PLC和Control2000在三峡库区污水处理厂中的应用


,一般与格栅机联动。附属设备适当的提前或延时运行。


  2、 提升泵的自动控制

  控制描述如(图三):

  (1)变频器连接在第一台水泵电机上,需要加泵时,变频器停止运行,并由变频器的输出端口RO1~RO3输出信号到PLC,由PLC控制切换过程。

  (2) PLC根据泵池液位高中低信号自动调节三台泵的启停;泵池水位到预设的低水位时启动1#泵,水位上升到预设的中水位时,1#泵由变频运行转换到工频运行,这时再变频启动2#泵,依次启动到3#泵。


(图三)




  (3) 切换开始时,变频器停止输出(变频器设置为自由停车),利用水泵的惯性将第一台水泵切换到工频运行,变频器连接到第二台水泵上起动并运行,照此,将第二台水泵切换到工频运行,变频器连接到第三台水泵上起动并运行。

  (4) 水位下降需要减泵时,系统将第三台水泵停止,第二台水泵切换到变频调节状态。水位继续下降,系统将第二台水泵停止,第一台水泵切换到变频调节状态。

  (5) 另外,设置软启动器作为备用。当变频器或PLC故障时,可用软起动器现场手动轮流起动各泵运行以保证供水。作为多台提升泵的自动控制,满足先启先停的原则,以优化资源的利用率;为了提升泵的安全,系统设置了提升泵的干运转保护;同时,系统还设置了泵的频繁启停保护,群启动保护等,以延长其使用寿命。


  3、曝气系统的自动控制

  生化池作为全厂污水处理的核心,具有举足轻重的作用。污水经过预处理后,在这里通过微生物吸附污水中的有机物,达到除磷脱氮的目的。对生化池的自动控制,主要是溶解氧浓度的控制

  曝气量自动控制系统作为一个恒值控制系统,系统给定一个保持不变的最佳溶解氧值,通过PLC控制调节输出量(即曝气机开启台数),使被控量(实测氧化沟溶解氧浓度)不断地接近给定值。在这个系统中,要求稳定性和动态特性良好,被控量向给定值过渡的时间短,同时过程平稳,振荡幅度小。

  曝气供氧系统是由曝气机和溶解氧仪共同组成的闭环系统,为反应池好氧段提供氧气,并维持好氧过程的溶解氧浓度值。依照好氧过程的溶解氧浓度值控制曝气机开启台数,维持溶解氧浓度值在一定的范围内变动。控制流程如(图四)。



(图四)





  三、控制模式

  手动模式:手动模式又可以分为盘柜模式和就地模式。盘柜模式就是通过MCC上的按钮实现对设备的操作;就地模式就是通过现场控制箱上的按钮实现对设备的操作。

  遥控模式:就是通过中心控制室上位操作站实现对设备的操作。

  自动模式:设备的运行完全由各PLC根据污水厂的工况及工艺参数来完成对设备的启停控制,而不需要人工干予。


  四、系统构成:如(图五)

  通过前面的描述,部分设备的控制还是比较复杂的,为达到以上的设备自动控制要求,该工程基本构成如下:

  下位机:选用了西门子400和300系列PLC来做系统

  上位机:选用了北京华富Control2000软件

  中间协议:采用Simatic TOP Server,衔接上、下位机,进行数据交换



(图五)




  整个厂区共有2个PLC站及一个远程I/O站,硬件采用西门子400和300系列模块,分别用光纤及光纤交换机,采用星型连接方式构成以太网络连接至中控室,在PLC1站,CPU、电源模块及以太网模块采用400系列,就地I/O站ET200及I/O模块采用300系列模块构成;在PLC2站,同样CPU、电源模块及以太网模块采用400系列,就地I/O站、远程I/O站ET200及I/O模块采用300系列模块构成,两个站分别装有现场触摸屏终端。下位机编程软件采用Siemens的STEP7 V5.12来完成,根据控制要求开发程序,完全可以实现前面描述的控制要求。PLC1站处于配电房,有自己的就地I/O站和现场触摸屏控制终端;PLC2站处于回流泵井,有自己的就地I/O站和现场触摸屏控制终端,PLC2站的远程站处于进水提升泵房。

PLC系统模块主要配置如下表:




  上位机有两套操作终端,共同反映现场情况,操作互不干扰,一套故障,另一套依然可以完成全部监控操作功能。监控软件采用华富Control2000来开发监控画面,根据工艺绘制流程图,显示所有相关测控仪表的实时值;建立全厂的中心监控系统平台,使操作员能随时监视全厂运行状态,并对设备操作发出控制指令;建立历史数据查询系统和重要数据保存系统,并能对日报表、月报表、年报表进行打印;建立全厂设备的安全报警系统;


  上位机部分监控画面如下图:




( 图六:厂区工艺流程图)



 

(图七:设备<a控制盘) src="/article/uploadfile/200805/23/6220927424.gif">
(图七:设备控制盘)



 


(图八:开发调试阶段报表查询数据示例)




  下位机采用西门子400和300单元 PLC,上位机用北京华富的Control2000,二者之间的标签连接及数据通讯必须有一个统一的协议驱动,本工程采用

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