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基于PLC的工业水处理系统的设计
Design of industrial water treatment system based on PLC
戴森12,刘子龙
DAI Sen 2. LIU Zi-lona1,2
.上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200:2上海理工大学上海现代光学系统重点实验室,上海20003
摘要:本系统采用PLC与工业控制计算机共同构成控制系统的方法,解决了エ业水处理控制系统自动
化程度低、可靠牲、适用性不高的可题。实际运用了水处理上位机与PLC控制站采用现场总线
连接,PLC与其下的各传感器仪表采用DCS控制,构建了ー个基于PLC的水处理控制系统,最
后运用西门子STEP7帜件进行程序编程。
关键词:现场总线;可编程溲辑控制器?LC;集散控制
中分类号:TP29
文献标识码:A
文章编号:1009-0134(2013)08(上)-0096-03
Di:10.3969/).1Ssn.1009-0134.2013.08(上).30
0引言
PLC现场控制器之间采用现场总( PROFIBUS)来
近年来,全国水污染仍呈发展趋势,工业发进行数据通讯。这样使系统的结构简化,设备与
达地区水域污染尤为严重。水处理技术将越来越
连线减少,现场仪表内部功能增强,减少了信号
先进,现在的热点水处理技术有:微污染水源水的往返传输,提高了系统的工作可靠性。
处理技术、制造纯水的膜滤技术、富营养化水的1系统工艺原理
除藻技术等等。此次主要是对工业水处理系统进
这是一套水处理厂的工业系统设计,该处理
行模拟设计,其中主要涉及系统设计和PLC设计。厂主要是将江河水进行取水,加药,沉淀,再加
采用“集中检测、分散控制”的设计原则,此次
药,过滤,最后进行供水
设计采用DCS分布式控制系统,由计算机和现场
首先,对如图1所示的流程图进行大致地说明
设备连接而成,通过总线将现场仪表、现场控制
由变频器控制的进水泵将河水抽入进水池,
站和监測操作管理站接起来,共同完成分散控然后由传感器,变送器进行数据采样并且由PLC
制和集中操作、管理的综合控制系统。
控制进水流量及进水井的液位,然后加矾,再进
本文的设计中的水处理主要分为进水、加药入管式混合器进行搅拌混合,接着进入反应池反
和出水三个环
节,分别设立三
水差
压流浊水PH加
力量度温
浊加位压后余
个PLC控制站。
表计计计计矾
计计加氯
度氯
氯计
PLC采用西门子逸水
管式混合器上「反应池平流沉淀池
V型滤池
S7300系列中的
流量计
S7315-2DP。它
流量计
水位计
能配置多个机架
回收汞
反冲洗泵房
的PLC系统及超
泥饼
强的CFPU处理能外运
脱水车间
污泥浓缩池
力。并用STEP
水
压流油余PH位
水位计
7編程软件进行
力量度氯
表计计计计
PLC編程。
吸水井
清水池
在网络部
分,上位机与各
图1水处理工艺流程
收日期:2013-01-30
基金项目:国家自然科学基金(61074087);上海市教育委员会科研创新项目(12ZZ144
作者简介:戴森(1988-),男,硕士研究生,研究方向为控制工程。
96)】第35卷第8期2013-08(上)
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再在平流沉淀池中沉淀?沉淀下来的污泥流[电源 CPUIM Al AO DI DO DP
入污泥浓缩,脱水,最后压缩成饼运出。沉淀后
图3机架分配
的水再进行浊度采样,将没有沉淀完全的水再由
2)AI模块分配如图4所示。
回收泵返回到管式混合器中进行沉淀。而将沉淀
3)AO模块分配如图5所示。
完全的水加氯消毒,在V型滤池中进行过滤,处理
4)梯形图设计
完后的水再进行余氣检查,如果余氯不修则再补
充氯,而此时再将一部分处理后的水进入反冲洗
此次设计的是水处理厂的三号分控站,PLC的
I/O端口地址定义及与变频器的连接已经完成,只
泵房对Ⅴ型滤池进行反复清洗,而大部分的水进入
清水池,再由出水泵将其排出,此时还要对其进
需在STEP7软件中对PLC进行变成即可。配置:
行一系列的清水采样看看是否满足标准。
1)正转使得梯形图,由于正转是可有三种控
制方法,因此前端要并联三个运行模式:自动,
2PLC的系统设计
手动和点动。而变量则是前面端的中间变量,如
此次的水处理系统由三个分控站组成,各站图6所示
分别位于加药间、滤池控制间、送水泵房控制
2)这是电动调节阀的梯形图,由于原理是流量
间。每站配备本机机架,配置相应的监控终端。
计采集来的参数与给定的参数比较,而产生的控制
主机与分布式I/O机柜采用 PROFIBUS总线通信
信号,因此用到减法器和MOVE器,如图7所示。
各站间设立通讯口进行通讯。
模拟量输人(AI)模块,表现生产过程状
1号分控站主要完成源水参数采集及监控,对况
况的很多物理量呈缓慢变化,如温度、压力、液
加氟加矾及沉淀池的工艺监控
2号分控站主要完成氯池水位监控,反冲洗自位、流量、成分,用传感器或变送器测量出来,
动控制功能。
变换成电阻、电流、电压信号,与模拟过程变化
3号分控站是送水泵房中送水泵控制;变配电
相对应,这些信号就是模拟量。增加了处理模拟
站参量监控。采集参数:水泵开停、电机轴承温
量功能。AO模块将计算机输出的数字量运算结果
度,水泵出水压力、流量、变配电总进线电压、电
转换成相应的模拟信号(电压或电流),完成对伺服
流、功率、其它高压回路电流,管网测点水压值
电机、调节阀等执行机构的控制;输出给直接数
控制内容:通过管网测点的压力值测定,通
字控制系统设定值等。模拟量输出通道一般由数
过工作人员控制送水泵的开停及运转数量,同时据缓冲器、数/模①/A)转换器和驱动器等部分
采用变频调速技术,自动控制送水水量和水压
组成。在根据PLC程序通过管网測点的压力值测定
3PLC三号分控站程序设计
和工作人员控制送水泵的开停及运转数量,同时采
用变频调速技术,自动控制送水水量和水压。
1)PLC机架分配如图3所示。
拟入四
6Eよ7332-5Hn-A20
4
Piva3s
PIV2JG
Pleso
AV262
L12341s1s17e9uIulelu1?Islslur_lpeo_uJ
吸水井该位
H
图4I模块分配图
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