PLC污水處理廠污水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)
發(fā)布日期：2015-08-04 16:19 瀏覽次數(shù)：
項(xiàng)目單位：徐州市睢寧桃嵐化工園污水處理廠
項(xiàng)目施工：南京康卓環(huán)境科技有限公司
南京康卓環(huán)境科技有限公司是一家專業(yè)的污水處理廠、污水泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)廠家，是高新技術(shù)企業(yè)，產(chǎn)品已通過CCC認(rèn)證，歡迎采購，咨詢熱線：025-86666104
一、系統(tǒng)概述
根據(jù)徐州市睢寧桃嵐化工園污水處理廠的規(guī)模及工藝要求，結(jié)合多年來康卓科技在污水處理行業(yè)及多個(gè)污水處理廠建設(shè)的成熟技術(shù)和豐富經(jīng)驗(yàn)，我們?cè)O(shè)計(jì)使用HMI+PC系統(tǒng)為本次項(xiàng)目的自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成，再通過和其他各種外設(shè)的連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整體排水工藝的全過程自動(dòng)化控制系統(tǒng)，并按照預(yù)定的程序?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)全方位的控制以及信號(hào)的采集和傳輸。
圖示1.1 控制原理示意圖
如上圖所示，在現(xiàn)場(chǎng)控制層，現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備狀態(tài)信號(hào)輸入PLC的開關(guān)量輸入模塊（DI模塊），PLC的CPU通過邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為控制信號(hào)，由開關(guān)量輸出模塊（DO模塊）輸出信號(hào)，控制各泵動(dòng)作，同時(shí)PLC將采集到的各設(shè)備的狀態(tài)信號(hào)傳輸上位機(jī)控制系統(tǒng)，由上位機(jī)組態(tài)軟件直觀形象的顯示出來。另外通過現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表對(duì)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，并將所測(cè)的數(shù)據(jù)傳輸至PLC的輸入模塊中，PLC根據(jù)從控制上位機(jī)上設(shè)定的各項(xiàng)參數(shù)（各液位的高度等）實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的全自動(dòng)控制。由上圖可知，在現(xiàn)場(chǎng)控制層的所有信號(hào)的采集和傳輸全部通過PLC來實(shí)現(xiàn)；上位機(jī)起人機(jī)對(duì)話媒介，能夠?qū)λ性O(shè)備及數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)視、控制、參數(shù)設(shè)定、事件存儲(chǔ)、報(bào)警查詢等操作。
除上位機(jī)監(jiān)控與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，我們還將設(shè)置馬賽克屏作為整個(gè)污水處理廠的模擬顯示設(shè)備。馬賽克屏作為傳統(tǒng)的模擬顯示設(shè)備，一直是大型企業(yè)調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)中的一個(gè)重要的組成部分。被廣泛用于公共事業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域，在電力、煤炭、水利、環(huán)保、公路、鐵路、航空、化工等行業(yè)中的安全生產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)揮著不可替代的作用。下圖為桃蘭化工園的馬賽克屏模擬效果圖：
圖示1.2 馬賽克屏效果示意圖
如上圖所示，馬賽克屏工藝美觀，氣勢(shì)恢宏，與現(xiàn)代控制室的整體風(fēng)格接近。而且其具有較強(qiáng)的擴(kuò)展性和設(shè)備配套能力，屏面設(shè)備安裝、移動(dòng)方便，可隨時(shí)調(diào)整屏面位置，能夠?qū)崟r(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的工作參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)。及時(shí)、真實(shí)、全面的反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀況。
二、系統(tǒng)控制邏輯功能
控制方式，本系統(tǒng)控制方式分為：就地控制、集中手動(dòng)控制、集中自動(dòng)控制。
就地控制：此控制模式下，各泵控制柜的模式開關(guān)在就地狀態(tài)，各泵的啟停互不關(guān)聯(lián)，啟停操作在各泵對(duì)應(yīng)的控制柜上點(diǎn)動(dòng)按鈕操作。此模式下上位機(jī)僅顯示狀態(tài)，不參與控制，對(duì)應(yīng)的控制按鈕無效。
集中手動(dòng)控制：此控制模式下，各泵控制柜的模式開關(guān)在遠(yuǎn)方狀態(tài)，各泵的啟停互不關(guān)聯(lián)，啟停操作在上位機(jī)上點(diǎn)動(dòng)相應(yīng)按鈕執(zhí)行。同時(shí)上位機(jī)上顯示各泵的工作狀態(tài)。
集中自動(dòng)控制：此控制模式下，各泵控制柜的模式開關(guān)在遠(yuǎn)方狀態(tài)，各泵的啟停不受人為控制，泵的狀態(tài)由PLC內(nèi)設(shè)定的程序及參數(shù)自行控制。上位機(jī)上顯示各泵的工作狀態(tài)。
