OMRON產(chǎn)品在污水處理系統中的應用

第25卷第16期甘肅科技V0l.25 No. 162009年8月.Gansu Science and TechnologyAug.2009OMRON產(chǎn)品在污水處理系統中的應用侯永康',馮磊',劉春波’(1.江南計算技術(shù)研究所,江蘇無(wú)錫214083;2.江南大學(xué)自動(dòng)化研究所,江蘇無(wú)錫214083)摘要:介紹了一套污水處理自動(dòng)控制系統的設計。首先,介紹了污水處理工藝流程;其次,介紹了污水處理自動(dòng)控制系統硬軟件相關(guān)的設計。實(shí)際運行結果表明,該系統經(jīng)濟實(shí)用,具有良好的社會(huì )效益。關(guān)鍵詞:污水處理系統;歐姆龍;PLC;觸撲屏中圖分類(lèi)號: :S165.2 TP334.7隨著(zhù)我國工農業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,各種污染源在嚴的指標達到業(yè)主提出的標準和要求。選擇這樣一套重地影響著(zhù)人們地生存環(huán)境,使不少地區水環(huán)境惡廢水處理工藝流程,具有處理效果好、工程投資合化，因而環(huán)境保護在經(jīng)濟建設中顯得越來(lái)越重要。理能耗和運行成本低、運行管理簡(jiǎn)單方便的特點(diǎn)。針對這一現象,恰逢計算機技術(shù)和我國污水處理工2控制系統的硬件設計[3-6]程迅速發(fā)展,利用先進(jìn)的控制技術(shù)和設備對污水處理過(guò)程進(jìn)行監控顯然非常必要。本文介紹了在某污控制系統充分應用了網(wǎng)絡(luò )的優(yōu)勢,將多種成熟水處理項目中,應用OMRON的相關(guān)自動(dòng)化產(chǎn)品設的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)融合在-起,這樣對系統即可以現場(chǎng)操計完成的一套污水處理系統。此系統較好地解決了作，也可以方便的進(jìn)行遠程監控,如圖2所示。以往污水處理系統中存在的自動(dòng)化程度低、可靠性維作站兼工程師aPC公司管PC低、大時(shí)滯性等問(wèn)題,是一套先進(jìn)、可靠、操作簡(jiǎn)單的控制系統。1污水處理工藝流程ETHERNET- Dentear -0F0F0=0-日1HMI中央控制CS1BH網(wǎng)機房CPM2A的配機房CPMIA目0--840日圖2控制系統通信網(wǎng)絡(luò )圖圖1污水處理工藝流程圉系統中用到了DeviceNet 網(wǎng)絡(luò )。DeviceNet 網(wǎng)是污水處理的工藝的主要流程圖如圖1所示。污一-種基于CAN(控制器局域網(wǎng))技術(shù)的開(kāi)放型、低成水處理系統的進(jìn)水主要為工廠(chǎng)排放的兩股生產(chǎn)污本、高性能的現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò ),主要用于PLC采集和水,分別為透析廢水和沖洗廢水。其中,沖洗廢水污控制遠程模塊,能連接所有符合DeviceNet通信協(xié)議染物濃度較低,透析廢水的污染物濃度較高,為高濃的設備。在DeviceNet網(wǎng)中可直接連接到DeviceNet度的有機廢水。廢水處理工藝的選擇主要取決于原從站、模擬量單元、模擬量I0終端、遠程V0終端水水質(zhì)特性和對處理后出水的排放要求”。在選和V0鏈接單元等現場(chǎng)設備,并可將信息發(fā)送到上擇處理工藝時(shí),廢水中所含主要污染物的特性起著(zhù)層控制站。本系統中用安裝有DeviceNet主站通信十分重要的作用。根據廢水水質(zhì)的特點(diǎn)以及國內外模塊CS1W-DRM21的CS1H-H中型機作為Devi-對該類(lèi)廢水的工程實(shí)踐選擇技術(shù)先進(jìn)、成熟、可靠的ceNet.主站由2臺CPM2A小刑機作為DeviceNet從“厭氧+好氧”生物處理工藝作為該工程的主處理站,從中國煤化工。網(wǎng)絡(luò )的主干線(xiàn)和從:TYHCNMHG來(lái)實(shí)現的。設置工藝”。在主處理工藝后,增加一個(gè)混凝氣浮的物DeviceNet網(wǎng)絡(luò )主站通訊模塊DRM21的單元號為2,化處理單元,主要目的是化學(xué)除磷，確保排放廢水磷8甘肅科技第25卷節點(diǎn)號為4,波特率為125kbit/s。