基于PLC的污水處理廠控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

徐龍艷+翟亞紅

收稿日期：2013-06-19

作者簡(jiǎn)介：徐龍艷（1983—），男，湖北巴東人，實(shí)驗(yàn)師，研究方向：汽車裝備自動(dòng)化。

通訊聯(lián)系人，E-mail：longtian1119@163.com

文章編號(hào)：1003-6199（2014）03-0052-03

摘 要：本課題是基于西門子PLC的污水處理廠監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。根據(jù)污水處理廠的特點(diǎn)，本控制系統(tǒng)采用目前國(guó)內(nèi)外普遍應(yīng)用的基于PLC的二級(jí)分布式集散控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)由設(shè)在綜合房的中央控制室控制站和分布在現(xiàn)場(chǎng)3個(gè)PLC控制站組成，現(xiàn)場(chǎng)控制站由3套西門子PLC組成，通過PROFIBUS總線相互通信。本次設(shè)計(jì)主要完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)流程進(jìn)行控制以及實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，通過現(xiàn)場(chǎng)PLC對(duì)各種電氣設(shè)備的進(jìn)行控制，通過變頻器對(duì)提升泵的變頻控制，利用wincc組態(tài)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)污水處理流程的監(jiān)控。

關(guān)鍵詞：PLC；PROFIBUS；監(jiān)控；以太網(wǎng)

中圖分類號(hào)：TP29 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Design and Implementation the Control System

of Sewage Treatment Plant Based on PLC

XU Long-yan，ZHAI Ya-hong

（School of Electrical & Information Engineering，Hubei University of Automotive Technology，Shiyan，Hubei 442002， China）

Abstract：This topic is based on Siemens PLC's sewage treatment plant monitoring system design. According to the characteristics of sewage treatment plant， the control system uses the current domestic and universal application of two distributed based on PLC distributed control system. Control system consists of integrated housing in the central control room control station and distributed at the site 3 PLC control station， site controller composed by three sets of Siemens PLC， communicate with each other via PROFIBUS. The design process was completed for the on-site control and the realization of the entire system for remote monitoring through a variety of on-site PLC electrical equipment to be controlled through the drive to enhance the pump frequency control， use wincc configuration of the entire sewage network process flow monitoring.

Key words：PLC；PROFIBUS；monitor；ethernet

1 前 言

花果污水處理廠新建的3萬噸/日城鎮(zhèn)一級(jí)污水處理廠及實(shí)現(xiàn)2萬噸/日中水回用及配套管網(wǎng)建設(shè)工程，建立該系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)基于集中管理、分散控制的思想，全廠控制系統(tǒng)由中央控制室和現(xiàn)場(chǎng)控制站組成，現(xiàn)場(chǎng)控制站由3套西門子PLC站，通過PROFIBUS總線相互通信。PLC站與中控室采用環(huán)形光纖以太網(wǎng)通訊方式。上位機(jī)采用WINCC軟件來進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2 系統(tǒng)分析

本系統(tǒng)利用PROFIBUS總線將PLC與現(xiàn)場(chǎng)總線模塊相聯(lián)接，由成套設(shè)備上的自控裝置和檢測(cè)儀表等組成信號(hào)采集系統(tǒng)，將采集到的現(xiàn)場(chǎng)信息傳到PLC中，完成PLC對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息的讀取。通過與自控裝置中設(shè)定信息的比較，發(fā)出相應(yīng)的控制指令，從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制目的。通過工業(yè)以太網(wǎng)將各個(gè)plc站的信息送回總控室，由總控室進(jìn)行監(jiān)控。

