自動控制水處理系統設計方案

微水發電廠化水系統技術改造后,形成了以ＰＣ機為主站、西門子Ｓ7-200系列ＰＬＣ為從站的全自動水制備控制系統。ＰＬＣ與ＰＣ機用ＰＣＰＰＩ電纜,通過串行口通訊,主站采用組態軟件對整個系統實時監控、監測。 電力分析儀| 諧波分析儀| 發生器| 多用表| 驗電筆| 示波表| 電流表| 鉤表| 測試器| 電力計| 電力測量儀

1　系統組成
1.1　水處理系統
包括預處理系統、計量加藥系統、反滲透系統三部分。四臺多介質過濾器為預處理設備,三用一備。每臺過濾器有7套氣動閥門,按工藝要求切換控制。反滲透系統用一套一級二段反滲透單元組成,由一臺高壓泵和五套電動閥門作為執行機構。計量加藥系統4套,二用二備,每套加藥系統有一臺計量泵和一臺電動攪拌裝置。
1.2　控制系統(見圖1)
(1)ＰＣ機監測中心由ＵＰＳ電源、工控機、打印機組成,主要完成流程圖畫面組態,對現場采集數據實時監測,并可實現數據存儲、打印報表、數據查詢、報警等功能。
(2)監控設備:監控核心為ＰＬＣ,是一套由ＣＰＵ、存儲器、ＩＯ接口及控制軟件組成的智能設備,主要完成現場數據的采集、轉換、存儲、報警、邏輯控制等功能,并與監控中心實時通訊,完成系統自檢、數據傳送、控制輸出等任務。
(3)現場傳感器及檢測儀表是ＰＬＣ檢測現場模擬信號的器件,除溫度外的現場模擬信號都需經過傳感器的轉換,才能輸出標準信號,被ＰＬＣ所接受,系統主要丈量電導、流量、ＰＨ值、濁度、壓力、液位等參數。現場檢測的開關量信號可直接引進ＰＬＣ。

2　ＰＬＣ監控設備
ＰＬＣ監控設備是既采集現場儀表、變送器、設備運行狀態等信號,又與監測中心通訊,執行有關命令。監控設備一般無人職守,經論證,選用西門子Ｓ7-200系列ＰＬＣ作現場信息的終端具有較高的性能價格比,它具有易擴展、性能高、體積小等特點,非常適合小規模的現場監控。
2.1　ＰＬＣ硬件設計
現場共需開關輸進信號72點,開關輸出信號64點,模擬輸進信號12點、模擬輸出信號2點,因此選用Ｓ7-226基本單元,4塊ＤＣ16輸進16繼電器輸出(ＥＭ223),三塊模擬量輸進輸出混合擴展單元(ＥＭ235),這樣系統共有開關輸進88點,開關輸出80點,模擬量輸進信號12點,模擬量輸出信號3點,滿足現場控制要求。
2.2　通訊接口
Ｓ7-226ＰＬＣ基本單元提供一個ＲＳ485接口,為了與ＰＣ機通訊(ＲＳ232標準接口),選用ＰＣＰＰＩ專用電纜(或者ＲＳ485ＲＳ232轉換器),連接到ＰＣ機的ＣＯＭ1或者ＣＯＭ2,使用ＰＬＣ的ＰＰＩ協議,即可實現兩者之間的串行通訊。
2.3　抗干擾設計
為進步系統的可靠性,ＰＬＣ、直流穩壓電源單獨裝于一個控制柜內,ＰＬＣ開關量輸出與現場之間加繼電器隔離,模擬信號采用信號隔離器和配電器隔離。電源采用隔離變壓器供電,以減小電源噪聲。信號線采用屏蔽電纜,闊別動力電纜,系統設置良好的接地。
2.4　ＰＬＣ軟件設計
ＰＬＣ軟件采用梯形圖語言編寫,為保證系統的正確性和可靠性,程序設計采用模塊化、功能化結構,便于維護、擴展,軟件主要由以下模塊組成:
(1)初始化程序:設定各寄存器、計數器、ＰＬＣ工作模式、通訊方式等參數初始值。
(2)數據采集子程序:對各路模擬量數據采集、濾波、均勻等處理。
(3)累計運行時間子程序:對泵、閥門的運行時間進行累計。
(4)過濾器自動運行子程序:根據監控中心的命令,或現場自控條件按過濾器運行工藝輸出相應操縱。
(5)反滲透自動運行子程序:完成與監控中心的各種通訊功能。
(6)脈沖量輸出子程序:控制計量泵根據流量加藥。
(7)故障檢測子程序:對氣源不足、閥門及泵故障自動檢測并報警。

3　組態軟件及畫面
本系統組態軟件采用組態王6.02版設計,128點,畫面形象逼真、運行可靠、操縱方便,且具有較高的性能價格比。

4　結束語
該系統投進運行后,工作可靠穩定,以ＰＣ機為主站ＰＬＣ為從站的自動控制系統,不僅能實現自動控制功能,還具備實時監視、數據分析、打印報表功能,而且該系統若作為下位機,也可與上位機通訊實現遠程監控。