污水處理廠的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計

1、污水處理廠的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計污泥運輸機(jī)的PLC程序設(shè)計1 污水處理工藝流程1.1工藝流程圖 圖1.1工藝流程詳圖圖1.2 工藝流程簡圖1.2 對工藝流程的闡述首先從廠外污水泵站提升到污水處理廠的污水，經(jīng)過粗格柵，去除污水中較大的垃圾、漂浮物；通過5臺100KW和3臺54KW的污水泵將污水提升到細(xì)格柵，將較小的漂浮物去除；在沉砂池攪拌、除砂；然后進(jìn)入生化池進(jìn)行厭氧、耗氧處理，經(jīng)沉淀池泥水別離，上層澄清液作為凈化后的清潔排放水；沉淀下來的污泥一局部回流到生化池再生利用，一局部作為剩余污泥回流到污泥濃縮池，進(jìn)一步濃縮，通過污泥處理系統(tǒng)，把泥漿態(tài)的污泥脫水、壓濾，形成干污泥餅如圖1.2所示。1.3

2、主要設(shè)備的組成及控制方式 主要設(shè)備活性污泥法的曝氣方式可分為兩大類：鼓風(fēng)曝氣及機(jī)械曝氣兩大類。鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的主要設(shè)備是鼓風(fēng)機(jī)及擴(kuò)散系統(tǒng)。小污水廠的鼓風(fēng)機(jī)一般采用羅茨風(fēng)機(jī)及小型離心 風(fēng)機(jī)。分散系統(tǒng)一般采用微孔曝氣器。但必須是適應(yīng)于間歇曝氣的運行方式。鼓風(fēng)機(jī)往往安裝在SBR池旁邊，以減少管路系統(tǒng)的造價。由于污水廠較小，一般不設(shè) 鼓風(fēng)機(jī)房，僅在鼓風(fēng)機(jī)上設(shè)罩棚。這主要適用于廠礦企業(yè)內(nèi)的污水處理廠，不嚴(yán)格控制噪音的情況。如果污水廠毗臨生活小區(qū)，假設(shè)采用鼓風(fēng)曝氣那么必須建鼓風(fēng)機(jī)房， 同時還要有相應(yīng)的降噪措施，這樣情況下宜采用機(jī)械曝氣方式。設(shè)備控制方式 污水處理廠的設(shè)備均采用三級控制方式，即現(xiàn)場控制方式、M

3、CC控制方式和微機(jī)控制方式。目前，以MCC控制為根底，PLC控制為主導(dǎo)的控制方式始終處于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設(shè)備提供了非?？煽康目刂茟?yīng)用。其主要原因，在于它能夠為自動化控制應(yīng)用提供平安可靠和比擬完善的解決方案，適合于當(dāng)前污水處理廠對自動化的需要。控制系統(tǒng)采用“雙入單出的模糊控制器。輸入量為pH值給定值與測量值的偏差e以及偏差變化率ec，輸出量為向加藥泵供電的變頻器的輸入控制電壓 u?？刂七^程為控制器定時采樣pH值和pH值變化率與給定值比擬，得pH值偏差e以及偏差變化率ec，并以此作為 PLC控制器的輸入變量，經(jīng)模糊控制器輸出控制變頻器輸出頻率n，從而改變加藥量使p

4、H值保持穩(wěn)定。 1.4粗格柵、細(xì)格柵、提升泵房的設(shè)備控制 粗格柵、細(xì)格柵的控制分為現(xiàn)場控制和遠(yuǎn)程控制兩種模式。遠(yuǎn)程控制模式由PLC和上位機(jī)實現(xiàn)，它包括微機(jī)手動和微機(jī)自動，而微機(jī)自動控制方式為：1水位差控制方式，通過格柵機(jī)運行液位差計的測量值用來反映格柵阻塞程度，并傳輸?shù)絇LC控制器，進(jìn)行分析計算。當(dāng)液位差超過預(yù)設(shè)的數(shù)值，控制格柵運行；2時間設(shè)置控制方式，在上位機(jī)的INTERACT組態(tài)軟件中設(shè)置格柵機(jī)運行時間和停機(jī)時間，經(jīng)PLC控制器的程序運算指揮MCC對格柵機(jī)進(jìn)行控制。提升泵運行控制以遠(yuǎn)程控制為主。某污水處理廠有兩個提升泵站，每個泵站設(shè)有一個PLC工作站與廠內(nèi)主站聯(lián)絡(luò)如圖1.3所示。

5、 圖1.3 各子站聯(lián)絡(luò)圖它們距污水處理廠約45公里。為實現(xiàn)進(jìn)水提升泵的遠(yuǎn)程自動控制的平安、可靠，水位測量和提升泵的流量測量和數(shù)據(jù)分析、傳輸、控制等設(shè)備是不可缺少的，所以在進(jìn)水泵房處安裝了液位計，測量泵井的水位；每臺提升泵的提升管安裝電磁流量計，測量每臺提升泵工作的瞬時流量；兩個PLC工作站分別擔(dān)負(fù)各泵站的設(shè)備控制、設(shè)備保護(hù)、數(shù)據(jù)采樣、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)茸饔?。根?jù)測量值對應(yīng)控制程序，自動控制提升泵的運行組合。這樣可以根據(jù)廠外來水量準(zhǔn)確及時地調(diào)整泵運行數(shù)量，減少設(shè)備疲勞；同時可以取消傳統(tǒng)泵站三班倒的人力資源消耗。 1.5 沉砂池、生化池、沉淀池、污泥回流泵房和鼓風(fēng)機(jī)房的設(shè)備控制砂攪拌器的自動運行通過進(jìn)

6、水電磁流量計控制，而抽砂泵的運行狀態(tài)是由微機(jī)對其開、停時間的設(shè)置控制的。 生化池厭氧區(qū)的攪拌器、沉淀池的吸刮泥機(jī)、污泥回流泵房的閥門和回流泵都是由微機(jī)觸發(fā)指令通過PLC控制。 生化池好氧區(qū)的DO計、MLSS計、ORP計、空氣調(diào)節(jié)閥和HV-TURBO鼓風(fēng)機(jī)是污水處理的重要設(shè)備。曝氣池溶解氧的控制、厭氧段與好氧段的控制、污泥濃度的控制是污水處理廠工藝的核心。該系統(tǒng)控制思路：PLC通過對DO的檢測，自動調(diào)節(jié)空氣閥的開度；當(dāng)檢測到空氣閥的調(diào)節(jié)不能滿足DO的需要時，再著行調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)的出風(fēng)導(dǎo)葉片的開度目前各污水廠在該系統(tǒng)的應(yīng)用都不理想，主要問題是溶解氧的測量值滯后、不穩(wěn)定及空氣閥門的選型；PLC檢測DO計

7、、MLSS計、ORP計的值傳送上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，實時掌握厭氧段與好氧段、污泥濃度等狀況，及時調(diào)整工藝控制。1.6 脫水機(jī)房脫水機(jī)房的設(shè)備主要擔(dān)負(fù)由污泥提升泵將回流泵井的剩余污泥與污泥絮凝劑按比例混合進(jìn)行脫水處理的任務(wù)。污泥與溶解成一定濃度的絮凝劑混合后，污泥中的固體顆粒被凝聚成絮團(tuán)，并別離出自由水，然后被輸送到帶式污泥脫水機(jī)上，經(jīng)頂脫水區(qū)、重力脫水區(qū)、楔形脫水區(qū)、壓濾脫水區(qū)后形成濾餅排出。設(shè)備的控制思路是以時序的邏輯控制為主導(dǎo)，污泥和絮凝劑混合的比例通過污泥電磁流量計、清水流量計和投藥泵投藥量實現(xiàn)。該系統(tǒng)流程控制原理圖如圖1.4所示。 圖1.4 污泥脫水系統(tǒng)流程控制圖脫水機(jī)系統(tǒng)的聯(lián)動控制時序

