污水自控系统的设计

2010年第2期大众科技No.2, 2010 ;.(总第126期)DA ZHONG KE Jl(Cumulatively No.126)污水自控系统的设计龙学军(肇庆市盛华智能系统有限公司，广东肇庆526020 )[摘要] 采用了现场手动控制、PLC逻辑联动控制和中央控制计算机三层控制级别，设计了一个集多种技术于一体的污.水自控系统，建立了系统的硬件框架，对每个控制部分进行了说明。[关键词]污水自控;控制系统; PLC .[中图分类号] TP273[文献标识码] A[文章编号] 1008-1151<2010)02- -0105 -02(一)引言作，并可对现场设备进行自动连锁控制或直接点动控制。自控系统需要考虑技术的先进性及未来的发展需求，采中央控制室站具有的功能:用集计算机技术、通讯技术、网络技术、自挖技术于- -体的1)采集全厂的工艺参数值及设备运行状态信息。根据采控制网络技术。本文设计了一一个集多种技术于- -体的污水自集到的信息，建立信息数据库并对相应工艺参数值做出趋势控系统，建立了系统的硬件框架，对每个控制部分进行了说曲线(含历史数据),供调度员分析比较,以便找出事故原因，明。自控系统由两台监控计算机, 4台PLC组成。两台监控计改进管理方法，保证出水水质，提高污水处理厂的经济效益。算机互为备用，分别配备开发版和运行版组态软件，显示现2)自动生成生产报表(班/日/月/年)，进行打印和存场各仪表数值、设备上况，并对设备进行控制。储，供生产管理使用。班报表的形式包括班次、日期、报表(二)系统方案名称、采样点编号、计量单位、以及采样点平均值、最小值、本方案包含自控系统、仪表系统、避雷系统三大部分。最大值、连续计量的累积值，班的处理水量。日、月、年报1.自控、仪表系统表的形式与班报表形式类同。该方案综合考忠原有图纸的设计和实际需要，在满足原3)绘制图表和曲线，如:水量、水位变化过程曲线、参设计功能的基础上进一步优化、 主要水质在线分析仪表选用数时序曲线、计量累积曲线、事故报警总表等。进口品牌，部分仪表选用因内外知名品牌。4)现场转换开关处于“自动”位置时，在中控室可对有本工程自控系统的控制级别设置为三层:第- -层为现场关设备进行远程控制(开机/停机) .手动控制，在各电气站点,可单独启停各设备及各执行机构。5)按照工艺要求有连锁条件的设备在现场控制箱在自动第二层为PLC逻辑联动控制，由PLC根据现场各设备采集的的情况下和中央控制室界面选择相应的设备连锁时可以根据数据及系统设备运行逻辑关系，自动控制各站点内的电气设工艺设定值自动运行。备运行状态。第三层为中央控制计算机监测、修改PLC控制(2)现场控制站参数、上位机点动控制，实现远程实时监控。为了优化网络结构，节约布线成本,本系统设置两个PLC(1)中央控制室站主站(PLCl 和PLC2)，PLC1安装在进水提升泵房，主要检测中央控制站设于综合楼控制室内，由2台监控计算机(21控制粗格栅、细格栅、提升泵、旋流沉砂池等设备信号及过寸纯平显示器)、A3打印机、一组不间断电源(UPS).操作台、程分析仪表信号: PLC2 安装在CASS池，主要检测CASS池上工业以太网父换机(带网臂功能)组成。两台监控计算机互为设备信号及水质仪表信号、出水消毒池仪表信号。此外由于备用。中央控制站监控计算机通过工业以太网向下采集现场污水处理厂内粗格栅控制系统、细格栅控制系统、脱水机控挖制站传米的各类数据和信号，进行数据的存储、趋势曲线制系统I中国煤化工处理设备均带有小型绘制、报表打印、动态画面显示、过程监视和故障报警等工PLC,TYHCNMHG':台潜水排污泵变频柜、[收稿日期] 2009-12-13[作者简介]龙学军,肇庆市盛华智能系统有限公司工程师，研究方向为控制系统。.-105-3台鼓风机变频柜内变频器均能够提供PROFIBUS协议支持:品牌,部分过程仪表在以往的项目中选择质量、性能较好的国为了在中央控制室能够检测、控制所有设备及自带变频器的内 品牌,在充分满足工艺检测及控制要求及质量保证的前提设备运行情况,将粗格栅控制系统、细格栅控制系统作为PLCl下，综合选用国内外质优水质过程分析仪表。的DP从站;脱水机控制系统、滗水器控制系统、消毒池设备2.