污水自控系統的設計

2010年第2期大眾科技No.2, 2010 ;.(總第126期)DA ZHONG KE Jl(Cumulatively No.126)污水自控系統的設計龍學(xué)軍(肇慶市盛華智能系統有限公司，廣東肇慶526020 )[摘要] 采用了現場(chǎng)手動(dòng)控制、PLC邏輯聯(lián)動(dòng)控制和中央控制計算機三層控制級別，設計了一個(gè)集多種技術(shù)于一體的污.水自控系統，建立了系統的硬件框架，對每個(gè)控制部分進(jìn)行了說(shuō)明。[關(guān)鍵詞]污水自控;控制系統; PLC .[中圖分類(lèi)號] TP273[文獻標識碼] A[文章編號] 1008-1151<2010)02- -0105 -02(一)引言作，并可對現場(chǎng)設備進(jìn)行自動(dòng)連鎖控制或直接點(diǎn)動(dòng)控制。自控系統需要考慮技術(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:用集計算機技術(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(chǎng)的工藝參數值及設備運行狀態(tài)信息。根據采控制網(wǎng)絡(luò )技術(shù)。本文設計了一一個(gè)集多種技術(shù)于- -體的污水自集到的信息，建立信息數據庫并對相應工藝參數值做出趨勢控系統，建立了系統的硬件框架，對每個(gè)控制部分進(jìn)行了說(shuō)曲線(xiàn)(含歷史數據),供調度員分析比較,以便找出事故原因，明。自控系統由兩臺監控計算機, 4臺PLC組成。兩臺監控計改進(jìn)管理方法，保證出水水質(zhì)，提高污水處理廠(chǎng)的經(jīng)濟效益。算機互為備用，分別配備開(kāi)發(fā)版和運行版組態(tài)軟件，顯示現2)自動(dòng)生成生產(chǎn)報表(班/日/月/年)，進(jìn)行打印和存場(chǎng)各儀表數值、設備上況，并對設備進(jìn)行控制。儲，供生產(chǎn)管理使用。班報表的形式包括班次、日期、報表(二)系統方案名稱(chēng)、采樣點(diǎn)編號、計量單位、以及采樣點(diǎn)平均值、最小值、本方案包含自控系統、儀表系統、避雷系統三大部分。最大值、連續計量的累積值，班的處理水量。日、月、年報1.自控、儀表系統表的形式與班報表形式類(lèi)同。該方案綜合考忠原有圖紙的設計和實(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)、參設計功能的基礎上進(jìn)一步優(yōu)化、 主要水質(zhì)在線(xiàn)分析儀表選用數時(shí)序曲線(xiàn)、計量累積曲線(xiàn)、事故報警總表等。進(jìn)口品牌，部分儀表選用因內外知名品牌。4)現場(chǎng)轉換開(kāi)關(guān)處于“自動(dòng)”位置時(shí)，在中控室可對有本工程自控系統的控制級別設置為三層:第- -層為現場(chǎng)關(guān)設備進(jìn)行遠程控制(開(kāi)機/停機) .手動(dòng)控制，在各電氣站點(diǎn),可單獨啟停各設備及各執行機構。5)按照工藝要求有連鎖條件的設備在現場(chǎng)控制箱在自動(dòng)第二層為PLC邏輯聯(lián)動(dòng)控制，由PLC根據現場(chǎng)各設備采集的的情況下和中央控制室界面選擇相應的設備連鎖時(shí)可以根據數據及系統設備運行邏輯關(guān)系，自動(dòng)控制各站點(diǎn)內的電氣設工藝設定值自動(dòng)運行。備運行狀態(tài)。第三層為中央控制計算機監測、修改PLC控制(2)現場(chǎng)控制站參數、上位機點(diǎn)動(dòng)控制，實(shí)現遠程實(shí)時(shí)監控。為了優(yōu)化網(wǎng)絡(luò )結構，節約布線(xiàn)成本,本系統設置兩個(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，主要檢測中央控制站設于綜合樓控制室內，由2臺監控計算機(21控制粗格柵、細格柵、提升泵、旋流沉砂池等設備信號及過(guò)寸純平顯示器)、A3打印機、一組不間斷電源(UPS).操作臺、程分析儀表信號: PLC2 安裝在CASS池，主要檢測CASS池上工業(yè)以太網(wǎng)父換機(帶網(wǎng)臂功能)組成。兩臺監控計算機互為設備信號及水質(zhì)儀表信號、出水消毒池儀表信號。此外由于備用。中央控制站監控計算機通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)向下采集現場(chǎng)污水處理廠(chǎng)內粗格柵控制系統、細格柵控制系統、脫水機控挖制站傳米的各類(lèi)數據和信號，進(jìn)行數據的存儲、趨勢曲線(xiàn)制系統I中國煤化工處理設備均帶有小型繪制、報表打印、動(dòng)態(tài)畫(huà)面顯示、過(guò)程監視和故障報警等工PLC,TYHCNMHG':臺潛水排污泵變頻柜、[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有限公司工程師，研究方向為控制系統。.-105-3臺鼓風(fēng)機變頻柜內變頻器均能夠提供PROFIBUS協(xié)議支持:品牌,部分過(guò)程儀表在以往的項目中選擇質(zhì)量、性能較好的國為了在中央控制室能夠檢測、控制所有設備及自帶變頻器的內 品牌,在充分滿(mǎn)足工藝檢測及控制要求及質(zhì)量保證的前提設備運行情況,將粗格柵控制系統、細格柵控制系統作為PLCl下，綜合選用國內外質(zhì)優(yōu)水質(zhì)過(guò)程分析儀表。