8、： 條件：各設(shè)備準(zhǔn)備就緒，無故障；空壓機(jī)、自動配藥池工作正常。 啟動：皮帶輸送機(jī)運轉(zhuǎn) 帶式脫水機(jī)運轉(zhuǎn) 投藥泵運轉(zhuǎn) 污泥泵運轉(zhuǎn)。 停機(jī)：控制順序與啟動順序相反。 時間：根據(jù)實際的運行狀況，可在PLC中設(shè)置各設(shè)備聯(lián)動間隔時間。1.7 PLC控制系統(tǒng) 污水處理廠自控系統(tǒng)遵循“集中管理，分散控制，數(shù)據(jù)共享的原那么，設(shè)計選型先進(jìn)，平安可靠，經(jīng)濟(jì)合理，并能保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定高效地運行。PLC控制系統(tǒng)滿足污水處理廠運行管理和平安處理的要求，即生產(chǎn)過程自動控制和報警、自動保護(hù)、自動操作、自動調(diào)節(jié)、提高運行效率，降低運行本錢，減輕勞動強(qiáng)度，對污水處理廠內(nèi)各系統(tǒng)工藝流程中的重要參數(shù)、設(shè)備工作情況等進(jìn)行計算機(jī)在線集中

9、實時監(jiān)測，重要設(shè)備進(jìn)行計算機(jī)在線集散控制，確保污水處理廠的出水水質(zhì)到達(dá)設(shè)計排放標(biāo)準(zhǔn)。1.7.1 PLC控制系統(tǒng)的根本構(gòu)成及功能 污水處理廠PLC控制系統(tǒng)由兩臺計算機(jī)、8個現(xiàn)場控制站、工藝儀表、電量變送器構(gòu)成。8個現(xiàn)場控制站用于控制現(xiàn)場設(shè)備、采集動態(tài)工藝參數(shù)和設(shè)備工作情況?，F(xiàn)場控制站根據(jù)污水處理廠的實際工藝和構(gòu)筑物的幾何分布，設(shè)置在控制對象和信號源相對集中的幾個單體中，并考慮在不影響控制功能和設(shè)備平安的前提下，盡量節(jié)省投資。本控制系統(tǒng)由8個現(xiàn)場控制站組成。它們分別位于：廠外1#泵站；廠外2#泵站；廠內(nèi)中心控制室；廠內(nèi)低壓電房；鼓風(fēng)機(jī)房3個站；脫水機(jī)房。0工作站5工作站之間采用A1SJ71AR21

10、模塊通過同軸電纜通訊。1#工作站和2#工作站與廠內(nèi)主工作站的距離45公里，且無人值班，故租用電信公司無源 專線通過調(diào)制解調(diào)器和A1SJ71UC24通信模塊進(jìn)行泵房設(shè)備控制和數(shù)據(jù)傳輸。網(wǎng)絡(luò)控制分布圖如圖1.5所示。1.7.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)污水處理廠的自控系統(tǒng)由環(huán)形拓?fù)湫问絩ing topology和星形拓?fù)湫问?startop ology)兩種總線網(wǎng)絡(luò)形式構(gòu)成。1.7.3 上位機(jī)組態(tài)功能1控制操作：在中控室里采用2臺IBM90和INTERACT組態(tài)軟件開發(fā)的工控程序能對全廠和2個污水提升泵站的被控設(shè)備進(jìn)行控制、對各現(xiàn)場控制站PLC的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定和修改，具有良好的人機(jī)交互界面，可方便地進(jìn)行圖形間的切換

11、和各種功能的調(diào)用。設(shè)立不同的平安操作等級，針對不同的操作者，設(shè)置相應(yīng)的加密等級，記錄操作員及其操作信息。 2顯示功能：用設(shè)計方法生成圖形，實時地、集中地顯示被測參數(shù)所處的變化過程。對全廠工藝過程、工藝參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)等通過顏色的變化直觀地、動態(tài)地顯示。 數(shù)據(jù)處理及管理：操作記錄并顯示工藝參數(shù)、電量參數(shù)的變化曲線或趨勢圖，利用在線數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、統(tǒng)計、計算、顯示。 報警功能：當(dāng)某一參數(shù)異?；蛟O(shè)備故障時，可根據(jù)不同的報警類別，發(fā)出聲光報警、屏幕報警。 3報表功能：分成年度、月度、日班報表及運行參數(shù)報表。如：污水處理量、加藥量、耗電量等。4打印功能：各種報表的打印，各種事件及報警實時打印。

12、由于污水廠較小，各構(gòu)筑物之間一般用渠道相連，既節(jié)省了占地，又減少了水頭損失。有專家統(tǒng)計，采用渠道輸配水的污水處理廠的水頭損失要比管道輸配水的小2 -3m。對于采用SBR法的小型污水處理廠，一般將沉砂池與SBR池通過渠道相連、污泥濃縮池與脫水機(jī)房和泥餅堆放場合建。這樣，在常規(guī)的設(shè)計中，小型污 水廠內(nèi)至多有三個主要的處理單元：輔助生產(chǎn)區(qū)含辦公、變配電及總控等、水處理單元、泥處理單元。有時泥處理和水處理單元也可合建。由于方便輸配水，各構(gòu)筑物采用了合建方式，在設(shè)計時應(yīng)注意距離較近的構(gòu)筑物的根底處理，埋深上盡量接近。通過連接構(gòu)筑物的渠道應(yīng)做沉降縫。圖1.5 全廠網(wǎng)絡(luò)控制圖多座反響池的排泥管也可采用渠道而

13、非管道和止回閥連接的方式，這樣不僅減少了設(shè)備的維護(hù)管理，而且沒有閥門堵塞的問題。在小型污水處理廠內(nèi)多采用類似策略，可以大大節(jié)省工程費用，方便維護(hù)管理。1.8  系統(tǒng)構(gòu)成及其布局根據(jù)工藝特點和控制要求，本系統(tǒng)采用分布式集散監(jiān)控系統(tǒng)，按流程設(shè)兩個PLC分站，分別監(jiān)控水區(qū)和泥區(qū)的設(shè)備運行和控制，設(shè)一個總站集中分站信息并控制分站工作。具體控制分為:(1) 現(xiàn)地控制，設(shè)現(xiàn)場箱或按鈕站，由“現(xiàn)場/遙控轉(zhuǎn)換控制狀態(tài)，“現(xiàn)場設(shè)點動按鈕，用于調(diào)整和檢修。(2) 各開關(guān)柜(包括:10kV進(jìn)線柜、0.4kV進(jìn)線柜等)，由“自動/停止/手動轉(zhuǎn)換控制狀態(tài)，“手動設(shè)啟/停按鈕，用于手動操作。(3) 分站控制，用

