PLC污水處理廠污水泵站自動控制系統(tǒng)
發(fā)布日期：2015-08-04 16:19 瀏覽次數(shù)：
項目單位：徐州市睢寧桃嵐化工園污水處理廠
項目施工：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、污水泵站自動化控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計、生產(chǎn)廠家，是高新技術(shù)企業(yè)，產(chǎn)品已通過CCC認證，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)及多個污水處理廠建設(shè)的成熟技術(shù)和豐富經(jīng)驗，我們設(shè)計使用HMI+PC系統(tǒng)為本次項目的自動化系統(tǒng)構(gòu)成，再通過和其他各種外設(shè)的連接，從而實現(xiàn)對整體排水工藝的全過程自動化控制系統(tǒng)，并按照預(yù)定的程序?qū)ΜF(xiàn)場設(shè)備實現(xiàn)全方位的控制以及信號的采集和傳輸。
圖示1.1 控制原理示意圖
如上圖所示，在現(xiàn)場控制層，現(xiàn)場各設(shè)備狀態(tài)信號輸入PLC的開關(guān)量輸入模塊（DI模塊），PLC的CPU通過邏輯運算和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為控制信號，由開關(guān)量輸出模塊（DO模塊）輸出信號，控制各泵動作，同時PLC將采集到的各設(shè)備的狀態(tài)信號傳輸上位機控制系統(tǒng)，由上位機組態(tài)軟件直觀形象的顯示出來。另外通過現(xiàn)場儀器儀表對系統(tǒng)的參數(shù)進行測量，并將所測的數(shù)據(jù)傳輸至PLC的輸入模塊中，PLC根據(jù)從控制上位機上設(shè)定的各項參數(shù)（各液位的高度等）實現(xiàn)對系統(tǒng)的全自動控制。由上圖可知，在現(xiàn)場控制層的所有信號的采集和傳輸全部通過PLC來實現(xiàn)；上位機起人機對話媒介，能夠?qū)λ性O(shè)備及數(shù)據(jù)進行監(jiān)視、控制、參數(shù)設(shè)定、事件存儲、報警查詢等操作。
除上位機監(jiān)控與現(xiàn)場監(jiān)控，我們還將設(shè)置馬賽克屏作為整個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，氣勢恢宏，與現(xiàn)代控制室的整體風格接近。而且其具有較強的擴展性和設(shè)備配套能力，屏面設(shè)備安裝、移動方便，可隨時調(diào)整屏面位置，能夠?qū)崟r顯示現(xiàn)場設(shè)備的工作參數(shù)、運行狀態(tài)。及時、真實、全面的反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)備的運行狀況。
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、集中手動控制、集中自動控制。
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?；ゲ魂P(guān)聯(lián)，啟停操作在各泵對應(yīng)的控制柜上點動按鈕操作。此模式下上位機僅顯示狀態(tài)，不參與控制，對應(yīng)的控制按鈕無效。
集中手動控制：此控制模式下，各泵控制柜的模式開關(guān)在遠方狀態(tài)，各泵的啟?；ゲ魂P(guān)聯(lián)，啟停操作在上位機上點動相應(yīng)按鈕執(zhí)行。同時上位機上顯示各泵的工作狀態(tài)。
集中自動控制：此控制模式下，各泵控制柜的模式開關(guān)在遠方狀態(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。上位機上顯示各泵的工作狀態(tài)。
系統(tǒng)自動模式詳細分解（以水池液位控制為例）：首先確定系統(tǒng)處于集中自動控制模式下。確認6個液位的設(shè)置參數(shù)符合實際要求。系統(tǒng)根據(jù)實際測量的液位自動運行，運行模式如下：
1）、液位一液位較低，為保護水泵（缺水保護），當水位由高水位回落至此水位以下時，系統(tǒng)自動停泵。
2）、液位二高于液位一，為啟動一臺泵的信號。
3）、液位三高于液位二，液位由液位二升至液位三，系統(tǒng)自動啟動第二臺泵。
4）、液位四高于液位三，液位由液位三升至液位四，系統(tǒng)自動啟動第三臺泵。
5）、液位五高于液位四，液位由液位四升至液位五，系統(tǒng)自動啟動第四臺泵。
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)出聲光報警信號。提醒用戶液位超高（警戒水位報警）。
7）、先進、二、三、四臺泵并非對應(yīng)1#、2#、3#、4#泵。系統(tǒng)根據(jù)啟動的次數(shù)自動輪換起泵，先進次起泵先進、二、三、四臺泵對應(yīng)泵為1#、2#、3#、4#泵。第二次起泵先進、二、三、四臺泵對應(yīng)泵為2#、3#、4#、1#泵。第三次起泵先進、二、三、四臺泵對應(yīng)泵為3#、4#、1#、2#泵。第四次起泵先進、二、三、四臺泵對應(yīng)泵為4#、1#、2#、3#泵。當其中的一臺泵發(fā)生故障時，立即切換下一臺泵自動投入運行。
8）、液位是否到達的狀態(tài)由液位指示燈顯示，藍色表示未到達，紅色表示到達。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，各泵的運行都進行累計計時，計時時間顯示在如圖所示的控制柜右側(cè)。
5、電動閥門的控制，若閥前安裝電動閥門，每臺電動閥門與對應(yīng)的水泵連鎖，啟動每臺水泵前先開啟閥門，閥門完全打開后延時設(shè)定時間運行水泵，水泵運行設(shè)定時間后關(guān)閉閥門。
6、格柵的控制，若該系統(tǒng)安裝格柵，則根據(jù)時間控制格柵機的運行，格柵系統(tǒng)每隔60min運行一次，運行時間20min。
7、啟閉機，由于啟閉機處于常開狀態(tài)，僅檢修時需要關(guān)閉，故啟閉機沒用自動控制，僅手動控制即可，監(jiān)控系統(tǒng)僅對其進行狀態(tài)監(jiān)控及手動開閉操作。
8、壓實機（輸送機），若系統(tǒng)安裝壓實機，壓實機與格柵聯(lián)動，格柵運行時壓實機運行，格柵停止運行后延時設(shè)定時間，壓實機停止運行。
9、厭氧池及氧化溝內(nèi)設(shè)備，根據(jù)時間控制污泥和水進入?yún)捬醭兀ㄟ^潛水攪拌器的不停攪拌并進行1-2小時的氧化。污泥和水在潛水推流器的作用下，在氧化溝內(nèi)不斷地移動并進行氧化，在自動模式下系統(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設(shè)備的操作。
三、系統(tǒng)選型
在整個監(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、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比的PLC產(chǎn)品：
性能可靠：性能上完全滿足和超越設(shè)計要求；
使用成熟：在供排水行業(yè)，電力、污水處理等行業(yè)應(yīng)用；
性價比高：與其他公司PLC相比；具有品牌和質(zhì)量優(yōu)勢；價格適中；
網(wǎng)絡(luò)功能強大：這也是品牌的特點和優(yōu)勢；
升級方便：從技術(shù)上可以隨時升級和代。
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