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

本監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控的部分主要包括粗格柵機(jī)、污水泵、細(xì)格柵、STCC生化池、污泥濃縮脫水機(jī)、紫外消毒渠等。污水處理從集水井開始，集水井對(duì)污水進(jìn)行提升，使污水能夠借重力依次流過后續(xù)處理筑物，以保證污水處理廠的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。進(jìn)入集水井的污水會(huì)先流經(jīng)粗格柵，去除污水中的較大漂浮物，并攔截直徑大于20mm的雜物，以保證潛水泵的正常運(yùn)行。從粗格柵出來的污水再流進(jìn)細(xì)格柵，進(jìn)一步去除污水中較大的漂浮物，如絲狀、帶狀漂浮物，以保護(hù)后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行。然后流經(jīng)旋流沉砂池，去除污水中≥0.2 mm的無機(jī)砂粒，保護(hù)后續(xù)管道及水處理設(shè)備，并減少污泥中的砂粒。經(jīng)沉砂池流出后再經(jīng)配水井，向STCC凈化池均勻配水，均衡的發(fā)揮各組STCC凈化系統(tǒng)運(yùn)行能力，保證其經(jīng)濟(jì)有效的運(yùn)行。流入STCC凈化池的污水，通過凈化池完成有機(jī)物、懸浮物及氮磷等污染物的去除，主要由厭氧池、缺氧池、生化池、反應(yīng)池、斜管沉淀池、微曝氣濾池、接觸過濾池等7段組合而成。經(jīng)凈化池凈化后污水流入紫外線消毒渠及巴氏計(jì)量槽，殺滅水中的細(xì)菌、病毒及其他微生物，以保證最終出水中糞大腸菌群數(shù)達(dá)標(biāo)（≤103個(gè)/L），然后排出廠外[1，2]。另外還設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)房及配電間，為生物反應(yīng)池提供氧氣，提供排泥空氣及反沖洗時(shí)的空氣，保證生物系統(tǒng)正常運(yùn)行。除此之外還有對(duì)污泥進(jìn)行處理的污泥濃縮脫水機(jī)房，該部分主要由加藥部分和污泥濃縮及脫水部分組成，加藥部分為污水處理廠STCC池斜管沉淀段提供藥劑，當(dāng)出水不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)時(shí)，向反應(yīng)池中投加絮凝劑；污泥濃縮及脫水部分將污泥通過濃縮脫水機(jī)進(jìn)一步脫水，降低含水率，以減少污泥體積，便于污泥儲(chǔ)存、運(yùn)輸及綜合利用。整個(gè)工藝流程圖如圖1所示。 2.2 系統(tǒng)控制主要內(nèi)容及要求

本監(jiān)控系統(tǒng)通過現(xiàn)場(chǎng)PLC站的PLC采集相關(guān)信號(hào)數(shù)據(jù)，經(jīng)由現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS傳輸，通過工業(yè)以太網(wǎng)連接，將采集到的信號(hào)送到中央控制室處理，然后由中央控制室發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。系統(tǒng)要求粗格柵機(jī)定時(shí)開停機(jī)，運(yùn)行時(shí)間間隔及運(yùn)行時(shí)間可調(diào)。污水泵3臺(tái)潛水泵的變頻運(yùn)行，在全自控狀態(tài)，根據(jù)泵房液位高低和各自累計(jì)工作時(shí)間多少?zèng)Q定自動(dòng)開停順序。細(xì)格柵機(jī)根據(jù)設(shè)定的時(shí)間運(yùn)行，時(shí)間間隔及運(yùn)行時(shí)

間可調(diào)。排沙設(shè)備控制槳葉分離連續(xù)運(yùn)行，由plc控制電磁閥定時(shí)開關(guān)吸砂，砂水分離器與電動(dòng)開關(guān)閥同步運(yùn)行。STCC生化池分為四格，每格設(shè)溶解氧分析儀一臺(tái)，檢測(cè)DO值，與設(shè)定值比較，調(diào)節(jié)可調(diào)電動(dòng)閥，控制曝氣量。4臺(tái)回流泵變頻運(yùn)行，控制到目標(biāo)回流。鼓風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行，PLC通過檢測(cè)總出風(fēng)管壓力調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)頻率，達(dá)到恒壓輸出，風(fēng)機(jī)房軸流風(fēng)機(jī)與鼓風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)。污泥濃縮脫水機(jī)為一體化機(jī)組，中控室通過通訊讀取設(shè)備狀態(tài)。污泥脫水間設(shè)備主要采用聯(lián)動(dòng)控制方式，污泥脫水機(jī)組聯(lián)動(dòng)控制的設(shè)備包括濃縮壓濾機(jī)、空壓機(jī)、進(jìn)泥泵、加藥泵、沖洗泵和絮凝制備系統(tǒng)。變配電間plc通過RS-485通信采集變配電間高壓進(jìn)線柜智能儀表電量參數(shù)。紫外消毒渠及出廠水質(zhì)檢測(cè)自帶控制系統(tǒng)，中控室只監(jiān)不控。根據(jù)需要控制消毒設(shè)備的開停，根據(jù)出水水量控制燈管啟動(dòng)數(shù)量[3，4]。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本課題是基于西門子PLC的監(jiān)控系統(tǒng)，通過3個(gè)PLC實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制并采集相應(yīng)的信號(hào)，通過現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)將采集的信號(hào)送回中央控制室，由中央控制室進(jìn)行監(jiān)控。

