2010年第2期大眾科技No.2, 2010 ;.(總第126期)DA ZHONG KE Jl(Cumulatively No.126)污水自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)龍學(xué)軍(肇慶市盛華智能系統(tǒng)有限公司，廣東肇慶526020 )[摘要] 采用了現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制、PLC邏輯聯(lián)動(dòng)控制和中央控制計(jì)算機(jī)三層控制級(jí)別，設(shè)計(jì)了一個(gè)集多種技術(shù)于一體的污.水自控系統(tǒng)，建立了系統(tǒng)的硬件框架，對(duì)每個(gè)控制部分進(jìn)行了說(shuō)明。[關(guān)鍵詞]污水自控;控制系統(tǒng); PLC .[中圖分類(lèi)號(hào)] TP273[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 1008-1151<2010)02- -0105 -02(一)引言作，并可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)連鎖控制或直接點(diǎn)動(dòng)控制。自控系統(tǒng)需要考慮技術(shù)的先進(jìn)性及未來(lái)的發(fā)展需求，采中央控制室站具有的功能:用集計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自挖技術(shù)于- -體的1)采集全廠的工藝參數(shù)值及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息。根據(jù)采控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。本文設(shè)計(jì)了一一個(gè)集多種技術(shù)于- -體的污水自集到的信息，建立信息數(shù)據(jù)庫(kù)并對(duì)相應(yīng)工藝參數(shù)值做出趨勢(shì)控系統(tǒng)，建立了系統(tǒng)的硬件框架，對(duì)每個(gè)控制部分進(jìn)行了說(shuō)曲線(xiàn)(含歷史數(shù)據(jù)),供調(diào)度員分析比較,以便找出事故原因，明。自控系統(tǒng)由兩臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī), 4臺(tái)PLC組成。兩臺(tái)監(jiān)控計(jì)改進(jìn)管理方法，保證出水水質(zhì)，提高污水處理廠的經(jīng)濟(jì)效益。算機(jī)互為備用，分別配備開(kāi)發(fā)版和運(yùn)行版組態(tài)軟件，顯示現(xiàn)2)自動(dòng)生成生產(chǎn)報(bào)表(班/日/月/年)，進(jìn)行打印和存場(chǎng)各儀表數(shù)值、設(shè)備上況，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。儲(chǔ)，供生產(chǎn)管理使用。班報(bào)表的形式包括班次、日期、報(bào)表(二)系統(tǒng)方案名稱(chēng)、采樣點(diǎn)編號(hào)、計(jì)量單位、以及采樣點(diǎn)平均值、最小值、本方案包含自控系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)、避雷系統(tǒng)三大部分。最大值、連續(xù)計(jì)量的累積值，班的處理水量。日、月、年報(bào)1.自控、儀表系統(tǒng)表的形式與班報(bào)表形式類(lèi)同。該方案綜合考忠原有圖紙的設(shè)計(jì)和實(shí)際需要，在滿(mǎn)足原3)繪制圖表和曲線(xiàn)，如:水量、水位變化過(guò)程曲線(xiàn)、參設(shè)計(jì)功能的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化、 主要水質(zhì)在線(xiàn)分析儀表選用數(shù)時(shí)序曲線(xiàn)、計(jì)量累積曲線(xiàn)、事故報(bào)警總表等。進(jìn)口品牌，部分儀表選用因內(nèi)外知名品牌。4)現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)處于“自動(dòng)”位置時(shí)，在中控室可對(duì)有本工程自控系統(tǒng)的控制級(jí)別設(shè)置為三層:第- -層為現(xiàn)場(chǎng)關(guān)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制(開(kāi)機(jī)/停機(jī)) .手動(dòng)控制，在各電氣站點(diǎn),可單獨(dú)啟停各設(shè)備及各執(zhí)行機(jī)構(gòu)。5)按照工藝要求有連鎖條件的設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)控制箱在自動(dòng)第二層為PLC邏輯聯(lián)動(dòng)控制，由PLC根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備采集的的情況下和中央控制室界面選擇相應(yīng)的設(shè)備連鎖時(shí)可以根據(jù)數(shù)據(jù)及系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行邏輯關(guān)系，自動(dòng)控制各站點(diǎn)內(nèi)的電氣設(shè)工藝設(shè)定值自動(dòng)運(yùn)行。