第4期.儀器與儀表.l5VersaMax PLC在污水處理中的應(yīng)用陳繼明'，張智芳(1.石油大學(xué),山東東營(yíng)257061;2. 勝利石油學(xué)校,山東東營(yíng)257098)摘要:文中介紹了污水處理的工藝流程及控制要求，并針對(duì)該要求設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)。系統(tǒng)采用PL.C:作為控制中心。文中對(duì)該系統(tǒng)的功能硬件配置和軟件編寫進(jìn)行了討論,詳細(xì)分析了各I/O模塊的功能.并給出了流程框圖。該系統(tǒng)具有較好的通用性和擴(kuò)展性,并已成功的運(yùn)用在實(shí)際生產(chǎn)中。關(guān)鍵詞:PLC;污水處理;硬件配制;軟件設(shè)計(jì)中圖分類號(hào):TP274文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào) :1002 - 1841(2003)04 - 0015-02Application of VersaMax PLC in Sewage DisposalChen Jiming' , Zhang Zhifang'(1 The Prrleumn Unversiry. ShanDong [ongying 257061;2. Shcngli Petroleum school. ShanDong Dongying 257098)Alstract:This paper introduces technological process of sewage disposul and require of control.We design the controlsystemThis systerm use PLC for control center. This paper discussed the system function. hardware arangemnent and soft .ware consistence. It has analyzed the function of every 1/() module and presented the progran chart. This system is univer.sal and easy to expand. This design has scessfully applied in real production.Key Words: PLC ;Sewage Disposal;Hardware Arrangement ;Software Consisting1問(wèn)題的提出(2)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各泵的運(yùn)行狀態(tài)(啟、停、故障);勝利油田某聯(lián)合站污水處理系統(tǒng)建于70年代,主(3)次、二次沉降罐定時(shí)收油,定時(shí)排泥;要工藝是對(duì)含油污水進(jìn)行分離,除去污油和污泥，經(jīng)過(guò)(4)濾罐定時(shí)反沖洗;濾后送注水站。運(yùn)行至今,設(shè)備出現(xiàn)不同程度的老化，(5)外輸緩沖罐液位極低連鎖停外輸泵;部分匕損壞.許多管線已出現(xiàn)局部穿孔現(xiàn)象,需要對(duì)全(6)污泥濃縮罐液位極高禁止各罐排泥;站進(jìn)行大修。另外,該站自建成以來(lái)，一直無(wú)自動(dòng)控制(7)天然氣密閉壓力極低報(bào)瞥;系統(tǒng),生產(chǎn)全部依靠手工操作,勞動(dòng)強(qiáng)度高。所有的儀(8)根據(jù)來(lái)水流量自動(dòng)調(diào)整加藥量;表均為現(xiàn)場(chǎng)就地顯示.大罐液位還一直沿用老式的鋼(9)多種運(yùn)行模式選擇,有自動(dòng)、手動(dòng)、半自動(dòng)3種繩浮球式指針顯示，測(cè)量精度低。針對(duì)此現(xiàn)狀，我們承模式;擔(dān)了全站的污水處理自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作。(10)系統(tǒng)具有聯(lián)網(wǎng)功能,可通過(guò)廠級(jí)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)全2工藝流程及測(cè)控要求站生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)測(cè)。