施耐德PLC在污水處理控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

郭錫文　張付　胡樂(lè)舉

摘 要：污水處理是每個(gè)企業(yè)必須要面對(duì)和解決的一個(gè)難題，控制系統(tǒng)采用施耐德PLC控制器和組態(tài)軟件，能夠?qū)φ麄€(gè)污水處理過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)督和控制，達(dá)到降低污水處理系統(tǒng)運(yùn)行成本，優(yōu)化污水排放的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)減少人力、物力、財(cái)力投入的目的，完善生產(chǎn)控制工藝，將污水處理的自動(dòng)化水平得到一定的提高，污水處理一般得會(huì)做到集中管理、分散控制、處理數(shù)據(jù)共享，由此開(kāi)發(fā)出成熟、可靠、穩(wěn)定的計(jì)算機(jī)污水處理監(jiān)控系統(tǒng)，施耐德PLC污水控制系統(tǒng)以全天候、全自動(dòng)化、便于使用等特點(diǎn)在污水自動(dòng)控制領(lǐng)域發(fā)揮了獨(dú)特的作用。

關(guān)鍵詞：施耐德PLC 污水處理 控制系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：X703.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）04（c）-0018-01

在解決污水處理的問(wèn)題上，許多企業(yè)首選施耐德PLC污水控制系統(tǒng)，它能夠解決一般污水處理系統(tǒng)不能夠解決的軟件控制和數(shù)據(jù)冗余的問(wèn)題，使得污水處理系統(tǒng)更加的可靠，節(jié)約了人力資源的投入，加強(qiáng)了設(shè)備的可靠性。

1 施耐德PLC污水處理系統(tǒng)概況

現(xiàn)代的工業(yè)技術(shù)不斷地發(fā)展，更多先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和工藝應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)制造上，工業(yè)產(chǎn)品的價(jià)格也逐漸降低，施耐德PLC污水處理系統(tǒng)在很多的企業(yè)得到了很好的應(yīng)用，我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程的速度也逐漸加快了，PLC控制系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)在于它的控制性能在控制系統(tǒng)領(lǐng)域是非常優(yōu)秀的，能夠有效地減少實(shí)際操作中的負(fù)擔(dān)，使污水處理工藝流程按照最優(yōu)的方案運(yùn)行，PLC系統(tǒng)提供的視頻監(jiān)控系統(tǒng)、上機(jī)報(bào)警系統(tǒng)可以對(duì)污水處理現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行有效的監(jiān)控，能夠達(dá)到節(jié)省人力資源、節(jié)省設(shè)備開(kāi)支的目的，在設(shè)備進(jìn)行輪換時(shí)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，使得系統(tǒng)整體的運(yùn)行能力得到提升，從而有利于加強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。

本污水處理系統(tǒng)主要組成部分包括粗格柵井、提升泵房、細(xì)格柵、CAST反應(yīng)池、D型濾池、土壤除臭設(shè)施、紫外消毒渠、儲(chǔ)泥池、一體化斜板沉淀池、污泥濃縮脫水機(jī)房、鼓風(fēng)機(jī)房等系統(tǒng)設(shè)備組成，本文就本系統(tǒng)所控制的這些子系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分析和探討。

2 施耐德控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)框架

污水處理系統(tǒng)中最重要的子系統(tǒng)是控制系統(tǒng)，他主要能夠控制企業(yè)污水處理的工藝流程，這是一個(gè)智能型系統(tǒng)它能夠?qū)υO(shè)備出現(xiàn)的故障實(shí)行快速的緊急救治方案，優(yōu)化和完善污水處理的生產(chǎn)工藝，施耐德PLC系統(tǒng)能夠快速反應(yīng)，因?yàn)樗鼡碛写笕萘刻幚砗透咚俚臄?shù)據(jù)通信能力，從而對(duì)全場(chǎng)進(jìn)行工藝控制達(dá)到集中管理控制，在污水處理區(qū)，一共可分為四個(gè)PLC站，這四個(gè)站分別是：攪拌站主樓分站、攪拌污水池分站、骨科層分站以及清水池補(bǔ)水分站，排列順序按照PLC1到PLC4的順序排列，污水監(jiān)控系統(tǒng)也可以分為管理層、設(shè)備層以及控制層。