14、可編程控制器和工業(yè)控制計算機(jī)系統(tǒng)等自控設(shè)備，自動監(jiān)控所屬范圍運行。(4) 總站主機(jī)控制，多為計算機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)，集中分站信息，進(jìn)行各種處理，并通過分站統(tǒng)一控制全廠運行，滿足工藝測控要求，使全廠運行處于最正確狀態(tài)，是監(jiān)控管理的中心。監(jiān)控系統(tǒng)由操作員工作站、效勞器工作站、投影儀、打印機(jī)、2個PLC工作站和現(xiàn)場一次設(shè)備。通信網(wǎng)絡(luò)采用西門子的過程現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)(Profibus)，它為分布式I/O站或驅(qū)動器等現(xiàn)場器件提供了高速通信所需的用戶接口，以及提供了在主站間大量數(shù)據(jù)內(nèi)部交換的接口通信協(xié)議采用SINEC L2，該協(xié)議遵從DIN19245標(biāo)準(zhǔn)。SINEC L2又分為如下子協(xié)議:L2-TF、L2-FMS

15、、L2-DP及L2-AP。其中L2-DP遵從Profibus標(biāo)準(zhǔn)開放式結(jié)構(gòu)，適用于對時間要求嚴(yán)格的現(xiàn)場，能夠以最快的速度快速處理和傳送網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。所以本系統(tǒng)可以快速的采集和處理由PLC所采集的數(shù)據(jù)，符合控制系統(tǒng)要求的快速性。文檔收集自網(wǎng)絡(luò)，僅用于個人學(xué)習(xí)2.污水處理中的PLC2.1 概述 設(shè)計范圍 設(shè)計包括廠界內(nèi)預(yù)處理處理、生物濾池、污泥處理及附屬設(shè)施需要檢測和控制應(yīng)提供的儀表和有關(guān)的輔助裝置等。2.1.2 PLC設(shè)計綜述實用性：PLC系統(tǒng)其目的在于滿足污水廠生產(chǎn)控制和管理要求，在保證先進(jìn)的條件下，設(shè)備和系統(tǒng)應(yīng)符合實際要求?？煽啃裕何鬯幚韽S的生產(chǎn)過程要求PLC控制系統(tǒng)具有連續(xù)可靠性。經(jīng)濟(jì)性：P

16、LC系統(tǒng)的技術(shù)含量高，設(shè)備復(fù)雜，因此，在設(shè)計時應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬。先進(jìn)性：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、PLC控制技術(shù)開展迅速。根據(jù)某污水處理廠的設(shè)計規(guī)模和BAF生物濾池工藝的特點，本著技術(shù)先進(jìn)，性價比高，適用可靠的原那么進(jìn)行設(shè)計。依據(jù)集中監(jiān)測為主，分散控制為輔的根本原那么，設(shè)計采用以PLC可編程控制器為根底的監(jiān)測控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)SCADA,在中央控制室利用PC工業(yè)級PC對廠內(nèi)各工況進(jìn)行實時監(jiān)控，并有信號報警和聯(lián)鎖等設(shè)施以保證生產(chǎn)正常運行，生產(chǎn)的工藝過程PLC采用就地獨立控制。從平安生產(chǎn)的角度和操作人員技術(shù)掌握程度上考慮，設(shè)立三級控制層：設(shè)備就地手動、PLC子站現(xiàn)場監(jiān)控和中控室遠(yuǎn)程監(jiān)控如圖2.1所示。

17、在綜合樓設(shè)立中央控制室，下設(shè)1#預(yù)處理PLC子站，2#BAF生物濾池PLC子站和3#污泥處理PLC子站等共7個現(xiàn)場處理子站。在中央控制時可對主要設(shè)備實施開、?？刂?。同時，設(shè)備運轉(zhuǎn)狀態(tài)也通過通訊總線送入上位計算機(jī)，在計算機(jī)上對全廠設(shè)備運轉(zhuǎn)情況進(jìn)行監(jiān)控。中央控制室還設(shè)置了以太網(wǎng)交換器，與廠級管理PLC層以太信息網(wǎng)絡(luò)相連接，并設(shè)置廠長辦公終端、生產(chǎn)管理終端、化驗室終端。圖2.1 全廠網(wǎng)絡(luò)控制圖2.2 PLC在污水處理中的局部運用 中央控制室 圖2.2 流程簡圖在辦公樓設(shè)立中央控制室，中央控制室內(nèi)設(shè)有兩臺21”純平高分辨率計算機(jī)操作站、一臺數(shù)據(jù)庫效勞器、三臺打印機(jī)、一臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。兩臺計算機(jī)操作站互為備

18、用，并可安裝PLC編程軟件，程序可方便地通過控制網(wǎng)絡(luò)分別下載到指定的現(xiàn)場控制站，以便在調(diào)試過程中隨時修改程序。中央控制室可對整個分控式控制系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài)管理、系統(tǒng)監(jiān)測、實時監(jiān)測、顯示、處理、控制各PLC子站的狀態(tài)、通信、數(shù)據(jù)和信息，完成報警和報表打印。在廠級管理層可以通過Internet將結(jié)果、效益分析等發(fā)往主管局等政府機(jī)關(guān)如圖2.2所示。生產(chǎn)工藝過程以工藝流程圖方式顯示，圖形可以取出每幅圖的局部進(jìn)行放大，便于分幅，分組組展示，流程上有相關(guān)的實時生產(chǎn)過程的動態(tài)參數(shù)值顯示。當(dāng)動態(tài)顯示值顯示改變時，隨之改變圖形的數(shù)值。2.2.2 控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通訊控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用可與信息系統(tǒng)無縫連接、可進(jìn)行三階層

19、通信、高速可靠通信。PLC控制系統(tǒng)中央控制室與現(xiàn)場PLC子站之間采用最先進(jìn)的控制網(wǎng)絡(luò)，該控制網(wǎng)是一種最現(xiàn)代化的開放網(wǎng)絡(luò)，已成為工業(yè)PLC領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)。它具有靈活的結(jié)構(gòu)，安裝方便，支持PLC之間及PLC和上位機(jī)之間的自動數(shù)據(jù)鏈接，也可使用信息效勞進(jìn)行可編程的數(shù)據(jù)傳送，可得到大容量、柔性數(shù)據(jù)鏈接及大容量的數(shù)據(jù)傳送，對應(yīng)低本錢的通信系統(tǒng)。其通訊介質(zhì)選屏蔽雙絞線。通訊速率可達(dá)2Mbps，保證數(shù)據(jù)高速確定地傳輸。主要特性：通訊方法為N:N令牌環(huán)。在網(wǎng)絡(luò)兩端內(nèi)藏必要的終端電阻，只需作開關(guān)設(shè)定。最大傳送距離：1KM線纜20KM光纜。最大傳輸率：2Mbps。傳送媒體方式：屏蔽雙絞線或光纜。最大節(jié)點數(shù)：32或

20、62PLC。通過網(wǎng)關(guān)或PLC可與其他控制網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場總線相連。中央控制室與廠級管理層之間采用100Mdps的以太通訊網(wǎng)，該網(wǎng)帶有E-mail功能，能向mail server發(fā)送用戶自定義信息，故障信息，狀態(tài)信息等，通過網(wǎng)關(guān)以太網(wǎng)交換器或PLC可與其他控制網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場總線相連。主要特性：支持TCP/IP,UDP/IP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。傳輸率：10/100Mbps。傳輸協(xié)議：TCP/IP、UDP/IP、FTP。傳輸距離：40KM。傳送媒體方式：單模光纖。通過網(wǎng)關(guān)或PLC可與其他控制網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場總線相連。為保證在供電發(fā)生意外時，系統(tǒng)能有足夠的反響時間進(jìn)行應(yīng)急處理，設(shè)計上中央控制室和各子站均設(shè)有在線式不間斷電源。1

