施耐德PLC在污水处理控制系统中的应用.pdf

研究与 D OI 1 0 ． 3 9 6 9／ j ． i s s n ． 1 0 0 9 - 9 4 9 2 ． 2 0 1 3 ． 1 0 ． 0 2 8 施耐德P L C在污水处理控制系统中的应用 黄鸿喜 ，伍星，刘 立 三一重工股份有限公司 ， 湖 南长 沙4 1 0 1 0 0 摘要污水处理控制的各个处理设备十分分散，但是工艺上却要求各设备相互协调。采用施耐德P L C 处理系统能够实现对自动 化污水处理系统进行全面的控制，完善生产控制工艺，能够提高污水处理的自动化水平。 关键词P L C ；污水处理；自动化；控制系统 中图分类号T P 2 7 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 99 4 9 2 2 0 1 3 1 00 0 9 70 3 Ap p l i c a t i o n o f S c h n e i d e r PLC i n t h e Co n t r o l S y s t e m o f S e wa g e Tr e a t me n t HUANG Ho n g - x i ，W U Xi n g，L I U L i S a n y L i mi t e d C o ． ，L t d ． ，C h a n g s h a 4 l 0 l O 0 ，C h i n a Ab s t r a c t I n s e wa g e t r e a t me n t p l a n t ， s e wa g e t r e a t me n t e q u i p me n t i s h i g h l y f r a g me n t e d， b u t t h e p r o c e s s i s r e q ui r e d f o r e a c h d e v i c e c o o r d i n a t i o n．S c h n e i d e r PL C pr o c e s s i n g s y s t e m c a n a c hi e v e f u l l c o n t r o l a u t o ma t i o n s e wa g e t r e a t me n t s y s t e m， i mp r o v e t h e p r o d u c t i o n c o n t r o l p r o c e s s ， a n d c a n i mp r o v e t h e l e v e l o f a u t o ma t i o n o f s e wa g e t r e a t me n t ． Ke y wo r ds PL C； s e wa g e t r e a t me n t ； a u t o ma t i o n； c o n t r o 1 s y s t e m 在搅拌站污水处理问题中，施耐德电气是许 多解决方案的首选 。施耐德 P L C 在污水控制系统 中能够实现控制器软件和硬件冗余 ，提高污水处 理控制系统的可靠性 。 1 控制系统网络框架 控制系统能够控制污水处理过程的顺序以及 对出现故障时实行全 自动的紧急救治方案 ，对污 水处理的生产工艺进行了优化和完善 ，从而使污 水处理系统 的 自动化水平得到提高。选用施耐德 P L C技术在控制系统 中能够达到快速 响应联锁控 制的要求，具有批量处理的集成功能以及高速数 据通信网。分布式计算机对整个系统进行分散控 制 ，从而对全场进行工艺控制并且达到集中管 理 。在全部的生产 区站 中，一共能够划分成为 四 个 P L C 站 ，这四个站分别为 搅拌站主楼分站、 搅拌污水池分 站 、骨料层分站 以及清水池补水分 站 ，这几个分站的序号按照从 P L C 4 到P L C 1 顺序 进行排列 。P L C的各 个分站和控制 中心 的工控机 一 起挂 在总线上 ，这样能够使得各分站和控制中 心之间进行数据传输。监控系统可 以按照系统结 构进行划分 ，分别为管理层、设备层以及控制 层 。如图 1 所示 。 系统中 ，信息层是第一层。以太 网在该 自动 化系统中的功能是对监控中心和各控制分站之间 的数据进行传输。传感器的各种数据以及历史数 据等大量的信息也包括在传输范围内。控制层是 系统 的第二层 ，它是通过位于现场的总线 构成在 隧道 区域 中的控制器 网络。该层的主要特点是它 不但能够实现通信 ，而且 它还具备开放协议 的标 准接 口。这样外场 的各种设备就能够方便地挂在 总线上 ，这对监控系统实现 了扩展。在处理现场 的总线采用 的是 I N T E R B U S ，它具 有灵 活性好 、 方便 扩展 的优 点 ，它可 以携带 5 1 2 个模块 ，共计 长度为 1 2 ． 5千米 ，并且它不需要对模块进行置址 也不需要终端电阻 ，原 因是 因为它使用 的网络是 环形网。