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小议IPC+PLC的污水处理系统的设计

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一、控制子系统

控制子系统主要用PLC构建,主要功能是接收由现场子系统采集的模拟量信号,对传来的信号进行处理,并与IPC或同级的控制器进行信息数据通信,接收管理子系统传来的指令,通过逻辑运算和控制电路操控设备运行,实现自动控制。

现场子系统现场子系统主要包括各类传感器、变送器、执行设备和控制箱等。其中,传感器负责采集现场数据,变送器负责实现所采集的模拟信号与计算机系统的数字信号相互转换,并将采集数据传送给管理子系统的IPC,将控制信号传给各现场控制站PLC。执行设备负责执行PLC发来的控制信号,实现对现场设备的直接控制。此外,还包括各种流量计、电磁液位计、压力表等仪表。

二、上位机监控系统的设计

上位机监控系统由监控设备和监控组态软件组成。

1.监控设备上位监控设备采用工业控制计算机即IPC。工控机是能在非常恶劣的环境下使用,专门为工业现场而设计的计算机,综合考虑各种因素本系统的上位机选用研祥IPC-810B型工控机。

2.组态软件监控组态软件处在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境,为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件通过I/O驱动程序从现场I/O设备获得实时数据,对数据进行加工后,一方面以图形方式直观地显示在计算机屏幕上;另一方面按照程序要求和操作人员的指令将控制指令送给I/O设备,对执行机构实施控制或调整控制参数。储存历史数据,并对历史数据检索的请求给予响应。当报警发生时,及时将报警以声音、图像的方式通知给操作人员,并记录报警的历史信息,以备检索。根据控制系统的要求及性价比等方面的考虑,本系统使用组态王7.0作为监控组态软件。

三、下位机控制系统的设计

本控制系统采用PLC作为底层控制单元,考虑到污水处理过程复杂,处理工艺地理位置分散,控制点数多,控制要求高等因素,本控制系统选用西门子的S7-400PLC。以就近和单元控制为划分区域的原则,根据污水处理各工艺流程位置分布、控制对象的数量,在现场分别设置细格栅间、配电室、污泥浓缩脱水间三个PLC控制站。

四、通信系统的设计

本系统采用多级分布式控制,这就要求构成控制系统的PLC要有通信及网络的功能。PLC网络通信就是将数据信息通过适当的传送路线从一台PLC传送到另一台PLC,或在PLC与计算机之间交换信息。经对比分析本系统选用工业以太网作为通信网络,经试验测试通信效果良好。

五、总结与展望

本文结合污水处理全过程控制的实际情况,采用IPC+PLC分布式智能控制系统,对污水处理各工艺段现场的状态、参数、仪表等进行实时监测,根据智能决策系统发出的指令精确控制设备,提高了污水处理系统的智能化程度,使系统运行更加安全稳定,降低了能耗和人工,提高了效率和产出,对实现污水处理厂运行的全智能控制有较高的实用价值。

作者:冯严冰 单位:常州广播电视大学

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