21、預(yù)處理PLC控制及檢測部過電壓保護(hù)裝置能抑制出現(xiàn)在電力網(wǎng)絡(luò)中的暫態(tài)浪涌電壓和吸收暫態(tài)浪涌電壓能量，在保障供電連續(xù)的條件下，保障計算機(jī)、PLC控制子站及其他主要設(shè)備免受過電壓的干擾和侵害，使用電設(shè)備平安正常運行。2.2.3 分現(xiàn)場生產(chǎn)過程PLC控制系統(tǒng)廠內(nèi)1#預(yù)處理PLC子站位于污泥脫水間控制室內(nèi)。對工藝專業(yè)要求檢測的各種工藝參數(shù)，水泵、閘門、粗格柵、細(xì)格柵、排砂裝置等設(shè)備的運行狀態(tài)、故障狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和控制。通過網(wǎng)絡(luò)把信號送中央控制室計算機(jī)操作站完成指示、記錄、報表和報警打印等監(jiān)控管理功能。其主要設(shè)備有：粗格柵、閘板，細(xì)格柵、螺旋輸送機(jī)該子站模擬量輸入、輸出，數(shù)字量輸入、輸出點數(shù)AI:11 DI

22、:30 DO:22粗格柵開、?？刂聘鶕?jù)超聲波液位差計測得的粗格柵前后水位差值自動控制回轉(zhuǎn)式粗格柵的運行，即水位差到達(dá)設(shè)定值時，自動啟動格柵。當(dāng)回轉(zhuǎn)式粗格柵停止運行的時間超出設(shè)定值時，系統(tǒng)轉(zhuǎn)為時間控制，此時限為可調(diào)式設(shè)計，并設(shè)置上限報警。PLC系統(tǒng)將根據(jù)軟件程序自動控制螺旋輸送機(jī)、回轉(zhuǎn)式粗格柵機(jī)的順序啟停、運行、停車以及平安連鎖保護(hù)，格柵機(jī)停機(jī)后延時停螺旋輸送機(jī)。細(xì)格柵開、?？刂萍?xì)格柵24小時運行，并設(shè)置上限報警。PLC系統(tǒng)將根據(jù)軟件程序自動控制螺旋輸送機(jī)、回轉(zhuǎn)式細(xì)格柵機(jī)的順序啟停、運行、停車以及平安連鎖保護(hù)，格柵機(jī)停機(jī)后延時停螺旋輸送機(jī)。污水閘門控制：兩臺閘門根據(jù)液位手動或電動，其運行信號送入

23、中控室監(jiān)控，不參加控制。2 BAF生物濾池PLC控制及檢測局部廠內(nèi)2#BAF生物濾池PLC子站位于變電所低壓配電室控制室內(nèi)。對工藝專業(yè)要求檢測的各種工藝參數(shù)，水泵、風(fēng)機(jī)反沖洗泵等設(shè)備的運行狀態(tài)、故障狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和控制。并可在中控室計算機(jī)操作站完成指示、記錄、報表和報警打印等監(jiān)控管理功能。其主要設(shè)備有：排砂閥，排泥閥，啟閉機(jī)，砂水別離器，電動進(jìn)水閥，電動排水閥，電動進(jìn)氣閥，電動氣沖閥電動反沖洗閥，回用潛水泵，離心鼓風(fēng)機(jī)。該子站模擬量輸入、輸出，數(shù)字量輸入、輸出點數(shù)AI:14 AO:3 DI:124 DO:134沉砂池和沉淀池沉砂池和沉淀池定時開/停排砂、排泥閥，砂水別離器設(shè)備控制由設(shè)備廠商自帶可

24、設(shè)定控制系統(tǒng)，砂水別離器應(yīng)與排砂閥聯(lián)鎖。BAF生物濾池 工藝過程簡述：污水經(jīng)強(qiáng)化預(yù)處理后進(jìn)入第一級生物過濾C/N池，污水通過濾池進(jìn)水管進(jìn)入濾池底部，填料上的微生物利用進(jìn)水中的溶解氧降解BOD，同時，SS也通過一系列復(fù)雜的物化過程被填料及其上面的生物膜吸附截留在濾床內(nèi)。流出填料層的廢水進(jìn)入第二級生物過濾池的污水流程同第一級，但在第二級生物過濾池中可根據(jù)運行情況不曝氣并減少回流比以節(jié)能。經(jīng)二級生物過濾處理后的污水即直接進(jìn)入接觸池消毒。第一級生物濾池按時間及水位差控制濾池的反沖洗。在該級濾池有超聲波液位計，DO測定儀等國外儀表。第二級生物濾池按吸附與過濾方式運行。按時間及水位差控制濾池的反沖洗。在該

25、級濾池裝有超聲波液位計，SS測定儀，DO測定儀等國外儀表。檢測信號均送生物濾池處理PLC子站進(jìn)行監(jiān)控。根據(jù)生物濾池水位差的反鎖信號控制反沖洗機(jī)組開停，根據(jù)DO測量儀所測反鎖信號控制調(diào)節(jié)曝氣風(fēng)機(jī)的風(fēng)量。BAF生物濾池按所設(shè)計時間進(jìn)行周期性反沖洗，其中，第一級按每個周期16小時，第二級按每個周期36小時進(jìn)行反沖洗?；蛘咴谝粋€周期內(nèi)，如果水頭損失到達(dá)所設(shè)反沖設(shè)定值時，優(yōu)先進(jìn)入反沖洗程序反沖洗周期設(shè)定值根據(jù)水質(zhì)情況在反沖洗程序中為可調(diào)值。BAF生物濾池根據(jù)其優(yōu)先順序逐臺啟動濾池的反沖洗。一、二級曝氣生物濾池控制過程：反沖洗階段根據(jù)時間設(shè)定為周期性反沖洗。根據(jù)超聲波液位計所測水位值確定反沖洗過程。當(dāng)水位

26、下降到所設(shè)定值時，停止進(jìn)水閥，開啟反洗水出水閥。待濾池液位再次下降到設(shè)定反洗液位值時，先開啟反洗鼓風(fēng)機(jī)，后開啟反洗風(fēng)閥進(jìn)行氣沖洗。氣洗數(shù)分鐘后，關(guān)閉反洗氣閥，關(guān)閉反洗鼓風(fēng)機(jī)，氣沖洗結(jié)束。氣沖洗結(jié)束，進(jìn)入水沖洗階段。先開啟反沖洗水泵，后開啟反洗管路閥們，進(jìn)行水洗數(shù)分鐘后，水沖洗結(jié)束。當(dāng)水沖洗結(jié)束后，繼續(xù)開啟反沖洗鼓風(fēng)機(jī)，再開啟反沖洗風(fēng)閥，進(jìn)入氣、水混合沖洗階段。氣、水混合反洗數(shù)分鐘后，關(guān)閉反洗風(fēng)閥，關(guān)閉反洗鼓風(fēng)機(jī)；關(guān)閉反洗水水閥，關(guān)閉反洗水泵。至此，反沖洗過程全部結(jié)束。當(dāng)反沖洗階段結(jié)束后，先開啟進(jìn)水閥，后開啟曝氣鼓風(fēng)機(jī)，再開啟曝氣風(fēng)閥，最后關(guān)閉反沖洗水出水閥。進(jìn)入正常曝氣階段。強(qiáng)制反洗：假設(shè)反洗

