VersaMax PLC在污水处理中的应用

第4期.仪器与仪表.l5VersaMax PLC在污水处理中的应用陈继明'，张智芳(1.石油大学,山东东营257061;2. 胜利石油学校,山东东营257098)摘要:文中介绍了污水处理的工艺流程及控制要求，并针对该要求设计了控制系统。系统采用PL.C:作为控制中心。文中对该系统的功能硬件配置和软件编写进行了讨论,详细分析了各I/O模块的功能.并给出了流程框图。该系统具有较好的通用性和扩展性,并已成功的运用在实际生产中。关键词:PLC;污水处理;硬件配制;软件设计中图分类号:TP274文献标识码:A文章编号 :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问题的提出(2)实时监测各泵的运行状态(启、停、故障);胜利油田某联合站污水处理系统建于70年代,主(3)次、二次沉降罐定时收油,定时排泥;要工艺是对含油污水进行分离,除去污油和污泥，经过(4)滤罐定时反冲洗;滤后送注水站。运行至今,设备出现不同程度的老化，(5)外输缓冲罐液位极低连锁停外输泵;部分匕损坏.许多管线已出现局部穿孔现象,需要对全(6)污泥浓缩罐液位极高禁止各罐排泥;站进行大修。另外,该站自建成以来，一直无自动控制(7)天然气密闭压力极低报瞥;系统,生产全部依靠手工操作,劳动强度高。所有的仪(8)根据来水流量自动调整加药量;表均为现场就地显示.大罐液位还一直沿用老式的钢(9)多种运行模式选择,有自动、手动、半自动3种绳浮球式指针显示，测量精度低。针对此现状，我们承模式;担了全站的污水处理自控系统的设计工作。(10)系统具有联网功能,可通过厂级网实现对全2工艺流程及测控要求站生产过程的监测。2.1工艺流程3系统的软、 硬件构成含油污水首先进入- -次沉降罐,在重力的作用下，3.1硬件构成污油、污水、污泥自然分离,污油从大罐的9m溢流口系统采用两级管理方式:上位机采用工业挖制机,排入污油池;污泥由罐底的4个排泥阀控制定时排走;完成系统的组态、流保显示、数据存储、报表打印等功污水进入二次沉降罐、其工艺与一次罐完全相同。为能。 下位机是VersaMax PLC,完成现场参数的采集与加速油水的分离,在污水入口处按一定比例加入微量控制功能。的化学药品。两罐排出的污泥进入污泥浓缩罐,由污VersaMax是GE Fanuc Automation公司推出的新泥浓缩泵打入过滤筛,滤去水分,变成干泥运走。污油-代控制系统,具有结构紧凑、通用性强、配制灵活等池的原油经污油泵外输至原油处理装置再加工,污水特点。 它既可以作为单独的PLC控制机.又可以作为进入外输缓冲罐准备外输。为保证水质,新上5套滤1/O子站,通过现场总线受控于其它主掠设备,还可以罐,进行外输前的最后-一道过滤处理。为使滤縩保持构成由 多台PIC组成的分布式大型控制系统。较好的过滤效果,需定期用清水进行反冲洗。另外,各VersaMax由6个基本单元组成:罐都使用天然气作密闭气体,污水与氧气分离,减少对(1)CPU模块用来执行 用户程序,直接控制I/O罐体和曾道的腐蚀作用。模块或与其它PLC通讯;2.2测控要求(2)NIU模块提 供从站通讯协议、将1/O模块(1)监测各罐液位,高低限报瞥;和主机通过现场总线连接起来;收桶口期:2002.11 23收修改稿日期:2003 02-10中国煤化工MHCNMHG仪表技术与传感器2003年6(3)1/O模块包括开关量 、模拟量、热电阻、热电3.2软件编写偶、高速计数等模块。下位机采用VersaPro编程软件开发,它是供了-.(4)1/O底座支持 所有的1/O模块的安装，内含个单- -编程接口,用于组态PLC硬件,创建和编辑总线洒讯和现场接线端子。PL.C逻辑并监视plC的执行。