基于可编程控制器的自来水厂滤池自控系统的设计与实现


控制,从而确保了滤池生产运行的安全可靠性。
本系统PLC配置如下:
    PLC8:TSX47/415的CPU/COM、POWER、DI各一块;DO为9块。模拟屏设有D/A转换器。
    PLC7:TSX67/455的CPU/COM、POWER、DO和AI(TSXAEM811)各1块;DI为2块。
    PLC1-6:TSX47/415的CPU/COM、POWER、DI、DO、AI(TSXAEM411)各1块。PLC与PC机的通讯,要先在PC机安装TE公司的专用FIPWAY通讯网卡,然后通过RS422通讯接口进行数据通讯
4.2 PLC的控制功能
    单元滤池的PLC主要完成本格滤池的恒水位过滤控制和每格滤池的进水阀、出水阀、排污阀、反冲进气阀、排气阀、反冲水阀等的自动控制,及数据采集,并与公共冲洗PLC交换数据信息。当滤板下的阻塞仪将滤床阻塞程度信号转送给滤池单元PLC,PLC接收信号后,与水头设定值进行比较、显示出来,用以决定滤池是否要反冲洗,并传送至公共冲洗PLC。滤池的开启个数由进水流量决定,每个滤池由液位计和阻塞仪测出滤池的水位和水头损失值,并和滤后水阀门开度这三个参数送单元PLC,经PLC内置PID运算后,若水位偏差超过1.5cm时,PLC立即启动控制单元自动调整滤池出水蝶阀的开度,维持滤池水位基本恒定,从而实现恒水位过滤。
    公共冲洗PLC负责六个滤池的反冲洗排队协调、和对反冲洗设备(反冲水泵、鼓风机等)及其进出口阀门的监控。当单元PLC向公共冲洗PLC发出反冲洗请求时,公共冲洗PLC则开始启动反冲洗程序对该滤池进行反冲洗控制。当某滤格正在反冲洗时,若又有一个或多个滤池发出反冲洗请求信号时,则此信号被存入公共冲洗PLC存储器中,然后按存储先后顺序进行冲洗,排队等待反冲洗的滤池则维持正常的生产。
    模拟屏PLC的作用是驱动模拟屏工作及实现与水公司电台系统、微机的通讯。在模拟屏上能动态显示整个水厂的工艺流程和设备运行状态以及其主要的工艺参数,并实现声光报警,便于生产调度管理。
4.3程序设计
    当滤池满足反冲洗控制约束条件之一时进行反冲洗。本系统用一个反冲洗PLC实现六个滤池的排队反冲洗,通过公共程序的读写命令采集整组滤池的反冲信息及滤池具体水位情况并发出命令。公共程序的主要内容包括:反冲水泵风机控制程序、公共PLC与其他各单元PLC信息的读写程序和滤池排队程序
    每格滤池的工艺过程基本相同,其PLC程序结构也相同,可用子程序的形式,如图3所示。每个滤池程序包括初始化命令及滤池的自动状态、手动状态、现场状态等程序。滤池自动状态程序包含反冲洗状态、整理状态、正常过滤状态三个子程序。滤池手动状态程序包含各个阀门的手动操作命令。滤池现场状态程序主要内容包含:(1)在滤池由自动状态转到现场时已发出的命令必须全部复位。(2)自动状态中的某些变量,如时间变量、计数器变量等必须复位。(3)针对反冲必须在这个状态下发出一个结束反冲命令。

4.4系统监控软件
    本系统上位机采用Windows NT操作系统,实时监控软件选用Wonderware公司的InTouch7.0工业组态软件,它主要包含WindowMaker和WindowViewer两个程序。上位机配备有遵循FIPWAY通讯协议的通讯网卡,实时采集生产数据。通过监控计算机可清晰地显示滤池的过滤、等待、反冲等运行过程中动态的工艺模拟画面,可对系统的所有设备进行远程操作和控制,并具备显示工艺布置图、实时动态参数、设备的工作状态及实时/历史报警信号、在线仪表的实时/历史趋势曲线、马达运行时间等功能,同时可进行离线/在线编程及设定参数的修改,编制和打印生产与管理报表。
5 新旧系统的联网问题
    由于新建的滤池系统与水厂原系统是用不同公司的PLC开发成的两套独立系统,两系统的通信协议不同,它们之间没有数据通信,这给生产和管理带来一定的麻烦。两期的监控组态软件都采用了InTouch,但所用版本不同。从技术改造成本和公司技术力量来考虑,决定利用InTouch基于以太网并兼容TCP/IP通信协议的网络功能来实现两套独立系统的联网控制

具体方法如下:
    先用交换机组建一个以太网,系统示意图如图4,并在原系统监控微机PC1

    和新建系统监控微机PC2上分别安装TCP/IP通信协议、NetDDE程序
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