27、效果不佳，說明濾路可能出現(xiàn)堵塞，此時，關(guān)閉進(jìn)水閥，開啟反沖洗出水閥，開啟強(qiáng)制反沖洗泵和強(qiáng)制反沖洗閥們，進(jìn)行強(qiáng)制反沖洗，其過程按反沖過程運行如圖2.3所示。圖2.3 BAF曝氣法工藝流程圖3 污泥脫水PLC控制及檢測局部廠內(nèi)3#污泥PLC子站位于污泥脫水間控制室內(nèi)。對于工藝專業(yè)要求檢測的各種工藝參數(shù)，水泵、加藥設(shè)備、離心脫水機(jī)等設(shè)備的運行狀態(tài)、故障狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和控制。通過網(wǎng)絡(luò)把信號送中央控制室計算機(jī)操作站完成指示、記錄、報表和報警打印等監(jiān)控管理功能。其主要設(shè)備有：離心脫水機(jī)，污泥進(jìn)料泵，沖洗水泵，皮帶輸送機(jī)，無軸螺旋輸送機(jī)，隔膜計量泵，攪拌機(jī)。該子站模擬量輸入、輸出，數(shù)字量輸入、輸出點數(shù)AI:4

28、 AO:3 DI:30 DO:24污泥脫水系統(tǒng)為成套設(shè)備包括污泥進(jìn)料泵、加藥泵、離心脫水機(jī)，自帶現(xiàn)場控制柜。該系統(tǒng)運行、故障信號送入PLC顯示，根據(jù)儲泥池液位，PLC給出設(shè)備的開、停命令，運行中設(shè)備根據(jù)自帶的控制程序動作，給料機(jī)組機(jī)開/停與離心脫水機(jī)。脫水后污泥螺旋輸送機(jī)和皮帶輸送機(jī)與離心脫水機(jī)聯(lián)鎖，先開啟螺旋輸送機(jī)和皮帶輸送機(jī)，再開啟離心脫水機(jī)，最后開啟污泥泵，停運時，先停污泥泵，再停離心脫水機(jī)，最后停螺旋輸送機(jī)和皮帶輸送機(jī)。2.2.4 廠級管理PLC系統(tǒng)為了及時地對來自污水處理現(xiàn)場的生產(chǎn)信息進(jìn)行收集、儲存、分析和加工處理，以便工廠領(lǐng)導(dǎo)層對生產(chǎn)管理的準(zhǔn)確決策，設(shè)計中考慮了廠級管理終端。該系統(tǒng)

29、主要功能：生產(chǎn)過程的全面查詢，包括各種進(jìn)、出廠水流量，各中能耗等。生產(chǎn)過程分析報告、報表和圖形。設(shè)備資料數(shù)據(jù)庫和設(shè)備運行管理數(shù)據(jù)庫。化驗所需要的參數(shù)。建立與外部Interner的雙向連接，便于發(fā)布信息和從外部獲取信息。2.3 PLC設(shè)備及儀表選型為了保證監(jiān)控管理控制系統(tǒng)的正常運行，PLC監(jiān)控系統(tǒng)選用SIEMENS的S7400系列產(chǎn)品?，F(xiàn)場PLC控制子站是直接監(jiān)視和控制假設(shè)干工藝生產(chǎn)過程所單元。其主要設(shè)備是：SIEMENS的S7400 系列PLC可編程控制器，直流電源，超聲波液位計，電磁流量計，PH計，SS計，DO計，污泥液位測量系統(tǒng)。PLC性能特點：CPU指示，高速RISC的CPU，最大IO點

30、數(shù)為5120點，數(shù)據(jù)內(nèi)存容量：64K字。電源電壓范圍：85132VAC或170264VAC。根本指令處理速度：0.04ms/k。特殊指令處理速度：0.12ms/k，I/O模塊指令。數(shù)字量輸入模塊DI：輸入點數(shù)：16點，輸入電壓：24VDC，快速刷新時間：0.004ms。連接方式：采用可拆卸式端子排以提高可靠性，易于連接和維修各模塊。各模塊具有光電隔離功能，每個輸出點都具有狀態(tài)指示。數(shù)字量輸出模塊DO：輸入點數(shù)：16點繼電器，最大開閉幕、能力：AC250V/DC24V，2A，快速刷新時間：0.004ms。連接方式：采用可拆卸式端子排以提高可靠性，易于連接和維修。各模塊具有光電隔離功能，每個輸出點

31、都具有狀態(tài)指示。模擬量輸入模塊AI：，輸入點：8路。輸入范圍：05V,15V,010V,-10+10V,420mA。分辨率：12位，隔離方式：光電隔離，轉(zhuǎn)換速度：1ms/點。精度25：電壓±0.2% 電流±0.4%。其他功能：斷線檢測,峰值保持、平均值功能、定標(biāo)功能等。連接方式：采用可拆卸式端子排以提高可靠性，易于連接和維修。各模塊具有光電隔離功能，每個輸出點都具有狀態(tài)指示。模擬量輸出模塊AO：輸出點數(shù)：8路。輸出范圍：05V,15V,010V,-10+10V,420mA。分辨率：12位，隔離方式：光電隔離，轉(zhuǎn)換速度：1ms/點。精度25：電壓±0.3%FS ，電

32、流±0.5%FS。其他功能：輸出限幅，上/下限報警，脈沖輸出。連接方式：采用可拆卸式端子排以提高可靠性，易于連接和維修。操作員面板PT觸摸屏：顯示器：TFT彩色，有效顯示區(qū)域：10.4，觸摸開關(guān)分辨率：32*24個，顯示分辨率：640*480點。通訊接口：RS-422A/RS-485口 RS-232C口，電源電壓范圍：DC20.4VDC26.4V，運行時間：25000小時，能取代手持式編程器對PLC進(jìn)行編程器對PLC進(jìn)行編程。隔離裝置：根據(jù)開關(guān)量信號輸入輸出點配置繼電器以隔離PLC與被測控的設(shè)備。在儀表選型上，介于監(jiān)測儀表的重要性，在儀表選型上應(yīng)遵循：準(zhǔn)確全面反映進(jìn)廠水的水質(zhì)水量情況

33、。準(zhǔn)確全面反映出水廠的水質(zhì)情況。各處理單元的出口的主要水質(zhì)情況。參與控制的水質(zhì)和物理參數(shù)。盡量選用國內(nèi)可靠成熟的儀表產(chǎn)品，以節(jié)約投資，也方便維修。對關(guān)鍵的現(xiàn)場儀表，那么考慮引進(jìn)國外設(shè)備。超聲波液位計是非接觸式測量儀表該儀表通過對超聲波發(fā)射和反射的行程所需的時間和測量距離成正比的原理測量液位。儀表由傳感器超聲波探頭、變送器及專用電纜組成，德國E+H公司。型號：傳感器 FDU80-RG2A 變送器 FMU682-R1A1A1(1被測介質(zhì)：污水和稀污泥(2測量范圍：FDU80 量程 050m(3輸入范圍：420mA DC， 負(fù)載電阻<600(4電源：220VAC 50HZ(5測量值誤差：0.2

34、%滿量程 分辨率：1mm(6安裝位置：室外(7防護(hù)等級：傳感器：IP68 變送器：IP65(8現(xiàn)場顯示：4 1/2數(shù)顯 (9專用電纜：10M (10安裝支架：墻支架919792-0001電磁流量計是測量和指示導(dǎo)電液體的流量，由傳感器、變送器及專用電纜組成，傳感器形式為發(fā)蘭連接，帶接地環(huán)，轉(zhuǎn)換器具備微處理器信號功能，用手持磁棒方法，不翻開外殼就可對機(jī)內(nèi)實行編程。上海光華愛爾美特。型號：傳感器IFS4000 轉(zhuǎn)換器 SC100AS/MP-2211PH計：此裝置為一組電極，這組電極產(chǎn)生的電勢與被測液體的氫離子濃度成比例，該裝置包括傳感器、變送器及專用電纜，包括傳感器的安裝支架及傳感器的手動清洗頭，德