软件由主程序和多个(5)通讯模块提供 PLC与其它设备的通讯,包子程序组成,分别完成子程序的调用、系统初始化、通括Cienius.DeviceNet(主)、ProfibusDP(从)。讯、报警输出等功能。为保证生产的安全进行，在设计(6)电源模块通过背 板总线向各模块供电,可根时着重考虑PIC故障时，各工艺阀门、泵的运行状态据需要选配一个或多个。(如排泥阀全关)。木系统的硬件构成如图1所示:上位机安装工业组态软件,根据现场各装置实际位置画出仿真界面,动态显示液位的高低、流冠的大[和印机]C工控机显示器]RS232小、阀门的开度、泵的状态等参数,直观清晰。系统设PC计有工程师、操作员、观察3个权限级别,工程师拥有最高的级别，可修改PLD参数、增减用户个数、调整重预拟输闪模拟输出] [数字输入][教字输曲要工艺参数(如定时排泥时间)等。全系统共有5幅画面,包括总流程图、罐区、过滤系统、外输、污泥回收。间外「加「系][习「排]「收]报|由于PLC具有较高的可靠性和相对丰富的挖制然行动姆泥紫指令,现场所有的控制均由PLC独立完成,如连锁停波|泵、超限报警等。控制参数的输入在上.位机由操作人U员输入,如液位的上下限、定时排泥时间等。这些参数图1 系统总框图保存在PLC的掉电保存寄存器中,当上位机故障或关(1)模拟址输入:包括各罐的液位、污水流量、天然闭时系统仍能正常工作,最大限度的保证了系统的稳气瓜力等参数,A/D转换精度为16位。定性、可靠性。(2)模拟:量输出:通过变频器对外输泵和加药泵进4结束语行控制.使外输流量保持恒定并使加药量与来水保持污水处理采用PLC控制,不仅简化了系统,提高.定的比例关系。了可靠性,还大大提高了工人的操作效率。通过计算(3)数字量输入:主要包括各泵的运行状态，另外机可方便的根据来水特性修政各种工艺参数,全站的根据现场要求,设置手/自动切换功能,系统投运或出运行状态可全部看到,提高了自动化水平,方便了设备现特殊情况时，采用手动控制。的操作和维护。通过运行表明该系统通用性好,扩展(4)数字盐输出:主要控制排泥阀和收油阀的开性高,完全达到了当初的设计要求。本系统的顺利运关。当检测到非正常状态(如被位过高)时,输出报瞥行 对油田老站改造具有指导性意义。信号驱动相应的指示灯显示。.(t:接第14页)5结论整机实验时在图8装置中的直流电流源与电一气该膜片式电-气转换器在变换原理上采用全闭环转换部件之间接入控制电路,此时上述滞后以及曲线磁路包容喷嘴/挡板结构和小惯量复合膜片.响应速度的非线性由精密压力传感器和闭环控制电路进行实时快、变换效率高、变换路径短,抗冲击与屏蔽性好;控制线性纠E,整机实验达到良好的性能。具体指标如下:方式上采用闭环无差自动控制与自动补偿技术，变换(1)输入电流4~ 20 mA.DC;精度高;结构上实现模块化与插件化.即插即用,便于(2)输出压力0. 020~0.100 MPa;安装维修。是一种高性能指标的电一气转换器,具有(3)气源压力0. 140土10% MPa; .广阔的应用前景。目前该电-气转换器已通过鞍山市(4)气源压力变化影响≤1.0%;科委的技术鉴定和产品鉴定。(5)基本误差≤+1.0%;参考文献(6)回差≤1.0%;[1] Foxboro, New positioners lor poceses plants[J]. World Pump. 2001.(7)死区≤0.4%;419(8):8.[2] 罗四维.传感器应用电路详解.北京:电子工业出版杜, 1993: 189(8)阶跃响应时间≤4s;- 213.(9)重复性≤0.5%.[3] LIU G P, DALEY s. Optimal - tuning PID control for indusrial sys-中国煤化工00111185 -1194.HCNMHG