另外它的诊断性能十分的强大，一旦发 收稿 日期 2 0 1 30 42 6 匦 与 开 发 生 了系统故障 ，它就能够将故障的位置和故 障类 型以及如何解决等这些完备无误的告诉给工作人 员 ，提高了工作效率 。位于系统的第三层的是设 备层 。该层主要是完成 P L C和远程 I ／ O端子、现场 设备以及仪表等之问的通讯u 1 。 些数据 才能够进 行系统 的重新调 控 。通 常情 况 下 ，需要 调整 的参 数有 污水池搅 拌泵搅拌 和 停 止时 间 ，搅拌 车加水 时间 、污水 清洗泵延 时 停止时间等。根据污水处理现场的具体情况 ， 工作人员 需要对 控制参数 进行恰 当的调整 ，以 及 对工艺进行优化等 。 控级 一俣 -l ■ K c L I ■l 一 曩 一 I 蝣 ■ l眦 _ 一P Lc I _ IIn 囊 变 频 器 仪表 昏 一昏仪表 J级 l就 地 控 制 一 就 地 控 制 图1 P L C污水处理控制系统 2 控制系统的软件 监控级应用软件以及编程工具软件这两个部 分 是 施 耐 德 P L C控 制 系 统 中的重 要 软 件 。I N ． T O U C H作为监控级应用软件 ，它的功能是十分强 大 的。能够反应实 时动态 的数据库 、模拟动 画、 对报警系统的管理 、制作实时和趋势 图标 以及对 数据库进行巡查等。该软件是全汉化的界面，在 软件 中有每个单元 的趋势图的设计 以及工艺流程 图和报表 的设计 ，还有很多操作各种设备的设定 画 面等等。要想对各种工艺流程的画面进行详细 的了解 ，工作人员 只需要点击菜单栏上的命令或 者使用 鼠标点击即可 。并且该软件能够对所有 的 数据进行存盘 、记 录和报警处理 ，并能够将各种 曲线图 、生产报表和站图表打印出来 。在各个反 应阶段的设定值和反应时间都能够被调整，在搅 拌站主楼分站中的全部可操作设备，管理人员都 能够对其进行远程遥控，在工作站上，工作人员 就能够实现对生产过程的指挥和调度。 全部的有可能需要调整的参数都需要在上 位 机上设 定 ，因为污水 自动化处 理系统需 要经 过 长 时间的运作 才能够 取得经验 数据 ，根 据这 编程 工 具 的软件 是施 耐 德 u N T T Y。这个软件能够使用多种 编程语 言 ，并且 它 的运 行是 在 Wi n d o w s 操作 系 统上 。对 于 I ／ O 设备 ，它能够进行参数化和组 态 。并且它可以对能够连接到的 所有的控制线 的节点实施启动和 测试 。它具有远程维护和对系统 先进的诊断能力 ，可以对系统 中 的程序进行任意一点的修改。 3基本控 制程序 根据某搅拌站污水处理中对 施耐德 P L C的应用作为例子进行 分析。 在该控制方案 中，为 了保证 即使 P L C系统出现 了故障 ，污水处理也能够顺利 进行，在控制系统中专门配备了手动控制、半 自 动控制 以及全 自动控制模 式。对于手动控制来说 是通过常规仪表和计算机对所有的工艺参数进行 显示 ，当 P L C出现意外 时，操作人员就能够在现 场对设备进行操作。半 自动控制是在系统初试阶 段 ，没有达到稳定状态时使用计算机对现场进行 遥控操作。而全 自动控制则是整个 系统没有任何 意外状态时 ，P L C 对所有的设备进行 自动控制。 4污水处理段的 自动控制 系统 接触式液位计在污水处理 中的处理段经常 出 现 测量液 面金属杆 由于沾 淤泥或锈 死等原 因失 效。为了避免这样的问题，需要使用超声波数字 液位仪。这样就不会出现液位计失效的问题 ，同 时也方便了P L C的联锁控制和数据采集。 污水池液位计可 以对水位信号进行检测并将 检测到 的信号送到控制器 ，控制器可 以对信号进 行 数 据运 算 ，根 据设 定值 和检 测值 之 间 的差 ， P L C能够对污水提升泵进行 自动控制 。一旦预定 水位值达到之后，系统就会对 自动控制水泵进行 黄鸿喜 等 施耐德P L C 在污捧处理 控制系统中的应用效果 研窖与 以此启动 ，这是系统预先编排好 的。同理 ，按照 程序的预先编制 ，当水位一旦下降到预定值之下 时 ，补水泵就会启 动。与此 同时 ，P L C能够对污 水池两个搅拌泵 的运行 时问进行积累 ，控制搅拌 泵按规定 的时 间启动和停止 ，避免污水池 中杂质 沉淀，同时能够确保每台搅拌泵具有相等的累计 运行时间 ，确保 了污水池 的水处于最佳状态 。一 旦水位到达上高位时 ，P L C就会启用干运转保护 措施 ，使全部 的补水泵停止运行 ，这样对水泵起 到 了保护作用。 5骨料层分站 在骨料层 自动化控制 系统 中，骨料层 蓄水池 的液面也由超声波液位仪控制。施耐德P L C 通过 采 集 蓄水池 液位仪 反馈信 号 ，在液 面到达 低信 号 ，P L C 控制污水池中水泵给蓄水池补水 ，直到 蓄水池液面达到高位 ；同时 P L C还控制骨料层蓄 水池内搅拌泵定时搅拌 ，避免污水沉淀。 