PLC控制系统-PLC控制系统-南京萨柏电气有限公司-官网

我国的水污染形势严峻，水资源短缺问题十分突出，而中水回用则是缓解我国水资源危机的有效途径之一。“中水”一词源于日本。它是一种将城市和居民生活中产生的杂排水经过适当处理，达到一定的水质标准后，回用于冲洗厕所、清洗汽车、绿化或冷却水补充等用途的非饮用水。因其水质介于上水与下水之间而得名“中水”。中水是国际公认的“城市第二水源”，中水回用不仅可以解决污水对城市环境的影响，还可以提高水资源可用总量，是城市重要的开源节流节水措施，据分析，随着供水价格的逐步调整、趋于合理，中水作为“城市第二水源”的价值优势进一步凸现。
2. 项目背景及工艺简介

该项目是由萨柏电气与苏北某城市环保局签订协议，投资1560万元建设日处理污水3000吨的中水回用工程。该工程采用“传统活性污泥生物学处理工艺和浸滤式中空纤维膜物理性过滤工艺”相结合的MBR中水处理工艺，该技术被国际社会公认为是最有发展推广前景的重大技术之一，也是在发达国家重点发展而且比较成熟的一项实用技术。2009年该中水回用项目投入运行后，产生了显著的效益：1、年减少用水量90万吨；2、年减少污水排放量90万吨；3、年减少COD排放量400吨。

3. PLC系统概述

PLC监控设备是工业现场与检测中心之间的桥梁纽带，一方面它采集现场仪表、变送器、设备运行状态等信号，另一方面它又与检测中心通讯，执行有关命令。监控设备一般无人值守，在本控制系统中采用了西门子S7-414H作为中央控制器，双电源冗余，PLC的CPU采用双机热备。IPO模板采用ET200M扩展连接。采用有源总线模块和导轨使得系统可以支持IPO模块的热插拔；通讯模块冗余设计。通讯协议采用Profibus协议，数据传输速率可达12MPs，充分保证数据通讯的高可靠性与高速性，PLC与上位机计算机采用了除IPO卡件以外真正冗余。

4. 控制系统完成的主要功能

1）监视系统内每一个模拟量和数字量：对原水、浓水、产品水的流量、压力、水温、电导率、浊度、PH值等检测显示；泵电机启动停止、运行状态、电压电流的监控；自动阀门开关状态，条件连锁；系统开机、运行、停机流程的自动运行，正常状态下不需要人工干涉，避免操作失误。

2）异常数据显示并自动弹出报警画面确认报警。对于系统所有的异常数据，均有报警画面和数据的闪烁提示；泵电机运行状态的不正常，工艺设备的故障状态等，都可弹出报警画面及故障确认报警画面。

3）建立趋势画面并获得趋势信息。所有的流量、压力、温度、浊度、以及PH值模拟量显示等都可以建立立式画面及趋势画面，并长久保存在上位计算机内，可以随时调出查阅，方便生产管理和运行维护。

4）调整过程设定和偏置等。所有过程值，如原水进水量、淡水出水温度、高压进水压力等都可以实现手动、自动在线调整。所加药剂的配方可以根据需要保存在计算机内，并根据配方自动按比例加药。

5. 控制系统的主要特点

1）控制器S7-414H冗余系统可以实现双控制器冗余自动切换功能，当主控的CPU出现故障时，另一个CPU自动地接替主控CPU的工作，切换时间为毫秒级。充分的保证了系统的安全运行。

2）通信冗余采用PROFIBUS—DP的协议的ET200MIPO站冗余通讯接口和电缆，实现与双控制器（CPU）的冗余通讯，对于信号的采集及传输提供了保证。

3）电源冗余，10A直流电源冗余配置，用于CPU和模板供电，保证供电的可靠性。

4）系统在调试过程中由于工艺要求变动较大，程序改动比较频繁，但是西门子STEP7编程软件提供完善的符合IEC1131标准编程工具，包括梯形图（LAD2ER）、语句表（STL）、连续功能图（CFC）、顺序功能图（SFC）、结构化语言（SCL）,且各种编程工具可混合使用，交叉引用非常方便快捷，另外系统的标准功能块库，提高了编程效率，缩短了工程周期。

5）画面监控软件WINCC6.0（视窗监控中心）是基于WINDOWS 2000PXP操作系统的开放型全图形化人机操作界面，具有组态方便、操作简单的特点，拥有完备的工业图形库，如阀门、储水罐、模拟传统显示仪表、管道等，方便了设计监控系统的过程画面。

6. 应用体会
1）水处理自动控制系统采用PC+PLC的控制方式，PLC采用硬件冗余，既满足了工艺过程控制要求，又提高了系统的运行安全性和可靠性，值得在规模较大的中水回用和海水淡化系统中推广应用。
2）PLC采用硬件冗余，编程与单个PLC没有任何区别，在项目设计调试中不需要做过多的考虑，因此可以把更多的精力放在对工艺过程的理解上，极大地节约了时间和精力。
3）控制系统的PLC和组态软件均选用了同一家产品，可充分利用其内部协议，数据资源共享性好，兼容性高，功能齐全，组态界面友好。