2.1工藝流程3系統(tǒng)的軟、 硬件構(gòu)成含油污水首先進(jìn)入- -次沉降罐,在重力的作用下，3.1硬件構(gòu)成污油、污水、污泥自然分離,污油從大罐的9m溢流口系統(tǒng)采用兩級(jí)管理方式:上位機(jī)采用工業(yè)挖制機(jī),排入污油池;污泥由罐底的4個(gè)排泥閥控制定時(shí)排走;完成系統(tǒng)的組態(tài)、流保顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、報(bào)表打印等功污水進(jìn)入二次沉降罐、其工藝與一次罐完全相同。為能。 下位機(jī)是VersaMax PLC,完成現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)的采集與加速油水的分離,在污水入口處按一定比例加入微量控制功能。的化學(xué)藥品。兩罐排出的污泥進(jìn)入污泥濃縮罐,由污VersaMax是GE Fanuc Automation公司推出的新泥濃縮泵打入過(guò)濾篩,濾去水分,變成干泥運(yùn)走。污油-代控制系統(tǒng),具有結(jié)構(gòu)緊湊、通用性強(qiáng)、配制靈活等池的原油經(jīng)污油泵外輸至原油處理裝置再加工,污水特點(diǎn)。 它既可以作為單獨(dú)的PLC控制機(jī).又可以作為進(jìn)入外輸緩沖罐準(zhǔn)備外輸。為保證水質(zhì),新上5套濾1/O子站,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線受控于其它主掠設(shè)備,還可以罐,進(jìn)行外輸前的最后-一道過(guò)濾處理。為使濾縩保持構(gòu)成由 多臺(tái)PIC組成的分布式大型控制系統(tǒng)。較好的過(guò)濾效果,需定期用清水進(jìn)行反沖洗。另外,各VersaMax由6個(gè)基本單元組成:罐都使用天然氣作密閉氣體,污水與氧氣分離,減少對(duì)(1)CPU模塊用來(lái)執(zhí)行 用戶程序,直接控制I/O罐體和曾道的腐蝕作用。模塊或與其它PLC通訊;2.2測(cè)控要求(2)NIU模塊提 供從站通訊協(xié)議、將1/O模塊(1)監(jiān)測(cè)各罐液位,高低限報(bào)瞥;和主機(jī)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線連接起來(lái);收桶口期:2002.11 23收修改稿日期:2003 02-10中國(guó)煤化工MHCNMHG儀表技術(shù)與傳感器2003年6(3)1/O模塊包括開關(guān)量 、模擬量、熱電阻、熱電3.2軟件編寫偶、高速計(jì)數(shù)等模塊。下位機(jī)采用VersaPro編程軟件開發(fā),它是供了-.(4)1/O底座支持 所有的1/O模塊的安裝，內(nèi)含個(gè)單- -編程接口,用于組態(tài)PLC硬件,創(chuàng)建和編輯總線灑訊和現(xiàn)場(chǎng)接線端子。PL.C邏輯并監(jiān)視plC的執(zhí)行。軟件由主程序和多個(gè)(5)通訊模塊提供 PLC與其它設(shè)備的通訊,包子程序組成,分別完成子程序的調(diào)用、系統(tǒng)初始化、通括Cienius.DeviceNet(主)、ProfibusDP(從)。訊、報(bào)警輸出等功能。為保證生產(chǎn)的安全進(jìn)行，在設(shè)計(jì)(6)電源模塊通過(guò)背 板總線向各模塊供電,可根時(shí)著重考慮PIC故障時(shí)，各工藝閥門、泵的運(yùn)行狀態(tài)據(jù)需要選配一個(gè)或多個(gè)。(如排泥閥全關(guān))。木系統(tǒng)的硬件構(gòu)成如圖1所示:上位機(jī)安裝工業(yè)組態(tài)軟件,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)各裝置實(shí)際位置畫出仿真界面,動(dòng)態(tài)顯示液位的高低、流冠的大[和印機(jī)]C工控機(jī)顯示器]RS232小、閥門的開度、泵的狀態(tài)等參數(shù),直觀清晰。系統(tǒng)設(shè)PC計(jì)有工程師、操作員、觀察3個(gè)權(quán)限級(jí)別,工程師擁有最高的級(jí)別，可修改PLD參數(shù)、增減用戶個(gè)數(shù)、調(diào)整重預(yù)擬輸閃模擬輸出] [數(shù)字輸入][教字輸曲要工藝參數(shù)(如定時(shí)排泥時(shí)間)等。全系統(tǒng)共有5幅畫面,包括總流程圖、罐區(qū)、過(guò)濾系統(tǒng)、外輸、污泥回收。