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廣州污水處理廠(chǎng)PLC控制系統

 

1、概況

污水處理廠(chǎng)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)現廢水的重復利用和節約廢水處理成本，污水處理廠(chǎng)廢水處理系統一般實(shí)行清污分流處理。采用PLC將分散的工業(yè)設備組合起來(lái)形成智能工業(yè)網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現了污水處理的精確控制、智能診斷和實(shí)時(shí)監控。 

 

2. 現代化污水處理系統的基本要求 

2.1 遠程采集與集中監控 

工業(yè)污水處理設備分布于不同的車(chē)間或區域，使得控制系統I/O點(diǎn)特別分散。為減輕工人勞動(dòng)強度和實(shí)現無(wú)人值守自動(dòng)化監控，就需要控制系統能夠實(shí)現數據的遠程采集和設備的集中監控。控制核心設備對現場(chǎng)設備進(jìn)行本地或遠程的自動(dòng)控制，并對工藝流程進(jìn)行全面、實(shí)時(shí)的監控顯示，為生產(chǎn)、調度和管理提供必要的數據。 

 

2.2 控制核心高度集成化、模塊化 

控制系統高度集成化、模塊化，系統能夠滿(mǎn)足數據采集與傳輸、邏輯運算，數據處理的要求。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的傳統應用領(lǐng)域。PLC不僅能夠采集開(kāi)關(guān)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據的采集和保證數據的及時(shí)傳輸，另外PLC兼容性高、抗干擾能力強、功能擴展簡(jiǎn)單，因此使PLC成為目前工業(yè)控制系統的首選控制器。 

 

 

2.3 自我診斷、報表生成、自我恢復等智能化功能  

通過(guò)對控制系統數據采集進(jìn)行分析處理，判斷系統運行情況，記錄系統實(shí)時(shí)數據。當系統根據采集數據分析判斷設備故障時(shí)，控制器自動(dòng)運行保護程序，發(fā)出聲光報警信號并生成報表。當技術(shù)人員排除現場(chǎng)設備故障后，控制器根據操作人員操作信號，自動(dòng)恢復系統運行。目前先進(jìn)的控制系統可以根據系統故障級別和分類(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(xiàn)、光纖、無(wú)線(xiàn)電臺、工業(yè)以太網(wǎng)等形式。隨著(zhù)各種儀表的智能化，大多數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)一次性采集多組數據成為智能儀表的發(fā)展方向。考慮本系統中各節點(diǎn)分散的特點(diǎn)，而且現場(chǎng)具有大變頻和大電機等干擾源，采用有線(xiàn)很難繞開(kāi)這些干擾，所以采用無(wú)線(xiàn)通訊，考慮無(wú)線(xiàn)以太網(wǎng)的高頻特性，需投入較大做信號傳遞和覆蓋，故決定用無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)模塊。

 

 

3. 控制系統硬件設計 

污水處理站環(huán)境惡劣，操作和維護人員在中控室完成對整個(gè)污水站監控，并根據現場(chǎng)狀態(tài)及時(shí)維護。污水站控制系統由PLC、變頻器、壓力傳感器及上位機組成。本系統的控制核心為SIEMENS S7-300，硬件主要由電源、CPU、數字量輸入輸出、模擬量輸入、通信單元等模塊組成。控制系統主要完成數字、模擬信號采集，邏輯分析和控制，數字、模擬信號輸出，數據通信控制等功能。變頻器根據管網(wǎng)壓力結合自帶PID功能對電機進(jìn)行調速，保持管網(wǎng)壓力恒定。控制系統及污水處理狀態(tài)采集到PLC中，通過(guò)WINCC在工業(yè)計算機實(shí)時(shí)顯示。 

 

4. 控制系統軟件設計 

程序的編制采用模塊化結構，針對污水處理的特點(diǎn)，把程序設計為電機控制子程序、參數采集程序、系統報警子程序和安全保護程序等。由于本系統設備比較集中，主控制采用SIEMENS公司S7-300控制器，因此系統采用SIEMENS通信模塊CP340將污水處理各個(gè)單獨的設備組成工業(yè)網(wǎng)絡(luò )。上位機采用組態(tài)軟件WinCC.

 

 

5. 污水站系統特點(diǎn) 

（1）可靠的控制策略。遠程自動(dòng)控制、遠程手動(dòng)控制、就地控制三種控制方式保證系統安全啟停。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(dòng)方式下實(shí)現任意組合的連鎖控制，又能在手動(dòng)方式下獨立控制。 

（2）形象的監控見(jiàn)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(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行情況，方便對設備進(jìn)行操作。大大降低操作人員工作強度。 

 

6. 康卓污水處理PLC控制系統

康卓科技污水處理自控系統基于PLC、變頻器、無(wú)線(xiàn)通訊等設備組成的污水處理工業(yè)網(wǎng)絡(luò )，很好的滿(mǎn)足了現代化污水處理需求。采用Siemens公司的S7-200/300系列控制器，通過(guò)串口通訊功能，根據現場(chǎng)的不便布線(xiàn)特點(diǎn)，采用工業(yè)無(wú)線(xiàn)通訊，實(shí)現了數據遠程采集與集中監控功能，大大降低了污水處理成本，目前該系統運行效果良好。