備運(yùn)行狀態(tài)。第三層為中央控制計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)、修改PLC控制(2)現(xiàn)場(chǎng)控制站參數(shù)、上位機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。為了優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，節(jié)約布線(xiàn)成本,本系統(tǒng)設(shè)置兩個(gè)PLC(1)中央控制室站主站(PLCl 和PLC2)，PLC1安裝在進(jìn)水提升泵房，主要檢測(cè)中央控制站設(shè)于綜合樓控制室內(nèi)，由2臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)(21控制粗格柵、細(xì)格柵、提升泵、旋流沉砂池等設(shè)備信號(hào)及過(guò)寸純平顯示器)、A3打印機(jī)、一組不間斷電源(UPS).操作臺(tái)、程分析儀表信號(hào): PLC2 安裝在CASS池，主要檢測(cè)CASS池上工業(yè)以太網(wǎng)父換機(jī)(帶網(wǎng)臂功能)組成。兩臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)互為設(shè)備信號(hào)及水質(zhì)儀表信號(hào)、出水消毒池儀表信號(hào)。此外由于備用。中央控制站監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)向下采集現(xiàn)場(chǎng)污水處理廠內(nèi)粗格柵控制系統(tǒng)、細(xì)格柵控制系統(tǒng)、脫水機(jī)控挖制站傳米的各類(lèi)數(shù)據(jù)和信號(hào)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、趨勢(shì)曲線(xiàn)制系統(tǒng)I中國(guó)煤化工處理設(shè)備均帶有小型繪制、報(bào)表打印、動(dòng)態(tài)畫(huà)面顯示、過(guò)程監(jiān)視和故障報(bào)警等工PLC,TYHCNMHG':臺(tái)潛水排污泵變頻柜、[收稿日期] 2009-12-13[作者簡(jiǎn)介]龍學(xué)軍,肇慶市盛華智能系統(tǒng)有限公司工程師，研究方向?yàn)榭刂葡到y(tǒng)。.-105-3臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)變頻柜內(nèi)變頻器均能夠提供PROFIBUS協(xié)議支持:品牌,部分過(guò)程儀表在以往的項(xiàng)目中選擇質(zhì)量、性能較好的國(guó)為了在中央控制室能夠檢測(cè)、控制所有設(shè)備及自帶變頻器的內(nèi) 品牌,在充分滿(mǎn)足工藝檢測(cè)及控制要求及質(zhì)量保證的前提設(shè)備運(yùn)行情況,將粗格柵控制系統(tǒng)、細(xì)格柵控制系統(tǒng)作為PLCl下，綜合選用國(guó)內(nèi)外質(zhì)優(yōu)水質(zhì)過(guò)程分析儀表。的DP從站;脫水機(jī)控制系統(tǒng)、潷水器控制系統(tǒng)、消毒池設(shè)備2.避雷系統(tǒng)控制系統(tǒng)作為PLC2的DP從站;潛水排污泵變頻柜、鼓風(fēng)機(jī)設(shè)置了避雷系統(tǒng)，包括電源避雷和信號(hào)避雷，主要設(shè)備變頻柜通過(guò)采用PROFIBUS分別接入PLC1及PLC2,可以在中采用深圳楚邦的防雷避雷產(chǎn)品。央控制窀顯示潛水排污泵、鼓風(fēng)機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行參數(shù):由于(1)電源避雷需要將部分低壓配電柜的電力參數(shù)顯示在中央控制室，增加1) PLC柜電源避雷。在各PLC控制站(PLC1、 PLC2) 的-套通訊管理機(jī)，實(shí)現(xiàn)電參智能儀表的數(shù)據(jù)通訊功能。主電源輸入端(UPS前)接上D級(jí)防雷器，用于防雷擊、防浪涌現(xiàn)場(chǎng)控制站及遠(yuǎn)程1/0站實(shí)際控制點(diǎn)數(shù):過(guò)電壓保護(hù)。DI)0AI02)中控室電源避雷。在低壓柜中控室的主電源進(jìn)線(xiàn)端接PLC158入C級(jí)防雷器，用于防雷擊、防浪涌過(guò)電壓保護(hù):在中控室PLC2954125主電源輸入端(UPS前)接入D級(jí)防雷器，用于防浪涌過(guò)電壓保根據(jù)實(shí)際控制點(diǎn)數(shù)考慮到增加- -定的余量,設(shè)置所有模護(hù)塊點(diǎn)數(shù)不大于16點(diǎn),設(shè)計(jì)模塊數(shù)量及點(diǎn)數(shù)如下:3)在現(xiàn)場(chǎng)各儀表電源輸入端接入D級(jí)防雷器,用于防浪DClIA涌過(guò)電壓保護(hù)。PLC1 (4*16DI) (1*16D0) (1*8AI+4AI) (1*2A0)(2)信號(hào)避雷PLC2 (14*16DI) (3*16D0)(4*8AI)從現(xiàn)場(chǎng)各自控設(shè)備、儀表-各PLC柜(PLC1、PLC2、1/02)各現(xiàn)場(chǎng)控制站由可編程控制器PLC、UPS和過(guò)電保護(hù)裝置的每-條輸入、 輸出信號(hào)線(xiàn)串聯(lián)接入24VDC專(zhuān)用信號(hào)防雷器，等組成?？