系統(tǒng)自動(dòng)模式詳細(xì)分解（以水池液位控制為例）：首先確定系統(tǒng)處于集中自動(dòng)控制模式下。確認(rèn)6個(gè)液位的設(shè)置參數(shù)符合實(shí)際要求。系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際測(cè)量的液位自動(dòng)運(yùn)行，運(yùn)行模式如下：
1）、液位一液位較低，為保護(hù)水泵（缺水保護(hù)），當(dāng)水位由高水位回落至此水位以下時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)停泵。
2）、液位二高于液位一，為啟動(dòng)一臺(tái)泵的信號(hào)。
3）、液位三高于液位二，液位由液位二升至液位三，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)第二臺(tái)泵。
4）、液位四高于液位三，液位由液位三升至液位四，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)第三臺(tái)泵。
5）、液位五高于液位四，液位由液位四升至液位五，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)第四臺(tái)泵。
6）、液位六為較高液位，液位由液位五升至液位六，系統(tǒng)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。提醒用戶液位超高（警戒水位報(bào)警）。
7）、先進(jìn)、二、三、四臺(tái)泵并非對(duì)應(yīng)1#、2#、3#、4#泵。系統(tǒng)根據(jù)啟動(dòng)的次數(shù)自動(dòng)輪換起泵，先進(jìn)次起泵先進(jìn)、二、三、四臺(tái)泵對(duì)應(yīng)泵為1#、2#、3#、4#泵。第二次起泵先進(jìn)、二、三、四臺(tái)泵對(duì)應(yīng)泵為2#、3#、4#、1#泵。第三次起泵先進(jìn)、二、三、四臺(tái)泵對(duì)應(yīng)泵為3#、4#、1#、2#泵。第四次起泵先進(jìn)、二、三、四臺(tái)泵對(duì)應(yīng)泵為4#、1#、2#、3#泵。當(dāng)其中的一臺(tái)泵發(fā)生故障時(shí)，立即切換下一臺(tái)泵自動(dòng)投入運(yùn)行。
8）、液位是否到達(dá)的狀態(tài)由液位指示燈顯示，藍(lán)色表示未到達(dá)，紅色表示到達(dá)。液位的設(shè)定值由每液位指示燈右側(cè)的數(shù)值顯示器顯示。
9）、無論控制模式處于何種模式，各泵的運(yùn)行都進(jìn)行累計(jì)計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)時(shí)間顯示在如圖所示的控制柜右側(cè)。
5、電動(dòng)閥門的控制，若閥前安裝電動(dòng)閥門，每臺(tái)電動(dòng)閥門與對(duì)應(yīng)的水泵連鎖，啟動(dòng)每臺(tái)水泵前先開啟閥門，閥門完全打開后延時(shí)設(shè)定時(shí)間運(yùn)行水泵，水泵運(yùn)行設(shè)定時(shí)間后關(guān)閉閥門。
6、格柵的控制，若該系統(tǒng)安裝格柵，則根據(jù)時(shí)間控制格柵機(jī)的運(yùn)行，格柵系統(tǒng)每隔60min運(yùn)行一次，運(yùn)行時(shí)間20min。
7、啟閉機(jī)，由于啟閉機(jī)處于常開狀態(tài)，僅檢修時(shí)需要關(guān)閉，故啟閉機(jī)沒用自動(dòng)控制，僅手動(dòng)控制即可，監(jiān)控系統(tǒng)僅對(duì)其進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控及手動(dòng)開閉操作。
8、壓實(shí)機(jī)（輸送機(jī)），若系統(tǒng)安裝壓實(shí)機(jī)，壓實(shí)機(jī)與格柵聯(lián)動(dòng)，格柵運(yùn)行時(shí)壓實(shí)機(jī)運(yùn)行，格柵停止運(yùn)行后延時(shí)設(shè)定時(shí)間，壓實(shí)機(jī)停止運(yùn)行。
9、厭氧池及氧化溝內(nèi)設(shè)備，根據(jù)時(shí)間控制污泥和水進(jìn)入?yún)捬醭?，通過潛水?dāng)嚢杵鞯牟煌嚢璨⑦M(jìn)行1-2小時(shí)的氧化。污泥和水在潛水推流器的作用下，在氧化溝內(nèi)不斷地移動(dòng)并進(jìn)行氧化，在自動(dòng)模式下系統(tǒng)根據(jù)污水處理廠的工況及工藝參數(shù)由PLC根據(jù)預(yù)先編制好的程序來完成對(duì)設(shè)備的操作。
三、系統(tǒng)選型
在整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的“心臟”——工業(yè)可編程控制器PLC的選型方面，我們經(jīng)過反復(fù)、多次地比較發(fā)現(xiàn)，西門子公司的S7-300系列PLC正是我們所追求的高性價(jià)比的PLC產(chǎn)品：
性能可靠：性能上完全滿足和超越設(shè)計(jì)要求；
使用成熟：在供排水行業(yè)，電力、污水處理等行業(yè)應(yīng)用；
性價(jià)比高：與其他公司PLC相比；具有品牌和質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)；價(jià)格適中；
網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大：這也是品牌的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)；
升級(jí)方便：從技術(shù)上可以隨時(shí)升級(jí)和代。
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