PLC1為西門子S7-200系列224 PLC，完成粗格柵間、集水井等工藝參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)的采集并發(fā)送至控制中心。在遠(yuǎn)程狀態(tài)下接受控制中心對(duì)各工藝設(shè)備的控制命令。

PLC2主要是完成風(fēng)機(jī)房、細(xì)格柵渦流沉砂池等工藝參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)的采集并發(fā)送至控制中心。PLC3的主要工作是完成STCC凈化池、污泥處理間、紫外消毒渠、出水計(jì)量等工藝參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)的采集并發(fā)送至控制中心，并在遠(yuǎn)程狀態(tài)下接受控制中心對(duì)各工藝設(shè)備的控制命令。均選擇西門子200系列CPU226的PLC。

EM235是西門子PLC中最常用到的模擬量擴(kuò)展模塊，它擁有4個(gè)模擬量輸入和1個(gè)模擬量輸出功能。此次設(shè)計(jì)主要用到的模擬量輸入有溫度、流量、頻率、壓力等。設(shè)計(jì)中所選用的溫度傳感器、流量傳感器、壓力傳感器都可以輸出標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)（4-20mA、1-5V、0-20mA、1-10V），因此傳感器輸出信號(hào)可以直接與EM235模塊相連接。

通過EM277 PROFIBUS-DP擴(kuò)展從站模塊，可將 S7-200CPU 連接到 PROFIBUS-DP 網(wǎng)絡(luò)。EM 277 經(jīng)過串行 I/O 總線連接到S7-200 CPU 。作為DP從站，EM 277 模塊接受從主站來的多種不同的I/O配置，向主站發(fā)送和接收不同數(shù)量的數(shù)據(jù)。EM 277 能讀寫 S7-200 CPU中定義的變量數(shù)據(jù)塊。這樣，使用戶能與主站交換任何類型的數(shù)據(jù)。首先將數(shù)據(jù)移到 S7-200 CPU中的變量存儲(chǔ)器，就可將輸入、計(jì)數(shù)值、定時(shí)器值或其它計(jì)算值傳送到主站。類似地，從主站來的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在S7-200 CPU中的變量存儲(chǔ)器內(nèi)，并可移到其它數(shù)據(jù)區(qū)。 EM 277 PROFIBUS-DP 模塊的DP端口可連接到網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)DP 主站上，但仍能作為一個(gè)MPI 從站與同一網(wǎng)絡(luò)上如SIMATIC 編程器或S7-300/S7-400 CPU 等其它主站進(jìn)行通信。

系統(tǒng)中污水提升泵（PLC1）和鼓風(fēng)機(jī)（PLC2）中用到變頻控制。變頻器采用西門子的MM400系列。

在過濾階段如果需要反沖洗濾池則需要進(jìn)入手動(dòng)反沖洗過程，等待反沖洗過程的四步完成后，繼續(xù)進(jìn)入自動(dòng)的工作流程。工作過程，如圖2所示。4 結(jié) 論

在設(shè)計(jì)過程中，充分考慮到系統(tǒng)的安全可靠。從硬件和程序方面設(shè)計(jì)了多重保護(hù)，使系統(tǒng)能夠長(zhǎng)時(shí)間安全穩(wěn)定運(yùn)行。整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程的監(jiān)視和控制，根據(jù)各部分返回的參數(shù)變化，在終端對(duì)整個(gè)流程進(jìn)行控制。通過生產(chǎn)檢驗(yàn)，該系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠設(shè)計(jì)符合要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-96[S].

[2] 《城市污水處理廠污水、污泥排放標(biāo)準(zhǔn)》CJ3025-93[S].

[3] 高超，韓丹.污水處理廠電氣設(shè)計(jì)若干問題探討[J].黑龍江科技信息，2009（23）：52-56.

[4] 蔣興加. 現(xiàn)場(chǎng)總線變配電系統(tǒng)在智能建筑中的應(yīng)用設(shè)計(jì)[J]. 低壓電器，2007，（10）：43-47.