6清水池补水分站 在施耐德 P L C清水分站 中 ，P L C也通过采集 污水池超声波液位仪反馈信 号 ，在污水池液面到 达低信号 ，P L C 控制清水池中水泵 1 给污水池补 水 ，直到污水池液面达到中位；同时P L C 还接受主 站系统信息控制清水池水泵2 给主楼水池加水 。 7 控制 系统通信 污水处理系统 中，施奈德 P L C四个分站是能 实时通讯 的，因此搅拌楼分站 的操作人员就能通 过监控设备显示的信息了解污水池的水位情况， 远程通过 P L C控制污水池 中抽水泵和搅拌泵 的工 作状 态 ，对 污水 系统运 行情况 实现实 时远程 控 制 ，解决 了原来污水处理长期无监控的难题 。 8 结语 通过上文的介绍可 以详细了解施耐德 P L C在 污水控制 系统 中的应用 ，施耐德 P L C能够解决污 水控制 系统 中经常出现 的问题 ，并对控制系统进 行完善和保护，提高了污水处理控制系统的性能。 参考文献 [ 1 ]吴文俊． 施耐德P L C在现代化水厂中的应用 [ J ]． 自 动化 应用 ，2 0 1 0 9 1 - 3 ． [ 2 ]陈燕兵． 基于P L C 及组态王技术的污水处理 自控 系统 应用分析 [ J ]． 工业控制计算机，2 0 1 2 1 3 6 ． [ 3 ]邹轩． 基于施耐德P L C的液位控制系统设计 [ J ]． 微 计算机信 息 ，2 0 0 8 2 5 8 7 8 8 ． 第一作者简介 黄鸿喜 ，男 ，1 9 8 3 年生，广东揭西人 ，大 学本科，工程师。研究领域 工程机械电气控制。 编辑 王智 圣 ， r 卜。 - - 。 - - 。 - 4 -。 卜 - - 。 - - 。 - 4 -。 卜 - 4 - - - 。 - - 。 - 4- 。 _ 4 - - 。 - 4 - - - 。 - 4 - - 。 - 4 - - 。 - 4 - 。 - - 。 - - 。 - 4 - - 。 - - 。 - - ’ - - 。 - 4 -。 卜 - 4 - - 。 - 4 ．- 。 - 4 - 。 - - 。 - - 。 - F’ f 1 j F A R O ⑧L a s e r S c a n n e r F o c u s 。 D X 3 3 0 新型激光扫描仪用于三维数字 j ； 建档和土地测量 的理想 工具 阜 { 佛罗里达州玛丽湖 2 0 1 3 年l 0 月8 日 一 全球最值得信赖的三维测量、 成像和实现技术 供应商F A R O T e c h 一 { n o l o g i e s ， I n c ． 宣布推出 F A R O L a s e r S c a n n e r F o c u s X 3 3 0 新型激光扫描仪o 在获得成功的 F A R O L a s e r S c a n n e r F o c u s 激光扫描仪基础上 ， 这款新型的 F o c u s X 3 3 0 在功能和性能方面均 超过了先前的型号。F o c u s X 3 3 0 的测量范围几乎是先前型号的三倍 ，能够在阳光直射下扫描最远距离为 3 3 0 m 十 t 的物 体。利用集成的G P S 接收器， 这款激光扫描仪能够使各次扫描与后 处理 相互关联， 使其成为测量型 应用的理 t 十 想 选 择 。 t T 此外，F o c u s X 3 3 0 还提高了测量精度并降低了噪音，能够创建具有真实照片风格的三维模型。这些性能上 t 丁 的改进并没有以牺牲安全性为代价，因为 F o c u s X 3 3 0 采用了安全等级为 1 级的 “ 人眼安全型”激光。 T T } “ 其最轻的重量、小巧的体积、触摸屏、s D卡和 4 ． 5小时的电池使用时间使 F o c u s X 3 3 0无可匹敌且方便易T ； 用” ，F o c u s x 3 3 0 新型激光扫描仪的首席技术策略专家B e r n d B e c k e t 博士说。“ 还未有其他供应商能取得如此巨 ； fI 大的技术成就。 ” 凭借更高的精度和更大的范围， F o c u s X 3 3 0 极大地简化了 测量和后 处理工作。三维扫描数据可被轻松地导 } j 入所有常用的事故重现、结构 、土木工程、建筑、法医鉴定、工业制造和土地测量软件解决方案。因此，它能够 i 快速、精确且可靠地完成距离尺寸、面积和体积的计算、分析和检测任务以及建档工作。 工 j k - - ． - - 4 - ． - F ． - - ． - 4 - - ． - F ． - - F． - - ． - 4 “- ． - 4 --． - 4 -． - - ． - 4 - - ． - - ． - 4 --． - - ． - 4- 。 ‘ 一 ． - -． - - ． - 4 ．- ． -- 4 - - ． - 4 - - ． - 4 “- ． - F ． - - ． - 4- ． - 4--． - 4 - ． - 4 --． - 4 -． - - ． - F