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1、PLC在净水处理中的应用PLC/净水处理1 引言当前可编程序控制器(PLC)已经成为自动控制系统中最为广泛的控制设备,它不仅实现复杂的逻辑控制,还能完成各种顺序控制或定时控制的闭环控制功能,并且抗干扰能力强、可靠性高、稳定性好、能在恶劣环境下长时间、不间断的运行,且编程简单,维护方便,并配有各类通讯接口与模块处理,方便扩容[1]。随着当今社会的发展,PLC在自来水供应系统中的应用越来越广泛,该控制系统能大大提高自动化水平,降低生产成本,提高供水质量。因此PLC及其控制系统在净水厂的日常应用中就显得尤为重要。本文以三亚西部供水工程净
2、水厂为例,介绍下PLC在净水厂中的应用。2 工艺简介三亚西部供水工程由四部分组成:源水管、净水厂、清配水管、红塘管理站、加压泵站。在以三亚西部供水工程的净水厂为例,介绍其功能和控制方式。净水厂选址于三亚市崖城镇,占地面积为66670平方米,建设规模为日处理量10×104米3,共有6格V型滤池,其中工艺处理流程如下:此净水厂的工艺是常规的“混凝-沉淀-过滤-消毒”流程,首先从泵房将水库的水打到混合井,然后经初滤,再加水沉淀剂聚合,沉淀后过滤得到清水,加氯气消毒,将水储入清水池备用,再经送水泵房的高压泵压出供水,流入千家万户。沉淀污泥
3、经排泥池在浓缩池浓缩后经污泥脱水后,泥饼外运。3 系统结构三亚西部供水工程自控系统的系统结构由三层网络组成,包括管理级、控制级、现场级。系统的三层网络分别为基于TCP/IP协议的高速以太网、工业以太网络、现场总线网。4台操作站主机、4台生产管理计算机和2台打印机,向上接入全厂管理系统网络;工业以太网以光缆为通信介质,连接5个PLC现场控制站,配置有各自的电源,通讯模块,接口模块,每个站都配有一台UPS,加强了系统的可靠性。为了提供报表、报警打印服务,配置两台打印机,实现各种报表以及实时报警和报警历史的打印功能。两台操作站计算机相互
4、在线冗余,向下通过光纤网络对各现场监控子站进行监视。建立在Windows2000/XP基础上的Wonderware公司INTOUCH组态软件提供了功能全面、简单易用的操作界面,操作人员通过INTOUCH实现对全厂生产过程、工艺参数和设备运行状态进行实时监控。系统共有5个现场主控制站,每个站以S7-400系列处理器模块为核心,配上相应的输入输出I/O模块、机架、电源模块、通讯接口模块以及远程I/O模块等组成现场控制站,5个主站以光纤环网通讯的方式和中控室连接。其中PLC2.0主站通过无线DTU,接受来自两个沉淀池子站的监控数据,同时
5、也可以下达动作指令到子站,两个子站采用S7-300系列处理器模块为核心,配上相应的输入输出I/O模块、机架、电源模块、通讯接口模块、无线DTU等组成现场控制站。其中PLC3.0主站通过PROFIBUSDP总线,接受来自六个滤池子站的监控数据,同时也可以下达动作指令到子站,六个子站采用S7-300系列处理器模块为核心,配上相应的输入输出I/O模块、机架、电源模块、通讯接口模块等组成现场控制站。管网子站采用200系列产品。编程软件采用SIEMENSStep7,生产监控组态软件采用Wonderware公司Intouch组态软件,实现上位
6、机界面操作控制设备。所有I/O模块具有光电隔离功能,同时支持带电拔插。压力监测点PLC6.1～PLC6.14采用S7-200系列处理器模块和相应的输入输出I/O模块、无线DTU等组成现场控制站,通过电信的无线CDMA把数据送到监控中心。根据各个站处理I/O点数的多少,预留20%以上的余量,配置相应数量的I/O模块,自控系统配置图如下:4 实现功能本自控系统分三种控制方式,即现场控制、集中控制和自动控制。现场控制是在控制主站触摸屏上控制。集中控制是在单元PLC联网组态下由中央控制室主控机完成对全厂所有工艺、电气设备的控制。自动控制是
7、自控系统根据各种工艺参数检测值和设备的运行状态,按照预定控制程序,自动完成生产过程的控制;三种控制方式可在中控室和各控制主站触摸屏自由切换,以满足实际工作中调试、检修和正常运行的需要。各控制主站收集处理该生产过程内所有生产设备的数据信号、电气技术参数、水厂工艺参数(流量、压力、浊度、余氯、PH值/温度)。这些现场数据信息通过PLC控制主站经工业以太网传送至中央控制室主控机处理,并实时显示、记录、打印和备份,还根据处理结果随时向各控制主站发送各种控制指令,完成生产调度。中控实现的主要功能为:1) 工艺流程监控功能。系统能按工艺要求对
8、污水处理的各环节参数及设备状态进行监视,同时根据工艺要求选择自动、顺序、定时等控制方式。2) 动态显示全厂平面图、全厂总工艺流程图、局部工艺流程(剖面)图、供电系统图,以及工艺参数、电气参数、电气设备运行状态的各种数据图表。具有图形编辑器可以灵活方