分別設置其從站標準模擬信號,單通道隔離,1/400分辨率,采集處連接的通訊模塊DRT21的節點(diǎn)號為2/6,波特率均理速度為2.5ms/M A X/點(diǎn)。模擬量輸出模塊:為125kbits。在系統連接和模塊設置后,即可在C200H- DA001該模塊為2路輸出,輸出為4 ~DeviceNet網(wǎng)絡(luò )內實(shí)現主從通信。在主站CS1H上20mA標準模擬量信號。熱電偶單元選用了CSIW運行CX - Integrator網(wǎng)絡(luò )配置軟件,在CPU單元的- PTS51 ,該模塊為4路溫度傳感器單元,可接S型、I/0存儲區中為每個(gè)從單元固定分配地址,實(shí)現從K型或J型熱電偶。通訊模塊中DEVICENET主站單元和主單元CPU之間周期性地自動(dòng)傳送V0數的通 訊模塊為CS1W - DRM21DeviceNet從站的通據,從而實(shí)現遠程V0通信。訊模塊為DRT21?？刂瓶傉镜腜LC采用目前OMRON公司最新產(chǎn)本工程選用了9臺日本橫河公司產(chǎn)的電磁流量品CS1機型。CS1機型有以下特點(diǎn):高速RISC的計。 UASB 進(jìn)水及回水管路、A2/0內外回流管路選CPU(32位) ,程序容量:60K,數據容量:128K,程序用了8臺電磁流量計、在總出水口選用了1臺超聲存儲器帶保護開(kāi)關(guān),鋰電池保護程序,快閃存儲保護波流量計,用于檢測污水的流量。在HMI上,可分數據;最大10點(diǎn)數:5120點(diǎn)(不包括內部繼電器別顯示其瞬時(shí)流量。選用了3臺梅特勒的在線(xiàn)pH位).電源電壓范圍:85 ~ 132VAC或170 ~ 264VAC;計。對UASB進(jìn)水pH進(jìn)行在線(xiàn)監控,將pH計的?；局噶钐幚硭俣?≤0.04μs;特殊指令處理速度:擬信號輸人到PLC,再由PLC來(lái)控制酸、堿計量泵≤0.12μs;CPU帶RS - 232C(可達115. 2kbps)端的運轉,動(dòng)態(tài)地調整廢水的pH值,直至達到工藝的口,通過(guò)串行通信設備,每套PLC上最多能提供34要求。對UASB出水的pH進(jìn)行在線(xiàn)顯示。選用了個(gè)(RS - 232/422/485)通信口,通信速率可達- -只上海儀表廠(chǎng)的熱電阻。對UASB進(jìn)水的溫度進(jìn)38. 4kbps ,用于連接現場(chǎng)儀表、外圍通信設備和觸摸行在線(xiàn)測量,將熱電阻的模擬信號輸入到PLC,再由屏(PT) ,對于每個(gè)串行通信口,具備自定義協(xié)議的PLC來(lái)控制蒸汽調節閥的開(kāi)啟度,動(dòng)態(tài)調整廢水的通訊功能-協(xié)議宏功能( Protocol Macro) ,能與非本溫度,直至達到工藝要求。選用了3臺梅特勒的在公司產(chǎn)品進(jìn)行數據交換,便于和現場(chǎng)智能儀表相連;線(xiàn)溶解氧儀。對好氧池的溶解氧進(jìn)行在線(xiàn)測量,將支持E_mail功能，能以事件觸發(fā)、定時(shí)觸發(fā)及故障溶氧儀的模擬信號輸人到PLC,在上位機上顯示。觸發(fā)方式由PLC向上位機發(fā)送電子郵件;具有電源選用了1臺沼氣壓力探測儀及火焰探測儀。對沼氣出錯履歷、電源中斷時(shí)間壓棧、電源中斷計數等電源燃燒系統進(jìn)行檢測和監控，達到自動(dòng)燃燒的工藝要維護功能;支持以太網(wǎng)( Ethermet)、控制網(wǎng)( Contollr求。 選用3套在線(xiàn)液位計檢測事故池、綜合廢水調Link)、設備網(wǎng)(Device Net) ,并支持多網(wǎng)配置;使用節 池、污泥貯池的液位,控制水泵的啟停。最新的編程軟件CX- P和仿真軟件CX - Simulator可以實(shí)現離線(xiàn)模擬仿真調試。3控制 系統的軟件設計觸摸屏選用的是NT631C。觸摸屏NT63IC特性在整個(gè)的控制系統中,自動(dòng)控制部分主要有調如下:全中文軟件界面,硬件自帶中文漢字庫;顯示節池pH、溫度、液位的自動(dòng)控制;事故池的液位控器件:彩色.有效顯示區域:;顯示分辨率:640x480制;還有UASB部分、-級A20處理池、二級A20處點(diǎn)畫(huà)面數量:≥3000.通訊接口: RS -422AVRS -理池等的一些流量控制。 監測參量部分有各個(gè)池的485口,RS-232C口,打印機口.