1 引言
當(dāng)前可編程序控制器(PLC)已經(jīng)成為自動(dòng)控制系統(tǒng)中最為廣泛的控制設(shè)備,它不僅實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制,還能完成各種順序控制或定時(shí)控制的閉環(huán)控制功能,并且抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、穩(wěn)定性好、能在惡劣環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間、不間斷的運(yùn)行,且編程簡(jiǎn)單,維護(hù)方便,并配有各類通訊接口與模塊處理,方便擴(kuò)容[1]。隨著當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展,PLC在自來(lái)水供應(yīng)系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,該控制系統(tǒng)能大大提高自動(dòng)化水平,降低生產(chǎn)成本,提高供水質(zhì)量。因此PLC及其控制系統(tǒng)在凈水廠的日常應(yīng)用中就顯得尤為重要。本文以三亞西部供水工程凈水廠為例,介紹下PLC在凈水廠中的應(yīng)用。
2 工藝簡(jiǎn)介
三亞西部供水工程由四部分組成:源水管、凈水廠、清配水管、紅塘管理站、加壓泵站。在以三亞西部供水工程的凈水廠為例,介紹其功能和控制方式。凈水廠選址于三亞市崖城鎮(zhèn),占地面積為66670平方米,建設(shè)規(guī)模為日處理量10×104米3,共有6格V型濾池,其中工藝處理流程如下:
此凈水廠的工藝是常規(guī)的“混凝-沉淀-過(guò)濾-消毒”流程,首先從泵房將水庫(kù)的水打到混合井,然后經(jīng)初濾,再加水沉淀劑聚合,沉淀后過(guò)濾得到清水,加氯氣消毒,將水儲(chǔ)入清水池備用,再經(jīng)送水泵房的高壓泵壓出供水,流入千家萬(wàn)戶。沉淀污泥經(jīng)排泥池在濃縮池濃縮后經(jīng)污泥脫水后,泥餅外運(yùn)。
3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
三亞西部供水工程自控系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由三層網(wǎng)絡(luò)組成,包括管理級(jí)、控制級(jí)、現(xiàn)場(chǎng)級(jí)。系統(tǒng)的三層網(wǎng)絡(luò)分別為基于TCP/IP協(xié)議的高速以太網(wǎng)、工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)。4臺(tái)操作站主機(jī)、4臺(tái)生產(chǎn)管理計(jì)算機(jī)和2臺(tái)打印機(jī),向上接入全廠管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò);工業(yè)以太網(wǎng)以光纜為通信介質(zhì),連接5個(gè)PLC現(xiàn)場(chǎng)控制站,配置有各自的電源,通訊模塊,接口模塊,每個(gè)站都配有一臺(tái)UPS,加強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。為了提供報(bào)表、報(bào)警打印服務(wù),配置兩臺(tái)打印機(jī),實(shí)現(xiàn)各種報(bào)表以及實(shí)時(shí)報(bào)警和報(bào)警歷史的打印功能。兩臺(tái)操作站計(jì)算機(jī)相互在線冗余,向下通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)對(duì)各現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控子站進(jìn)行監(jiān)視。建立在bbbbbbs 2000/XP基礎(chǔ)上的Wonderware公司INTOUCH組態(tài)軟件提供了功能全面、簡(jiǎn)單易用的操作界面,操作人員通過(guò)INTOUCH實(shí)現(xiàn)對(duì)全廠生產(chǎn)過(guò)程、工藝參數(shù)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
系統(tǒng)共有5個(gè)現(xiàn)場(chǎng)主控制站,每個(gè)站以S7-400 系列處理器模塊為核心,配上相應(yīng)的輸入輸出I/O模塊、機(jī)架、電源模塊、通訊接口模塊以及遠(yuǎn)程I/O模塊等組成現(xiàn)場(chǎng)控制站,5個(gè)主站以光纖環(huán)網(wǎng)通訊的方式和中控室連接。其中PLC2.0主站通過(guò)無(wú)線DTU,接受來(lái)自兩個(gè)沉淀池子站的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),同時(shí)也可以下達(dá)動(dòng)作指令到子站,兩個(gè)子站采用S7-300 系列處理器模塊為核心,配上相應(yīng)的輸入輸出I/O模塊、機(jī)架、電源模塊、通訊接口模塊、無(wú)線DTU等組成現(xiàn)場(chǎng)控制站。其中PLC3.0主站通過(guò)PROFIBUS DP總線,接受來(lái)自六個(gè)濾池子站的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),同時(shí)也可以下達(dá)動(dòng)作指令到子站,六個(gè)子站采用S7-300 系列處理器模塊為核心,配上相應(yīng)的輸入輸出I/O模塊、機(jī)架、電源模塊、通訊接口模塊等組成現(xiàn)場(chǎng)控制站。管網(wǎng)子站采用200系列產(chǎn)品。編程軟件采用SIEMENS Step7,生產(chǎn)監(jiān)控組態(tài)軟件采用Wonderware公司Intouch組態(tài)軟件,實(shí)現(xiàn)上位機(jī)界面操作控制設(shè)備。所有I/O模塊具有光電隔離功能,同時(shí)支持帶電拔插。壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)PLC6.1～PLC6.14采用S7-200系列處理器模塊和相應(yīng)的輸入輸出I/O模塊、無(wú)線DTU等組成現(xiàn)場(chǎng)控制站,通過(guò)電信的無(wú)線CDMA把數(shù)據(jù)送到監(jiān)控中心。根據(jù)各個(gè)站處理I/O點(diǎn)數(shù)的多少,預(yù)留20%以上的余量,配置相應(yīng)數(shù)量的I/O模塊
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