本監(jiān)控系統(tǒng)通過現(xiàn)場(chǎng)PLC站的PLC采集相關(guān)信號(hào)數(shù)據(jù)，經(jīng)由現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS傳輸，通過工業(yè)以太網(wǎng)連接，將采集到的信號(hào)送到中央控制室處理，然后由中央控制室發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。系統(tǒng)要求粗格柵機(jī)定時(shí)開停機(jī)，運(yùn)行時(shí)間間隔及運(yùn)行時(shí)間可調(diào)。污水泵3臺(tái)潛水泵的變頻運(yùn)行，在全自控狀態(tài)，根據(jù)泵房液位高低和各自累計(jì)工作時(shí)間多少?zèng)Q定自動(dòng)開停順序。細(xì)格柵機(jī)根據(jù)設(shè)定的時(shí)間運(yùn)行，時(shí)間間隔及運(yùn)行時(shí)

間可調(diào)。排沙設(shè)備控制槳葉分離連續(xù)運(yùn)行，由plc控制電磁閥定時(shí)開關(guān)吸砂，砂水分離器與電動(dòng)開關(guān)閥同步運(yùn)行。STCC生化池分為四格，每格設(shè)溶解氧分析儀一臺(tái)，檢測(cè)DO值，與設(shè)定值比較，調(diào)節(jié)可調(diào)電動(dòng)閥，控制曝氣量。4臺(tái)回流泵變頻運(yùn)行，控制到目標(biāo)回流。鼓風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行，PLC通過檢測(cè)總出風(fēng)管壓力調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)頻率，達(dá)到恒壓輸出，風(fēng)機(jī)房軸流風(fēng)機(jī)與鼓風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)。污泥濃縮脫水機(jī)為一體化機(jī)組，中控室通過通訊讀取設(shè)備狀態(tài)。污泥脫水間設(shè)備主要采用聯(lián)動(dòng)控制方式，污泥脫水機(jī)組聯(lián)動(dòng)控制的設(shè)備包括濃縮壓濾機(jī)、空壓機(jī)、進(jìn)泥泵、加藥泵、沖洗泵和絮凝制備系統(tǒng)。變配電間plc通過RS-485通信采集變配電間高壓進(jìn)線柜智能儀表電量參數(shù)。紫外消毒渠及出廠水質(zhì)檢測(cè)自帶控制系統(tǒng)，中控室只監(jiān)不控。根據(jù)需要控制消毒設(shè)備的開停，根據(jù)出水水量控制燈管啟動(dòng)數(shù)量[3，4]。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本課題是基于西門子PLC的監(jiān)控系統(tǒng)，通過3個(gè)PLC實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制并采集相應(yīng)的信號(hào)，通過現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)將采集的信號(hào)送回中央控制室，由中央控制室進(jìn)行監(jiān)控。

PLC1為西門子S7-200系列224 PLC，完成粗格柵間、集水井等工藝參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)的采集并發(fā)送至控制中心。在遠(yuǎn)程狀態(tài)下接受控制中心對(duì)各工藝設(shè)備的控制命令。

PLC2主要是完成風(fēng)機(jī)房、細(xì)格柵渦流沉砂池等工藝參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)的采集并發(fā)送至控制中心。PLC3的主要工作是完成STCC凈化池、污泥處理間、紫外消毒渠、出水計(jì)量等工藝參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)的采集并發(fā)送至控制中心，并在遠(yuǎn)程狀態(tài)下接受控制中心對(duì)各工藝設(shè)備的控制命令。均選擇西門子200系列CPU226的PLC。

EM235是西門子PLC中最常用到的模擬量擴(kuò)展模塊，它擁有4個(gè)模擬量輸入和1個(gè)模擬量輸出功能。此次設(shè)計(jì)主要用到的模擬量輸入有溫度、流量、頻率、壓力等。設(shè)計(jì)中所選用的溫度傳感器、流量傳感器、壓力傳感器都可以輸出標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)（4-20mA、1-5V、0-20mA、1-10V），因此傳感器輸出信號(hào)可以直接與EM235模塊相連接。