電源電壓范圍:液位、溫度、PH值以及管道的流量值。限于篇幅,下DC20.4V~DC26.4V.采用32位RISC芯片;運行壽.面以調節池的液位控制為例說(shuō)明具體的程序設計過(guò)命:≥25000h。程,控制流程圖,如圖3所示。電源單元選用C200HW - PA209R,電壓范圍:本工藝的進(jìn)水部分有一個(gè)綜合調節池T1 ,它是85 ~ 132VAC或170 - VAC, 50/60Hz。數字量輸入.廢水進(jìn)入生化反應前的最重要的一道處理工序,在模塊選用了C200H - ID217該模塊為64點(diǎn);C200H這里面進(jìn)行溫度、pH調節以及水池的水位的調節。- ID216 ,該模塊為32點(diǎn),電源是DC24V,最耗電流有事故池、沖洗廢水、透析廢水向綜合調節池排放。為7mA。開(kāi)關(guān)量輸出模塊:C200 - 0C225該模塊.”中國煤化工-定的水位，而且為16點(diǎn)輸出模塊,輸出最大電2A。模擬量輸入模也不三節池中設置了水塊選用C200H - AD0O3 ,該模塊為8通道輸入模塊，位自:0HCN M H G通過(guò)超聲波液位輸人信號為4 ~20mA、1 ~5V、0~10V、-10 ~ 10V儀采集標準的 4 ~ 20mA的信號送到PLC的模擬量第16期侯永康等:OMRON產(chǎn)品在污水處理系統中的應用19<內離于設定兼位.是50秒內蒙否聚AB兩聚自動(dòng)兩次以于都有故障僅警確認?開(kāi)最人處于自多》 <遵升票B處于且發(fā)客聚A運行是聚B運行。 票A啟動(dòng)?泵B啟動(dòng)7大票B報警是是菜A報警泵日故障7至A故障?報警確認重A上次府分是重目上飲身目 L是10秒以期是10秒以助聚A延時(shí)10豪B延遲10聚A延遲10系B延時(shí)10形啟動(dòng)秒啟動(dòng)| 蒙A運行圖3泵AVB泵的控制流程圖輸入模塊,再在PLC內部和通過(guò)上位機設定的液位件先進(jìn)的控制系統軟件、先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò )總線(xiàn)技術(shù)。本值進(jìn)行比較,當超過(guò)設定水位,A或者B必須有一臺控制系統具有先進(jìn)、可靠、可利用性高、實(shí)時(shí)性好、操泵啟動(dòng)。作簡(jiǎn)單、控制品質(zhì)高、經(jīng)濟實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)檢測，綜合調節池中有兩臺提升泵A和B,之間是互實(shí)際運行達到了環(huán)保部門(mén)要求的市政管網(wǎng)排放標為備用,一般的互為備用是當其中- -臺泵發(fā)生故障準,體現了良好的社會(huì )效益。的時(shí)候,另外--臺泵自動(dòng)啟動(dòng)。在前面的那種設計參考文獻:情況下，當主備泵都出現故障的時(shí)候,那樣會(huì )出現兩[1]何世鈞,王化祥 ,等.城市污水處理系統溶解氧的控制臺泵來(lái)回切換的情況,這樣也使的接觸器也在- -直[J].化工儀表及自動(dòng)化,2003 ,30(1) :36 38.的吸放的過(guò)程,這樣會(huì )損壞接觸器甚至使電氣的故[2]杜樹(shù)新 污水生化處理過(guò)程建模與控制[J].控制理論障進(jìn)-一步的加大。在這個(gè)項目中這個(gè)地方設計進(jìn)行與應用,2002 ,19(5) :660 665.了一些改進(jìn),如果在30s內,兩臺泵如果啟停動(dòng)作超[3] OMRON. OMRON CS1系列操作手冊(英文).日本過(guò)2次,這個(gè)時(shí)候將產(chǎn)生一個(gè)不同于普通的一臺提OMRON公司出版,1999,2.升泵故障的報警信號,這個(gè)時(shí)候必須在消除了這個(gè)[4] OMRON. OMRON CS1選型樣本(中文)中國OMRON公司出版,2004,7. .報警信號后,水泵才能啟動(dòng)。[5] 0mron Corporation. DeviceNet Operation Manual[Z].Shanghai; :OMRON ,2003.4結語(yǔ))mron Corporation. Controller Link Operation Manual污水處理自動(dòng)控制系統,利用了當前先進(jìn)的硬[Z]. Shanchai: OMRON .2003.中國煤化工TYHCNMHG