避雷系统控制系统作为PLC2的DP从站;潜水排污泵变频柜、鼓风机设置了避雷系统，包括电源避雷和信号避雷，主要设备变频柜通过采用PROFIBUS分别接入PLC1及PLC2,可以在中采用深圳楚邦的防雷避雷产品。央控制窀显示潜水排污泵、鼓风机等设备的运行参数:由于(1)电源避雷需要将部分低压配电柜的电力参数显示在中央控制室，增加1) PLC柜电源避雷。在各PLC控制站(PLC1、 PLC2) 的-套通讯管理机，实现电参智能仪表的数据通讯功能。主电源输入端(UPS前)接上D级防雷器，用于防雷击、防浪涌现场控制站及远程1/0站实际控制点数:过电压保护。DI)0AI02)中控室电源避雷。在低压柜中控室的主电源进线端接PLC158入C级防雷器，用于防雷击、防浪涌过电压保护:在中控室PLC2954125主电源输入端(UPS前)接入D级防雷器，用于防浪涌过电压保根据实际控制点数考虑到增加- -定的余量,设置所有模护块点数不大于16点,设计模块数量及点数如下:3)在现场各仪表电源输入端接入D级防雷器,用于防浪DClIA涌过电压保护。PLC1 (4*16DI) (1*16D0) (1*8AI+4AI) (1*2A0)(2)信号避雷PLC2 (14*16DI) (3*16D0)(4*8AI)从现场各自控设备、仪表-各PLC柜(PLC1、PLC2、1/02)各现场控制站由可编程控制器PLC、UPS和过电保护装置的每-条输入、 输出信号线串联接入24VDC专用信号防雷器，等组成。可编程控制器PLC选用技术先进、广泛应用与水处用于防雷电浪涌、过电流、过电压保:其中各仪表输出到各理行业的系统，具有高可靠、可扩充性的特点，能承受工业PLC站的信号线端加装信号避雷器。环境的严格要求。本方案选择德国VIPA PLC.(3)接地德国惠朋(VIPA GmbH)公司是自动化元器件及系统的专1) PLC柜防雷接地与低压电气公用一地,所有电源避雷业制造商，国际Profibus组织成员。VIPA 系统300V，与西器、信号避雷器接地端等电位连接后，与公用地相连。门子S7-300系列完全兼容，数据传输速度比同档次S7-3002) PLC电源模块直流接地。单独在现场PLC柜附近安设快。CPU都自带有用于PG/OP通讯的以太网接口。可用网线直专用地下电极,接PLC电源模块肖流地，用于抗电源干扰。接编程，不需要编程电缆。3)信号线屏蔽层接地。所有信号线屏蔽层采用一点接地(3)网络系统形式，等电位连接后与PIC柜体连接，PIC柜体与电缆沟接地该控制系统网络采用二层网络结构。现场站与中央控制系统连接。站之间采用光纤作为通讯介质,中央控制室站、PLCI站、PLC24)中控室防雷接地。中控室所有电源避雷器、信号避雷站均设置工业交换机，通过自愈式光纤环网方式实现以太网器接地端等电位连接后,与电源保护地PE连接。(10/100Mbps)冗余连接，环网上任何一点的光纤连接意外5)现场仪表电源地PE与PLC柜内防雷接地系统相联，断开，系统都能通过反向环的方式提供后备以太网链路，保现场仪表箱内电源避雷器、信号避雷器接地端等电位连接后证系统可用性的同时兼顾经济性。系统网络控制图如下图:接电源地PE,现场仪表箱外壳单独接地。(三)总结采用了现场手动控制、PLC逻辑联动控制和中央控制计算机三层控制级别，设计了一个集多种技术于一体的应用控制系统。自控系统由两台监控计算机, 4台PLC组成。两台监控计算机互为备用，分别配备开发版和运行版组态软件，显示现场各仪表数值、设备工况，并对设备进行控制，在实际中强工业级光纤冗余环网1ER0 a2|得到了良好的应用。羿紫思[参考文献][1] 张大群.水处理设备的总体状况与发展0.天津科技,2001.9(4):17-18.[2] 张润莲，门市污水处理厂规划方案的协调[].邑大学学撮(自然科学版)2001,7(1):78-81.[3] 李梦筱,周丽华,文严安.污水处理厂的自动控制系统[],机圈1系统网络控制图.电产品开发与创:204.22(3):78-79.(4)一次仪表及检测控制要求[4中国煤化工内优化设计办.中国给水-次仪表和执行机构分别是控制系统的五官和手脚，是控制系统的来源和控制目的，本系统仪表选型充分考虑性价CNMHG比及售后维护的便捷性，主要水质分析仪表选用进口或合资- 106-