　二、污水處理控制系統(tǒng)廠整體方案設(shè)計(jì)

　　污水處理控制系統(tǒng)廠的設(shè)備量大、信號(hào)類(lèi)型多、控制地點(diǎn)分散，采用以繼電器和各種控制開(kāi)關(guān)為主的就地控制方式，故障率高且控制精度低，很難實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控和統(tǒng)一管理。為了提高生產(chǎn)率，穩(wěn)定出水質(zhì)量，自動(dòng)化控制系統(tǒng)一般采用DCS方式，在中央控制室對(duì)整個(gè)下況進(jìn)行監(jiān)視并發(fā)布調(diào)試命令，各工序采用獨(dú)立原理進(jìn)行系統(tǒng)配置和運(yùn)行。自動(dòng)控制系統(tǒng)采用開(kāi)放式工業(yè)以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，通過(guò)中央控制室完成對(duì)MCCl、MCC2控制站的遠(yuǎn)程控制，對(duì)每個(gè)控制點(diǎn)提供3種控制方式,實(shí)現(xiàn)各個(gè)工藝單元的邏輯控制功能，并實(shí)現(xiàn)與MCC4的數(shù)據(jù)交換和監(jiān)測(cè)功能。

　　1、WINCC組態(tài)

　　中央控制室利用WINCC進(jìn)行上位機(jī)系統(tǒng)組態(tài)生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)PLC采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并實(shí)時(shí)顯示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行時(shí)間，故障報(bào)警處理，報(bào)表輸出等，實(shí)現(xiàn)全廠所有設(shè)備的監(jiān)控。本系統(tǒng)包括監(jiān)控主界而和多個(gè)控制站子界面，主界面包括全廠所有設(shè)備及管線，為了反映各設(shè)備的運(yùn)行情況并反映污水流動(dòng)工藝過(guò)程，分別制作了MCCl、MCC2、MCC4子界面，還有報(bào)表打印、交接班登錄界面等輔助界而。WINCC標(biāo)準(zhǔn)化的組態(tài)界而，人機(jī)接口能力強(qiáng)，易于掌握，方便設(shè)計(jì)、調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行。

　　2、PLC控制系統(tǒng)

　　根據(jù)工藝要求，PLC上電自檢無(wú)誤后，根據(jù)上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的信號(hào)來(lái)控制全廠設(shè)備的啟停、正反轉(zhuǎn)等動(dòng)作。PLC完成污水處理廠全部設(shè)備如進(jìn)水泵、粗格柵、皮帶輸送機(jī)等的數(shù)據(jù)采集，簡(jiǎn)單運(yùn)算處理后上傳給上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)電路發(fā)生斷路、短路或過(guò)載等時(shí)，PLC采集的數(shù)據(jù)就會(huì)超過(guò)設(shè)定的閾值，PLC將控制設(shè)備停止，同時(shí)給上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送報(bào)警信號(hào)。全部傳感器均采用在線儀表，變送器將采樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成4～20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，直接傳人SM331、332(模擬量輸入、輸出模塊)，經(jīng)模數(shù)變換成0～27648的數(shù)字量。開(kāi)關(guān)量的輸入輸出傳人SM321、322(數(shù)字量輸入、輸出模塊)。

　　2.1、污水處理控制系統(tǒng)的PLC配置

   污水處理控制系統(tǒng)構(gòu)成圖 PLC選型控制器。它有以下優(yōu)點(diǎn)：極高的可靠性、易于掌握、便捷的操作、豐富的內(nèi)置集成功能、實(shí)時(shí)特性、強(qiáng)勁的通訊能力、豐富的擴(kuò)張模塊主控PLC 進(jìn)水閥門(mén) 遠(yuǎn)程I/O 出水。

　　2.1.2模塊功能概述

　　1.CPU模塊

　　集成的24V負(fù)載電源可直接連接到傳感器和變送器執(zhí)行器CPU 221 222具有180mA輸出；CPU 224 CPU224XP CPU 226分別輸出280400mA。可用作負(fù)載電源。

 　2.I/O模塊

　　CPU 221具有6個(gè)輸入點(diǎn)和4個(gè)輸出點(diǎn)CPU 222具有8個(gè)輸入點(diǎn)和6個(gè)輸出點(diǎn) CPU 224具有14個(gè)輸入點(diǎn)和10個(gè)輸出點(diǎn)CPU224XP具有14個(gè)輸入點(diǎn)和10個(gè)輸 出點(diǎn)CPU 226具有24個(gè)輸入點(diǎn)和16個(gè)輸出點(diǎn)。 CPU224本機(jī)集成14輸入/10輸出共24個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)。 可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊擴(kuò)展至168路數(shù)字量I/O點(diǎn)或35路模擬量I/O 點(diǎn)。13K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。6個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出具有PID控制器。1個(gè)RS485通訊/編程口具有PPI通訊協(xié)議、MPI。

　　3、數(shù)據(jù)通信

　　系統(tǒng)通過(guò)光纖將中央控制室和3個(gè)分控室連接成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)客戶機(jī)操作站和CPl613通信卡和光纖鏈路模塊(OLM)相連接，實(shí)現(xiàn)了下位機(jī)PLC控制單元與上位機(jī)WINCC組態(tài)軟件之間的數(shù)據(jù)通信。在工控機(jī)上安裝有以太網(wǎng)卡，下位機(jī)帶有CP340通信模塊，如果和現(xiàn)場(chǎng)的一些儀表通訊不便于接線，還可以采用無(wú)線通訊模塊SY-WT6達(dá)到幾公里的無(wú)線傳輸。為了使上位工控機(jī)與下位機(jī)PLC成功實(shí)現(xiàn)通信，需首先對(duì)CP340初使化，然后利用WINCC中標(biāo)簽(Tag)歸檔的功能直接將上位工控機(jī)中的內(nèi)存變量與PLC中的位(Bit)、字(Word)或雙字(DWord)連接起來(lái)。通過(guò)以太網(wǎng)將上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與控制點(diǎn)緊密地結(jié)合成一個(gè)局域網(wǎng)整體，加上PLC遠(yuǎn)程安全通訊模塊SY-RSCM，構(gòu)成一個(gè)完整的局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的一體化系統(tǒng)，可以很方便地利用PLC系統(tǒng)所特有的功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的在線遠(yuǎn)程診斷功能。參考文獻(xiàn)