間外「加「系][習(xí)「排]「收]報(bào)|由于PLC具有較高的可靠性和相對(duì)豐富的挖制然行動(dòng)姆泥紫指令,現(xiàn)場(chǎng)所有的控制均由PLC獨(dú)立完成,如連鎖停波|泵、超限報(bào)警等?？刂茀?shù)的輸入在上.位機(jī)由操作人U員輸入,如液位的上下限、定時(shí)排泥時(shí)間等。這些參數(shù)圖1 系統(tǒng)總框圖保存在PLC的掉電保存寄存器中,當(dāng)上位機(jī)故障或關(guān)(1)模擬址輸入:包括各罐的液位、污水流量、天然閉時(shí)系統(tǒng)仍能正常工作,最大限度的保證了系統(tǒng)的穩(wěn)氣瓜力等參數(shù),A/D轉(zhuǎn)換精度為16位。定性、可靠性。(2)模擬:量輸出:通過(guò)變頻器對(duì)外輸泵和加藥泵進(jìn)4結(jié)束語(yǔ)行控制.使外輸流量保持恒定并使加藥量與來(lái)水保持污水處理采用PLC控制,不僅簡(jiǎn)化了系統(tǒng),提高.定的比例關(guān)系。了可靠性,還大大提高了工人的操作效率。通過(guò)計(jì)算(3)數(shù)字量輸入:主要包括各泵的運(yùn)行狀態(tài)，另外機(jī)可方便的根據(jù)來(lái)水特性修政各種工藝參數(shù),全站的根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求,設(shè)置手/自動(dòng)切換功能,系統(tǒng)投運(yùn)或出運(yùn)行狀態(tài)可全部看到,提高了自動(dòng)化水平,方便了設(shè)備現(xiàn)特殊情況時(shí)，采用手動(dòng)控制。的操作和維護(hù)。通過(guò)運(yùn)行表明該系統(tǒng)通用性好,擴(kuò)展(4)數(shù)字鹽輸出:主要控制排泥閥和收油閥的開性高,完全達(dá)到了當(dāng)初的設(shè)計(jì)要求。本系統(tǒng)的順利運(yùn)關(guān)。當(dāng)檢測(cè)到非正常狀態(tài)(如被位過(guò)高)時(shí),輸出報(bào)瞥行 對(duì)油田老站改造具有指導(dǎo)性意義。信號(hào)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的指示燈顯示。.(t:接第14頁(yè))5結(jié)論整機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí)在圖8裝置中的直流電流源與電一氣該膜片式電-氣轉(zhuǎn)換器在變換原理上采用全閉環(huán)轉(zhuǎn)換部件之間接入控制電路,此時(shí)上述滯后以及曲線磁路包容噴嘴/擋板結(jié)構(gòu)和小慣量復(fù)合膜片.響應(yīng)速度的非線性由精密壓力傳感器和閉環(huán)控制電路進(jìn)行實(shí)時(shí)快、變換效率高、變換路徑短,抗沖擊與屏蔽性好;控制線性糾E,整機(jī)實(shí)驗(yàn)達(dá)到良好的性能。具體指標(biāo)如下:方式上采用閉環(huán)無(wú)差自動(dòng)控制與自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)，變換(1)輸入電流4~ 20 mA.DC;精度高;結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)模塊化與插件化.即插即用,便于(2)輸出壓力0. 020~0.100 MPa;安裝維修。是一種高性能指標(biāo)的電一氣轉(zhuǎn)換器,具有(3)氣源壓力0. 140土10% MPa; .廣闊的應(yīng)用前景。目前該電-氣轉(zhuǎn)換器已通過(guò)鞍山市(4)氣源壓力變化影響≤1.0%;科委的技術(shù)鑒定和產(chǎn)品鑒定。(5)基本誤差≤+1.0%;參考文獻(xiàn)(6)回差≤1.0%;[1] Foxboro, New positioners lor poceses plants[J]. World Pump. 2001.(7)死區(qū)≤0.4%;419(8):8.[2] 羅四維.傳感器應(yīng)用電路詳解.北京:電子工業(yè)出版杜, 1993: 189(8)階躍響應(yīng)時(shí)間≤4s;- 213.(9)重復(fù)性≤0.5%.[3] LIU G P, DALEY s. Optimal - tuning PID control for indusrial sys-中國(guó)煤化工00111185 -1194.HCNMHG