通過EM277 PROFIBUS-DP擴(kuò)展從站模塊，可將 S7-200CPU 連接到 PROFIBUS-DP 網(wǎng)絡(luò)。EM 277 經(jīng)過串行 I/O 總線連接到S7-200 CPU 。作為DP從站，EM 277 模塊接受從主站來的多種不同的I/O配置，向主站發(fā)送和接收不同數(shù)量的數(shù)據(jù)。EM 277 能讀寫 S7-200 CPU中定義的變量數(shù)據(jù)塊。這樣，使用戶能與主站交換任何類型的數(shù)據(jù)。首先將數(shù)據(jù)移到 S7-200 CPU中的變量存儲(chǔ)器，就可將輸入、計(jì)數(shù)值、定時(shí)器值或其它計(jì)算值傳送到主站。類似地，從主站來的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在S7-200 CPU中的變量存儲(chǔ)器內(nèi)，并可移到其它數(shù)據(jù)區(qū)。 EM 277 PROFIBUS-DP 模塊的DP端口可連接到網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)DP 主站上，但仍能作為一個(gè)MPI 從站與同一網(wǎng)絡(luò)上如SIMATIC 編程器或S7-300/S7-400 CPU 等其它主站進(jìn)行通信。

系統(tǒng)中污水提升泵（PLC1）和鼓風(fēng)機(jī)（PLC2）中用到變頻控制。變頻器采用西門子的MM400系列。

在過濾階段如果需要反沖洗濾池則需要進(jìn)入手動(dòng)反沖洗過程，等待反沖洗過程的四步完成后，繼續(xù)進(jìn)入自動(dòng)的工作流程。工作過程，如圖2所示。4 結(jié) 論

在設(shè)計(jì)過程中，充分考慮到系統(tǒng)的安全可靠。從硬件和程序方面設(shè)計(jì)了多重保護(hù)，使系統(tǒng)能夠長(zhǎng)時(shí)間安全穩(wěn)定運(yùn)行。整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程的監(jiān)視和控制，根據(jù)各部分返回的參數(shù)變化，在終端對(duì)整個(gè)流程進(jìn)行控制。通過生產(chǎn)檢驗(yàn)，該系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠設(shè)計(jì)符合要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-96[S].

[2] 《城市污水處理廠污水、污泥排放標(biāo)準(zhǔn)》CJ3025-93[S].

[3] 高超，韓丹.污水處理廠電氣設(shè)計(jì)若干問題探討[J].黑龍江科技信息，2009（23）：52-56.

[4] 蔣興加. 現(xiàn)場(chǎng)總線變配電系統(tǒng)在智能建筑中的應(yīng)用設(shè)計(jì)[J]. 低壓電器，2007，（10）：43-47.

本監(jiān)控系統(tǒng)通過現(xiàn)場(chǎng)PLC站的PLC采集相關(guān)信號(hào)數(shù)據(jù)，經(jīng)由現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS傳輸，通過工業(yè)以太網(wǎng)連接，將采集到的信號(hào)送到中央控制室處理，然后由中央控制室發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。系統(tǒng)要求粗格柵機(jī)定時(shí)開停機(jī)，運(yùn)行時(shí)間間隔及運(yùn)行時(shí)間可調(diào)。污水泵3臺(tái)潛水泵的變頻運(yùn)行，在全自控狀態(tài)，根據(jù)泵房液位高低和各自累計(jì)工作時(shí)間多少?zèng)Q定自動(dòng)開停順序。細(xì)格柵機(jī)根據(jù)設(shè)定的時(shí)間運(yùn)行，時(shí)間間隔及運(yùn)行時(shí)

間可調(diào)。排沙設(shè)備控制槳葉分離連續(xù)運(yùn)行，由plc控制電磁閥定時(shí)開關(guān)吸砂，砂水分離器與電動(dòng)開關(guān)閥同步運(yùn)行。STCC生化池分為四格，每格設(shè)溶解氧分析儀一臺(tái)，檢測(cè)DO值，與設(shè)定值比較，調(diào)節(jié)可調(diào)電動(dòng)閥，控制曝氣量。4臺(tái)回流泵變頻運(yùn)行，控制到目標(biāo)回流。鼓風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行，PLC通過檢測(cè)總出風(fēng)管壓力調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)頻率，達(dá)到恒壓輸出，風(fēng)機(jī)房軸流風(fēng)機(jī)與鼓風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)。污泥濃縮脫水機(jī)為一體化機(jī)組，中控室通過通訊讀取設(shè)備狀態(tài)。污泥脫水間設(shè)備主要采用聯(lián)動(dòng)控制方式，污泥脫水機(jī)組聯(lián)動(dòng)控制的設(shè)備包括濃縮壓濾機(jī)、空壓機(jī)、進(jìn)泥泵、加藥泵、沖洗泵和絮凝制備系統(tǒng)。變配電間plc通過RS-485通信采集變配電間高壓進(jìn)線柜智能儀表電量參數(shù)。紫外消毒渠及出廠水質(zhì)檢測(cè)自帶控制系統(tǒng)，中控室只監(jiān)不控。根據(jù)需要控制消毒設(shè)備的開停，根據(jù)出水水量控制燈管啟動(dòng)數(shù)量[3，4]。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本課題是基于西門子PLC的監(jiān)控系統(tǒng)，通過3個(gè)PLC實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制并采集相應(yīng)的信號(hào)，通過現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)將采集的信號(hào)送回中央控制室，由中央控制室進(jìn)行監(jiān)控。