信息層位于施耐德PLC控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)框架的第一層，以太網(wǎng)在自動(dòng)化系統(tǒng)化系統(tǒng)中的主要功能就是監(jiān)控中心和各個(gè)控制站之間的數(shù)據(jù)傳輸，設(shè)備上的傳感器將生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)通過(guò)信息層傳輸?shù)娇傁到y(tǒng)中，控制層位于系統(tǒng)的第二層，它是通過(guò)總線(xiàn)構(gòu)成了控制網(wǎng)絡(luò)，這層的主要特點(diǎn)就是它不僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)之間的實(shí)時(shí)通信，而且它還具備開(kāi)放協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)接口，這樣對(duì)于場(chǎng)外的設(shè)備能夠兼容的掛在總線(xiàn)上，這樣能夠?qū)ΡO(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行有效地?cái)U(kuò)展，它的特點(diǎn)就是使用靈活、方便擴(kuò)展，能夠攜帶512個(gè)模塊，它的網(wǎng)絡(luò)可靠性能比較強(qiáng)。第三層就是設(shè)備層，這層的主要功能就是完成PLC和遠(yuǎn)程終端、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備等設(shè)備之間的通訊。

3 自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用分析

當(dāng)污水處理設(shè)備處于就地控制的時(shí)候，PLC設(shè)備只能監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)然系統(tǒng)還沒(méi)有達(dá)到全智能的狀態(tài)，有些大型設(shè)備還需要工作人員去進(jìn)行設(shè)備的啟動(dòng)和停止，在自動(dòng)運(yùn)行的情況下，系統(tǒng)的中控室能夠自動(dòng)和遠(yuǎn)程地去控制企業(yè)的大型設(shè)備，它的工作原理大致如下：污水處理的設(shè)施設(shè)備是根據(jù)PLC控制系統(tǒng)中相關(guān)的軟件以及硬件發(fā)出的工作指令進(jìn)行工作的，此時(shí)的中控室能夠?qū)\(yùn)行中設(shè)備進(jìn)行全天候的監(jiān)測(cè)，但是這種做法會(huì)給設(shè)備帶來(lái)較大的磨損，因?yàn)槲鬯幚碇行枰獪y(cè)量的數(shù)據(jù)比較多，頻繁地去啟動(dòng)和關(guān)停設(shè)備必然會(huì)對(duì)污水處理的設(shè)備產(chǎn)生一些磨損，所以在實(shí)際的系統(tǒng)運(yùn)行中，系統(tǒng)采用時(shí)間間隔來(lái)控制設(shè)備的啟停，當(dāng)污水處理設(shè)備出現(xiàn)一系列的故障后系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警，通知工作人員進(jìn)行維修，所有的設(shè)備從自動(dòng)狀態(tài)變?yōu)槭謩?dòng)狀態(tài)，檢修人員對(duì)故障部位進(jìn)行維修處理之后，系統(tǒng)檢測(cè)故障已經(jīng)完全修復(fù)，那么系統(tǒng)會(huì)將變?yōu)樽詣?dòng)狀態(tài)，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障維修的期間，污水處理設(shè)備處于手動(dòng)控制的狀態(tài)下，中控室可以通過(guò)上組軟件來(lái)進(jìn)行設(shè)備的啟動(dòng)和停止。