35、國E+H公司。型號：傳感器 CPS11-2AA2TSA 變送器:CPM253-PR0010SS計：該裝置包括傳感器、變送器及專用電纜，包括傳感器的安裝支架及傳感器的手動清洗頭，德國E+H公司。DO計：測量原理是覆膜式，電流測量傳感器。該裝置包括傳感器、變送器及專用電纜，包括傳感器的安裝支架及傳感器的手動清洗頭，德國E+H公司。型號：傳感器C0S4-2 變送器 C0M253-0010污泥液位測量系統(tǒng)：該裝置是通過濃度變送器，應(yīng)用成熟的雙-光束，脈動-光方法實現(xiàn)。包括濃度計、濃度傳感器、步進(jìn)電機(jī)控制器、跟蹤單元，德國E+H公司。型號：CUC101-A02.4 儀表的動力要求 和相應(yīng)的配電室提供，中

36、央控制室、各子供電要求，交流電壓：220VAC±10% 50Hz±5%，直流電壓：24V-5%+10%。中控機(jī)房電源采用雙回路電源供電，并裝設(shè)防雷器和UPS，計算機(jī)不得與空調(diào)等大容量電器共回路。PLC子站電源取自低壓配電屏儀表控制配電回路，回路裝設(shè)電源防雷器及UPS.2.5主要PLC設(shè)備表及其說明由于污水廠較小，各構(gòu)筑物之間一般用渠道相連，既節(jié)省了占地，又減少了水頭損失。有專家統(tǒng)計，采用渠道輸配水的污水處理廠的水頭損失要比管道輸配水的小2 -3m。對于采用SBR法的小型污水處理廠，一般將沉砂池與SBR池通過渠道相連、污泥濃縮池與脫水機(jī)房和泥餅堆放場合建。這樣，在常規(guī)的設(shè)計中

37、，小型污 水廠內(nèi)至多有三個主要的處理單元：輔助生產(chǎn)區(qū)含辦公、變配電及總控等、水處理單元、泥處理單元。有時泥處理和水處理單元也可合建。由于方便輸配水，各構(gòu)筑物采用了合建方式，在設(shè)計時應(yīng)注意距離較近的構(gòu)筑物的根底處理，埋深上盡量接近。通過連接構(gòu)筑物的渠道應(yīng)做沉降縫。多座反響池的排泥管也可采用渠道而非管道和止回閥連接的方式，這樣不僅減少了設(shè)備的維護(hù)管理，而且沒有閥門堵塞的問題。連接方式如圖1。在小型污水處理廠內(nèi)多采用類似策略，可以大大節(jié)省工程費用，方便維護(hù)管理。 小型污水處理廠受效勞區(qū)域的現(xiàn)狀及污水收集輸送系統(tǒng)的限制，其廠址往往是小區(qū)內(nèi)或廠礦企業(yè)內(nèi)不規(guī)那么、不好利用的地塊，有的上下起伏較大、有的存在

38、地面障礙和架空線路、有的靠近居住區(qū)，這些不利因素在總平面布置時必須充分考慮。 一般來講，對于污水廠的現(xiàn)狀情況應(yīng)充分考慮，因地置宜，假設(shè)廠址高差變化太大，廠區(qū)內(nèi)的設(shè)計地坪也應(yīng)隨之調(diào)整，采取不同標(biāo)高。整個全廠看來，呈臺階式布 置。有條件的盡量放坡處理，不做擋墻，以節(jié)省土建投資。在護(hù)坡上做綠化小品，起到美化全廠、改善環(huán)境的目的。假設(shè)空中有高壓線，那么在地面上可考慮大量的進(jìn)行 綠化，在滿足電氣相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的同時，盡可能的增加廠區(qū)的綠化面積。文檔收集自網(wǎng)絡(luò)，僅用于個人學(xué)習(xí)再比方，如果廠址靠近居民區(qū)，那么要在總圖上更要加以注意，首先污水及污泥處理構(gòu)筑物應(yīng)盡量布置在遠(yuǎn)離居民區(qū)的地方，而且在有條件的情況下，處理構(gòu)

39、筑物可以采取增設(shè)上部建筑或加蓋的方式以減少對周圍環(huán)境的影響。必要時，增加相應(yīng)的環(huán)保措施。如前所述，在小型污水處理廠的設(shè)計，有時因毗臨居民區(qū)或處于小區(qū)內(nèi)的重要地區(qū)，往往有較高的環(huán)保要求，這就要求進(jìn)行必要的環(huán)保方面的考慮。大致可分為以下幾個方面。如表2.1表2.1 主要設(shè)備序號設(shè)備名稱(型號)參數(shù)1電磁隔膜計量泵CONCEPT C1002流量：0-2.3L/h，功率：24W，聚丙烯2電磁隔膜計量泵CONCEPT C0223流量：0-23L/h，功率：24W，聚丙烯3電磁隔膜計量泵CONCEPT C0306流量：0-6.08L/h，功率：24W，聚丙烯4循環(huán)泵14CQ-5流量：0-20L/min，功

40、率：20W,揚(yáng)程：5m5提升泵15ZG0.6-10流量：0.6m/h,揚(yáng)程：15m設(shè)備分布污水處理的一次設(shè)備主要包括:進(jìn)水泵、排污泵、柵格機(jī)、配電設(shè)備、傳送機(jī)、各種傳感器和各種檢測儀表等。(1) 水區(qū)分布的一次設(shè)備及其功能 進(jìn)水泵:主要作用是將城市生活生產(chǎn)所排放的污水經(jīng)過柵格過濾后提升，使其進(jìn)入沉砂池。 柵格機(jī):主要用于各個進(jìn)水泵的入口處，防止較大的污物進(jìn)入泵內(nèi)，進(jìn)而保護(hù)進(jìn)水泵，保證其能正常工作。配電設(shè)備:主要是指10kV高壓配電設(shè)備和0.4kV配電設(shè)備，用來給進(jìn)水泵供電。它的穩(wěn)定性對于整個污水處理廠的平安運行至關(guān)重要。  各種傳感器:主要是測量集水池水位和柵格間水位的液位傳感器，用

41、來測量各個進(jìn)水泵出口壓力的壓力傳感器，以及測量進(jìn)水泵出口流量的流量傳感器等傳感設(shè)備。2) 泥區(qū)分布的一次設(shè)備及其功能 排污泵:主要是將沉砂池中的污泥送入初沉池中，進(jìn)而對污泥進(jìn)行處理。配電設(shè)備:用來給排污泵供電。傳送機(jī):用來將處理好的泥餅從脫水泵房運送出去。各種傳感器:用來采集現(xiàn)場的模擬量。 以上所說各種設(shè)備均為系統(tǒng)中PLC的監(jiān)控對象，系統(tǒng)一次設(shè)備與PLC的連接: 其中配電設(shè)備通過傳感器與PLC進(jìn)行通訊，使PLC能監(jiān)測到配電設(shè)備的各種開關(guān)量和模擬量，進(jìn)而到達(dá)監(jiān)控配電區(qū)的作用。個人收集整理 勿做商業(yè)用途2.6 PLC具體配置情況根據(jù)具體情況，本監(jiān)控系統(tǒng)的PLC分成水區(qū)PLC和泥區(qū)PLC兩個分站。根