删幊炭刂破鱌LC選用技術(shù)先進(jìn)、廣泛應(yīng)用與水處用于防雷電浪涌、過(guò)電流、過(guò)電壓保:其中各儀表輸出到各理行業(yè)的系統(tǒng)，具有高可靠、可擴(kuò)充性的特點(diǎn)，能承受工業(yè)PLC站的信號(hào)線(xiàn)端加裝信號(hào)避雷器。環(huán)境的嚴(yán)格要求。本方案選擇德國(guó)VIPA PLC.(3)接地德國(guó)惠朋(VIPA GmbH)公司是自動(dòng)化元器件及系統(tǒng)的專(zhuān)1) PLC柜防雷接地與低壓電氣公用一地,所有電源避雷業(yè)制造商，國(guó)際Profibus組織成員。VIPA 系統(tǒng)300V，與西器、信號(hào)避雷器接地端等電位連接后，與公用地相連。門(mén)子S7-300系列完全兼容，數(shù)據(jù)傳輸速度比同檔次S7-3002) PLC電源模塊直流接地。單獨(dú)在現(xiàn)場(chǎng)PLC柜附近安設(shè)快。CPU都自帶有用于PG/OP通訊的以太網(wǎng)接口?？捎镁W(wǎng)線(xiàn)直專(zhuān)用地下電極,接PLC電源模塊肖流地，用于抗電源干擾。接編程，不需要編程電纜。3)信號(hào)線(xiàn)屏蔽層接地。所有信號(hào)線(xiàn)屏蔽層采用一點(diǎn)接地(3)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)形式，等電位連接后與PIC柜體連接，PIC柜體與電纜溝接地該控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用二層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)場(chǎng)站與中央控制系統(tǒng)連接。站之間采用光纖作為通訊介質(zhì),中央控制室站、PLCI站、PLC24)中控室防雷接地。中控室所有電源避雷器、信號(hào)避雷站均設(shè)置工業(yè)交換機(jī)，通過(guò)自愈式光纖環(huán)網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)器接地端等電位連接后,與電源保護(hù)地PE連接。(10/100Mbps)冗余連接，環(huán)網(wǎng)上任何一點(diǎn)的光纖連接意外5)現(xiàn)場(chǎng)儀表電源地PE與PLC柜內(nèi)防雷接地系統(tǒng)相聯(lián)，斷開(kāi)，系統(tǒng)都能通過(guò)反向環(huán)的方式提供后備以太網(wǎng)鏈路，?，F(xiàn)場(chǎng)儀表箱內(nèi)電源避雷器、信號(hào)避雷器接地端等電位連接后證系統(tǒng)可用性的同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)性。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)控制圖如下圖:接電源地PE,現(xiàn)場(chǎng)儀表箱外殼單獨(dú)接地。(三)總結(jié)采用了現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制、PLC邏輯聯(lián)動(dòng)控制和中央控制計(jì)算機(jī)三層控制級(jí)別，設(shè)計(jì)了一個(gè)集多種技術(shù)于一體的應(yīng)用控制系統(tǒng)。自控系統(tǒng)由兩臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī), 4臺(tái)PLC組成。兩臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)互為備用，分別配備開(kāi)發(fā)版和運(yùn)行版組態(tài)軟件，顯示現(xiàn)場(chǎng)各儀表數(shù)值、設(shè)備工況，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制，在實(shí)際中強(qiáng)工業(yè)級(jí)光纖冗余環(huán)網(wǎng)1ER0 a2|得到了良好的應(yīng)用。羿紫思[參考文獻(xiàn)][1] 張大群.水處理設(shè)備的總體狀況與發(fā)展0.天津科技,2001.9(4):17-18.[2] 張潤(rùn)蓮，門(mén)市污水處理廠規(guī)劃方案的協(xié)調(diào)[].邑大學(xué)學(xué)撮(自然科學(xué)版)2001,7(1):78-81.[3] 李夢(mèng)筱,周麗華,文嚴(yán)安.污水處理廠的自動(dòng)控制系統(tǒng)[],機(jī)圈1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)控制圖.電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng):204.22(3):78-79.(4)一次儀表及檢測(cè)控制要求[4中國(guó)煤化工內(nèi)優(yōu)化設(shè)計(jì)辦.中國(guó)給水-次儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別是控制系統(tǒng)的五官和手腳，是控制系統(tǒng)的來(lái)源和控制目的，本系統(tǒng)儀表選型充分考慮性?xún)r(jià)CNMHG比及售后維護(hù)的便捷性，主要水質(zhì)分析儀表選用進(jìn)口或合資- 106-