的DP從站;脫水機控制系統、潷水器控制系統、消毒池設備2.避雷系統控制系統作為PLC2的DP從站;潛水排污泵變頻柜、鼓風(fēng)機設置了避雷系統，包括電源避雷和信號避雷，主要設備變頻柜通過(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)機等設備的運行參數:由于(1)電源避雷需要將部分低壓配電柜的電力參數顯示在中央控制室，增加1) PLC柜電源避雷。在各PLC控制站(PLC1、 PLC2) 的-套通訊管理機，實(shí)現電參智能儀表的數據通訊功能。主電源輸入端(UPS前)接上D級防雷器，用于防雷擊、防浪涌現場(chǎng)控制站及遠程1/0站實(shí)際控制點(diǎn)數:過(guò)電壓保護。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級防雷器，用于防雷擊、防浪涌過(guò)電壓保護:在中控室PLC2954125主電源輸入端(UPS前)接入D級防雷器，用于防浪涌過(guò)電壓保根據實(shí)際控制點(diǎn)數考慮到增加- -定的余量,設置所有模護塊點(diǎn)數不大于16點(diǎn),設計模塊數量及點(diǎn)數如下:3)在現場(chǎng)各儀表電源輸入端接入D級防雷器,用于防浪DClIA涌過(guò)電壓保護。PLC1 (4*16DI) (1*16D0) (1*8AI+4AI) (1*2A0)(2)信號避雷PLC2 (14*16DI) (3*16D0)(4*8AI)從現場(chǎng)各自控設備、儀表-各PLC柜(PLC1、PLC2、1/02)各現場(chǎng)控制站由可編程控制器PLC、UPS和過(guò)電保護裝置的每-條輸入、 輸出信號線(xiàn)串聯(lián)接入24VDC專(zhuān)用信號防雷器，等組成?？删幊炭刂破鱌LC選用技術(shù)先進(jìn)、廣泛應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，具有高可靠、可擴充性的特點(diǎn)，能承受工業(yè)PLC站的信號線(xiàn)端加裝信號避雷器。環(huán)境的嚴格要求。本方案選擇德國VIPA PLC.(3)接地德國惠朋(VIPA GmbH)公司是自動(dòng)化元器件及系統的專(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，國際Profibus組織成員。VIPA 系統300V，與西器、信號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，數據傳輸速度比同檔次S7-3002) PLC電源模塊直流接地。單獨在現場(chǎng)PLC柜附近安設快。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)信號線(xiàn)屏蔽層接地。所有信號線(xiàn)屏蔽層采用一點(diǎn)接地(3)網(wǎng)絡(luò )系統形式，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網(wǎng)絡(luò )采用二層網(wǎng)絡(luò )結構?，F場(chǎng)站與中央控制系統連接。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、信號避雷站均設置工業(yè)交換機，通過(guò)自愈式光纖環(huán)網(wǎng)方式實(shí)現以太網(wǎng)器接地端等電位連接后,與電源保護地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)現場(chǎng)儀表電源地PE與PLC柜內防雷接地系統相聯(lián)，斷開(kāi)，系統都能通過(guò)反向環(huán)的方式提供后備以太網(wǎng)鏈路，?，F場(chǎng)儀表箱內電源避雷器、信號避雷器接地端等電位連接后證系統可用性的同時(shí)兼顧經(jīng)濟性。系統網(wǎng)絡(luò )控制圖如下圖:接電源地PE,現場(chǎng)儀表箱外殼單獨接地。(三)總結采用了現場(chǎng)手動(dòng)控制、PLC邏輯聯(lián)動(dòng)控制和中央控制計算機三層控制級別，設計了一個(gè)集多種技術(shù)于一體的應用控制系統。自控系統由兩臺監控計算機, 4臺PLC組成。兩臺監控計算機互為備用，分別配備開(kāi)發(fā)版和運行版組態(tài)軟件，顯示現場(chǎng)各儀表數值、設備工況，并對設備進(jìn)行控制，在實(shí)際中強工業(yè)級光纖冗余環(huán)網(wǎng)1ER0 a2|得到了良好的應用。羿紫思[參考文獻][1] 張大群.水處理設備的總體狀況與發(fā)展0.天津科技,2001.9(4):17-18.[2] 張潤蓮，門(mén)市污水處理廠(chǎng)規劃方案的協(xié)調[].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,文嚴安.污水處理廠(chǎng)的自動(dòng)控制系統[],機圈1系統網(wǎng)絡(luò )控制圖.電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng ):204.22(3):78-79.(4)一次儀表及檢測控制要求[4中國煤化工內優(yōu)化設計辦.中國給水-次儀表和執行機構分別是控制系統的五官和手腳，是控制系統的來(lái)源和控制目的，本系統儀表選型充分考慮性?xún)r(jià)CNMHG比及售后維護的便捷性，主要水質(zhì)分析儀表選用進(jìn)口或合資- 106-