42、據(jù)水區(qū)和泥區(qū)的監(jiān)控對象的點數(shù)的多少，對PLC分別配置如下: 水區(qū)PLC配置水區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)的PLC采用SIEMENS的S7-400系列。根據(jù)水區(qū)的具體要求，水區(qū)PLC總體配置如下:中央處理模塊(CPU):選用CPU412; 數(shù)字量輸入模塊(DI):選用SM421，共14塊(32點/塊)，處理448點輸入信號;  數(shù)字量輸出模塊(DO):選用SM422，共5塊(32點/塊)，處理160點輸出信號;  模擬量輸入模塊(AI):選用SM431;共6塊(16點/塊)，處理96點輸入信號;  通信模塊(CP):選用CP443-5,共1塊為RS485接口;  接口模板(

43、IM):選用IM460-0和IM460-0，用于PLC的擴(kuò)展。 泥區(qū)PLC配置泥區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)的PLC采用SIEMENS的S7-400系列。根據(jù)泥區(qū)的具體要求，泥區(qū)PLC總體配置如下:  中央處理模塊(CPU):選用CPU412-2;  數(shù)字量輸入模塊(DI):選用SM421，共15塊(32點/塊)。處理480點輸入信號;  數(shù)字量輸出模塊(DO):選用SM422，共4塊(32點/塊)。處理128點輸出信號;  模擬量輸入模塊(AI):選用SM431，共2塊(16點/塊)。處理32點輸入信號;  通信模塊(CP):選用CP443-5，共1塊為RS4

44、85接口。系統(tǒng)構(gòu)成及其布局根據(jù)工藝特點和控制要求，本系統(tǒng)采用分布式集散監(jiān)控系統(tǒng)，按流程設(shè)兩個PLC分站，分別監(jiān)控水區(qū)和泥區(qū)的設(shè)備運行和控制，設(shè)一個總站集中分站信息并控制分站工作。具體控制分為:1) 現(xiàn)長就地手動控制，設(shè)現(xiàn)場箱或按鈕站，由“現(xiàn)場/遙控轉(zhuǎn)換控制狀態(tài)，“現(xiàn)場設(shè)點動按鈕，用于調(diào)整和檢修。2) 各開關(guān)柜(包括:10kV進(jìn)線柜、0.4kV進(jìn)線柜等)，由“自動/停止/手動轉(zhuǎn)換控制狀態(tài)，“手動設(shè)啟/停按鈕，用于手動操作。3) 分站控制，用可編程控制器和工業(yè)控制計算機(jī)系統(tǒng)等自控設(shè)備，自動監(jiān)控所屬范圍運行。4) 總站主機(jī)控制，多為計算機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)，集中分站信息，進(jìn)行各種處理，并通過分站統(tǒng)一控制全

45、廠運行，滿足工藝測控要求，使全廠運行處于最正確狀態(tài)，是監(jiān)控管理的中心。監(jiān)控系統(tǒng)由操作員工作站、效勞器工作站、投影儀、打印機(jī)、2個PLC工作站和現(xiàn)場一次設(shè)備。通信網(wǎng)絡(luò)采用西門子的過程現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)(Profibus)，它為分布式I/O站或驅(qū)動器等現(xiàn)場器件提供了高速通信所需的用戶接口，以及提供了在主站間大量數(shù)據(jù)內(nèi)部交換的接口通信協(xié)議采用SINEC L2，該協(xié)議遵從DIN19245標(biāo)準(zhǔn)。SINEC L2又分為如下子協(xié)議:L2-TF、L2-FMS、L2-DP及L2-AP。其中L2-DP遵從Profibus標(biāo)準(zhǔn)開放式結(jié)構(gòu)，適用于對時間要求嚴(yán)格的現(xiàn)場，能夠以最快的速度快速處理和傳送網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。所以本系統(tǒng)可以快

46、速的采集和處理由PLC所采集的數(shù)據(jù)，符合控制系統(tǒng)要求的快速性。個人收集整理 勿做商業(yè)用途SIMATIC S7-400簡介 SIMATIC S7-400系列PLC是西門子公司生產(chǎn)的大中型可編程序控制器，其功能強(qiáng)大，穩(wěn)定性高，完全適合城市污水處理對可編程序控制器功能的要求。SIMATIC S7-400是應(yīng)用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器。模塊化及無風(fēng)扇的設(shè)計，鞏固耐用，容易擴(kuò)展和廣泛的通訊能力，容易實現(xiàn)的分布式結(jié)構(gòu)以及用戶友好的操作使SIMATIC S7-400成為中、高檔性能控制領(lǐng)域中首選的理想解決方案。用戶還可以根據(jù)需要不斷的進(jìn)行升級可編程序控制器。 SIMATIC S7-400自動化系統(tǒng)

47、采用模塊化設(shè)計。它所具有的模板的擴(kuò)展和配置功能使其能夠按照每個不同的需求靈活組合。一個系統(tǒng)包括:電源模板、中央處理單元(CPU)、各種信號模板(SM)、通訊模板(CP)、功能模板(FM)、接口模板(IM)等。2.7 監(jiān)控系統(tǒng)的軟件局部 計算機(jī)操作系統(tǒng)采用Microsoft Windows 2000 Professional中文版操作系統(tǒng)。歷史數(shù)據(jù)庫采用Microsoft SQL Server 2000中文版軟件。上位機(jī)監(jiān)控軟件采用當(dāng)前流行的美國GE公司的iFIX3.5組態(tài)軟件來實現(xiàn)。1) 操作系統(tǒng)軟件 Windows 2000 Professional 中文版操作系統(tǒng)提供了一個快速、高效的多用

48、戶、多任務(wù)操作系統(tǒng)環(huán)境，是目前使用廣泛的工控操作系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫效勞器采用Windows 2000 server中文版配合Microsoft SQL2000使用，用來保存歷史數(shù)據(jù)。各工作站均采用Windows 2000 Professional中文版操作系統(tǒng)。2) iFIX3.5監(jiān)控軟件 實現(xiàn)了對整個系統(tǒng)的開關(guān)量、狀態(tài)量、電量、模擬量的采集和處理，并顯示在主工作站的界面上;對一些污水處理廠重要的物理量如各個進(jìn)水泵的電流、頻率、出口壓力等都實時顯示在主工作站的主界面上，便于調(diào)度員及時掌握系統(tǒng)的運行情況。3) 數(shù)據(jù)庫軟件 數(shù)據(jù)庫效勞器上安裝Microsoft SQL 2000中文版，用來儲存整個電站重

49、要的歷史數(shù)據(jù)，通過iFIX3.5與Microsoft SQL 2000的通訊來讀取歷史數(shù)據(jù)。單獨設(shè)計一個數(shù)據(jù)庫效勞器可以防止因為系統(tǒng)局部故障導(dǎo)致歷史數(shù)據(jù)喪失現(xiàn)象的發(fā)生。4) STEP7 可以利用IEC-1131標(biāo)準(zhǔn)中八種編程語言中的六種(STL、LAD、FBD、CFC、SFC和SCL)進(jìn)行編程。本系統(tǒng)利用STEP7對西門子可編程序控制器進(jìn)行配置、編程。5) SIX 利用SIMATIC S7-400 在iFIX3.5中驅(qū)動程序，可以在iFIX3.5數(shù)據(jù)庫中配置PLC的DI、DO、AI和DB等模塊和中間繼電器的地址分配。文檔收集自網(wǎng)絡(luò)，僅用于個人學(xué)習(xí)3 PLC設(shè)計3.1 PLC簡介利用可編程序控制