PLC1為西門子S7-200系列224 PLC，完成粗格柵間、集水井等工藝參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)的采集并發(fā)送至控制中心。在遠(yuǎn)程狀態(tài)下接受控制中心對(duì)各工藝設(shè)備的控制命令。

PLC2主要是完成風(fēng)機(jī)房、細(xì)格柵渦流沉砂池等工藝參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)的采集并發(fā)送至控制中心。PLC3的主要工作是完成STCC凈化池、污泥處理間、紫外消毒渠、出水計(jì)量等工藝參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)的采集并發(fā)送至控制中心，并在遠(yuǎn)程狀態(tài)下接受控制中心對(duì)各工藝設(shè)備的控制命令。均選擇西門子200系列CPU226的PLC。

EM235是西門子PLC中最常用到的模擬量擴(kuò)展模塊，它擁有4個(gè)模擬量輸入和1個(gè)模擬量輸出功能。此次設(shè)計(jì)主要用到的模擬量輸入有溫度、流量、頻率、壓力等。設(shè)計(jì)中所選用的溫度傳感器、流量傳感器、壓力傳感器都可以輸出標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)（4-20mA、1-5V、0-20mA、1-10V），因此傳感器輸出信號(hào)可以直接與EM235模塊相連接。

通過EM277 PROFIBUS-DP擴(kuò)展從站模塊，可將 S7-200CPU 連接到 PROFIBUS-DP 網(wǎng)絡(luò)。EM 277 經(jīng)過串行 I/O 總線連接到S7-200 CPU 。作為DP從站，EM 277 模塊接受從主站來的多種不同的I/O配置，向主站發(fā)送和接收不同數(shù)量的數(shù)據(jù)。EM 277 能讀寫 S7-200 CPU中定義的變量數(shù)據(jù)塊。這樣，使用戶能與主站交換任何類型的數(shù)據(jù)。首先將數(shù)據(jù)移到 S7-200 CPU中的變量存儲(chǔ)器，就可將輸入、計(jì)數(shù)值、定時(shí)器值或其它計(jì)算值傳送到主站。類似地，從主站來的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在S7-200 CPU中的變量存儲(chǔ)器內(nèi)，并可移到其它數(shù)據(jù)區(qū)。 EM 277 PROFIBUS-DP 模塊的DP端口可連接到網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)DP 主站上，但仍能作為一個(gè)MPI 從站與同一網(wǎng)絡(luò)上如SIMATIC 編程器或S7-300/S7-400 CPU 等其它主站進(jìn)行通信。

系統(tǒng)中污水提升泵（PLC1）和鼓風(fēng)機(jī)（PLC2）中用到變頻控制。變頻器采用西門子的MM400系列。

在過濾階段如果需要反沖洗濾池則需要進(jìn)入手動(dòng)反沖洗過程，等待反沖洗過程的四步完成后，繼續(xù)進(jìn)入自動(dòng)的工作流程。工作過程，如圖2所示。4 結(jié) 論

在設(shè)計(jì)過程中，充分考慮到系統(tǒng)的安全可靠。從硬件和程序方面設(shè)計(jì)了多重保護(hù)，使系統(tǒng)能夠長(zhǎng)時(shí)間安全穩(wěn)定運(yùn)行。整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程的監(jiān)視和控制，根據(jù)各部分返回的參數(shù)變化，在終端對(duì)整個(gè)流程進(jìn)行控制。通過生產(chǎn)檢驗(yàn)，該系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠設(shè)計(jì)符合要求。

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