中控室作為整個(gè)污水處理系統(tǒng)比較關(guān)鍵的部門(mén)，擁有對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所有設(shè)備的控制權(quán)限，利用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的處理，計(jì)算機(jī)模擬屏幕顯示的是全廠設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)，兩臺(tái)工業(yè)計(jì)算機(jī)互為備用，在實(shí)際的操作中，一臺(tái)為操作用的計(jì)算機(jī)，另一臺(tái)是作為監(jiān)控用的計(jì)算機(jī)，起到了數(shù)據(jù)備份、操作設(shè)備的作用，中控室的主要職能有：顯示全廠污水處理設(shè)備的運(yùn)行情況，其中包括各個(gè)管道的閥門(mén)開(kāi)關(guān)情況、水泵啟停的狀態(tài)等等，能夠顯示工藝流程的動(dòng)態(tài)參數(shù)，其中就包括進(jìn)水COD、進(jìn)水的濁度、進(jìn)水總磷、進(jìn)水流量、CAST溶解氧、CAST液位計(jì)等儀表的數(shù)據(jù)，顯示數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)，對(duì)所采集的數(shù)據(jù)形成報(bào)表；打印報(bào)警記錄和檢修維護(hù)記錄等；對(duì)報(bào)警設(shè)備進(jìn)行有效的管理，主要就是報(bào)警設(shè)備的報(bào)警閃速燈以及報(bào)警音是否正常工作，因?yàn)閳?bào)警設(shè)備可以提醒工作人員采取必要的措施去進(jìn)行設(shè)備的維修，中控室還應(yīng)該具有實(shí)現(xiàn)編程、組態(tài)和修改的功能，中控室操作員的電腦上還應(yīng)該安裝功能更加強(qiáng)大的上位軟件，以達(dá)到更好更便捷的去進(jìn)行組態(tài)和編程。

4 PLC控制站軟件分析

PLC中控制站中包含很多的應(yīng)用軟件，其中監(jiān)控軟件是PLC系統(tǒng)中不可缺少的應(yīng)用軟件，它們?yōu)橄到y(tǒng)的正常運(yùn)行提供了強(qiáng)大的保證，它能夠?qū)崟r(shí)地去監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的變化，模擬出污水處理過(guò)程各個(gè)階段的動(dòng)畫(huà)效果，另外這款軟件已經(jīng)完全漢化，不僅僅能夠提供很多強(qiáng)大的功能，而且操作十分簡(jiǎn)單，在每個(gè)單位的趨勢(shì)圖設(shè)計(jì)上面以及每個(gè)工藝流程的能夠詳細(xì)地了解，工作人員只需要點(diǎn)擊菜單上的命令就能夠?qū)崿F(xiàn)上述的數(shù)據(jù)存盤(pán)、記錄報(bào)警等相關(guān)過(guò)程的處理，這款軟件還提供了圖表打印的功能，以便能夠記錄檔案。

開(kāi)關(guān)數(shù)量眾多是施耐德PLC系統(tǒng)區(qū)別于其他系統(tǒng)的一個(gè)重要特點(diǎn)，利用模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)的儀表不需要用開(kāi)關(guān)之外，其余包括水泵、閥門(mén)等設(shè)備的啟動(dòng)和停機(jī)的是通過(guò)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制的，系統(tǒng)通常采用CPU雙機(jī)結(jié)構(gòu)、電池冗余結(jié)構(gòu)、通訊控制器冗余結(jié)構(gòu)、遠(yuǎn)程通訊采用雙電纜同軸電纜，系統(tǒng)中每個(gè)站點(diǎn)之間通過(guò)光纖連接，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，其中一個(gè)主站作為主機(jī)；另一個(gè)主站自動(dòng)成為備機(jī)。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文的分析探討，我們了解了施耐德PLC技術(shù)在污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用，也發(fā)現(xiàn)了系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)用中存在的種種問(wèn)題，但是總體而言，施耐德PLC技術(shù)在污水處理領(lǐng)域還是領(lǐng)先于其他產(chǎn)品系統(tǒng)的，因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、投資小、控制效果好、回報(bào)率高等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越被更多的中小型污水處理廠采用。

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