50、器PLC組成遠(yuǎn)程自動監(jiān)測系統(tǒng)時，首先遇到的是PLC的選型問題。在選用PLC時，除把可靠性、環(huán)境適應(yīng)性放在首位外，還要根據(jù)具體應(yīng)用場合盡量選用適宜的可編程序控制器。關(guān)于可編程控制器選型的一般原那么可從以下幾方面考慮：(1)明確控制對象要求。本系統(tǒng)要求改善信息管理，把PLC與上位微機(jī)的通訊能力遠(yuǎn)程I/O與微機(jī)通訊方式和手段作為選擇的依據(jù)。PLC響應(yīng)時間的影響因素有：輸入信息時，CPU讀解用戶邏輯網(wǎng)絡(luò)時間和輸出時間。PLC的實時響應(yīng)性還受到系統(tǒng)中最慢儀器的限制，與上位機(jī)的通訊也將增加效勞時間。(2)功能選擇要根據(jù)不同的控制對象確定。具體有：替代繼電器、數(shù)學(xué)運算、數(shù)據(jù)傳遞、矩陣功能、高級功能、診斷功能

51、以及串行接口。(3)輸入輸出模塊選擇。輸入/輸出模塊是PLC與被控對象之間的接口，模塊選擇得當(dāng)否直接影響控制系統(tǒng)的可靠性。(4)存儲器類型及其容量選擇。小型PLC作為單機(jī)小規(guī)?？刂剖褂脮r，由于工藝簡單、程序固定，多數(shù)使用EPROM或EPROM加RAM。對于中、大規(guī)模的PLC，往往用于工藝比擬復(fù)雜，且多變的場合，程序改變較多，因此一般都使用CMOSRAM存儲器，且有后備電池，以便關(guān)機(jī)時保存存儲信息。根據(jù)控制規(guī)模和應(yīng)用目的，我們按以下公式進(jìn)行估算：1代替繼電器MKm10×DI5×DO2模擬量控制MKm10×DI5×DO100×AI3多路采樣控制MK

52、m10×DI5×DO100×AI1+采樣點×025式中DI為數(shù)字開關(guān)量輸入信號；DO為數(shù)字開關(guān)量輸出集中；AI為模擬量輸入信號；Km為每個節(jié)點所占存儲器字節(jié)數(shù)；M為存儲器容量。我們還可在編完程序以后精確地計算出存儲器實際使用容量。5、控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和方式的選擇。用PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)有集中控制、遠(yuǎn)程I/O控制和分布式控制等三種方式。6、支持技術(shù)條件。在選用PLC時，有無支持技術(shù)條件也是重要的選擇依據(jù)。支持技術(shù)條件主要有：編程手段、程序文本處理、程序貯存方式和通訊軟件包。通訊軟件包往往是和通訊硬件一起使用的，如調(diào)制解調(diào)器等。3.2 PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)在廠區(qū)

53、電氣自控的總體設(shè)計上，應(yīng)在允許的條件下，提高污水處理廠的自動化程度。盡量做到無人值守。因為，盡管污水廠較小，如果沒有自動化程度較高的自控系統(tǒng)，往往需要按崗定員，這樣3000-20000噸/日的污水處理廠也需要10-30人。實際上，對于規(guī)模稍大的污水廠，定員也不過如此，所以相對人力本錢很高。在條件允許的情況下，盡量提高污水廠的自動化程度。有條件時，還可在反響池等重要地方 安裝攝像頭，以監(jiān)視污水廠的運行狀況。在電纜布置上，也有著與大型污水處理廠不同的特點。各處理構(gòu)筑物的電氣與信號電纜的鋪設(shè)應(yīng)盡量結(jié)合構(gòu)筑 物上的管溝和渠道，從整體效果來看，整個處理構(gòu)筑物外表看不到任何電纜和管線的敷設(shè)，只有走道板及蓋

54、鍍鋅鋼格板的管溝，既美觀又便于維護(hù)管理。在某些情況 下，全廠的電纜溝可以借助某個構(gòu)筑物實現(xiàn)。一般來講，配電與信號傳輸從輔助處理單元包括辦公及變配電要到水處理和泥處理單元，無論是先經(jīng)過哪個處理單 元，都可以在處理構(gòu)筑物的側(cè)壁上向池內(nèi)挑出管溝，做為管道與電纜的通道，效勞于本處理單元的同時，又可使電力和信號到達(dá)另一個處理單元。這樣既方便了總圖 的布置，又節(jié)省的工程造價。文檔來自于網(wǎng)絡(luò)搜索PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)流程圖如圖3.1所示：圖3.1 PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)設(shè)計步驟此種設(shè)計方法與常用的繼電器控制邏輯設(shè)計比擬，組件的選擇代替了原來的部件選擇，程序設(shè)計代替了原來的硬件設(shè)計。我們采用一臺PLC控制多臺監(jiān)測

55、儀器的集中控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)用于監(jiān)測對象儀器所處的地理位置比擬接近，且相互之間有一定聯(lián)系的場合如圖3.2所示。 圖3.2 集中控制系統(tǒng)該系統(tǒng)采用的PLCSZ-4模塊是：8點DC12/24輸入模塊Z-8ND18點集電極開路輸出模塊Z-8TD14通道12位模擬量輸入模塊Z-4AD1SZ毓CPU模塊2端口通訊、CCM協(xié)議、從機(jī)功能以及S-20P指令編程器、S-10D通用操作面板等。I/O點數(shù)是指要求PLC能夠輸入輸出開關(guān)量、模擬量總的個數(shù)，它與繼電器觸點適當(dāng)留有余量。同時要注意盡可能簡化I/O點數(shù)來降低本錢。用PLC構(gòu)成的監(jiān)測控制系統(tǒng)，有自動、半自動和手動三種運行方式。在進(jìn)行完總體設(shè)計以及具體的硬件系

56、統(tǒng)設(shè)計和軟件系統(tǒng)設(shè)計后，除要分別對其進(jìn)行調(diào)試外，必須對整個系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試和試運行，反復(fù)進(jìn)行硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的修改調(diào)整，使整個系統(tǒng)全部投入正常工作為止。PLC在監(jiān)測系統(tǒng)中要完成信號實時采樣、脈沖量累計、預(yù)警報信號監(jiān)測與報警輸 出等，并通過各種傳感變送器與傳感器連接。PLC作為一種控制設(shè)備，用它單獨構(gòu)成一個監(jiān)測系統(tǒng)是有局限性的，主要是無法進(jìn)行復(fù)雜運算，無法顯示各種實時圖形和保存大量歷史數(shù)據(jù)，也不能顯示漢字和打印漢字報表，沒有良好的界面。這些缺乏，我們選用上位微機(jī)來彌補(bǔ)。上位微機(jī)完成監(jiān)測數(shù)據(jù)的存貯、處理與輸出，以圖形或表格形式對現(xiàn)場進(jìn)行動態(tài)模擬顯示、分析限值或警報信息，驅(qū)動打印機(jī)實時打印各種圖表。對于環(huán)保要求較嚴(yán)格的污水處理廠，可考慮在處理構(gòu)筑物增設(shè)上部建筑或加蓋的方式，以隔絕臭氣。如果增設(shè)上部建筑，可采用透光陽光板或彩色壓型鋼板的罩棚， 外形做成圓拱形。其特點外形美觀，視覺效果好，設(shè)備設(shè)在室內(nèi)，便于維護(hù)管理。在高出地面的池子局部，做成天藍(lán)色或湖綠色彩帶。既與罩棚相照應(yīng)，又減弱了純 構(gòu)筑物的僵硬、呆板。陽光板的造價大約為300元/平米左右。而