基于PLC的DCS控制系統(tǒng)在污水處理廠中的應用
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PLC1安裝在變配電所，負責控制格柵井、污水提升泵、沉砂池、1號CASS池、2號CASS池、3號CASS池、鼓風機房、儲泥池及流量井流量檢測、接觸消毒池的部分檢測控制、配電室的部分電力參數(shù)監(jiān)測。
PLC2安裝于加藥間。用于控制加藥間的電磁閥、攪拌器、隔膜泵在內(nèi)的全套加藥設備。
中央管理中心的兩臺監(jiān)控計算機采用DELL公司的OptiPlex系列臺式機。OptiPlex系列臺式機定位于初級服務器應用，在高性能的前提下其專門設計的鋼絲屏蔽層結(jié)構(gòu)以及散熱系統(tǒng)保證了系統(tǒng)的高可靠性和穩(wěn)定性。所采用的監(jiān)控軟件是基于微軟的Windows 2000平臺的，商用機對操作系統(tǒng)的兼容性比工控機略好。
該廠整個控制的系統(tǒng)信息交換層和控制層兩層合一。采用先進的工業(yè)以太網(wǎng)，具有高速可靠的特點。工業(yè)以太網(wǎng)是以傳統(tǒng)以太網(wǎng)為基礎，針對工業(yè)控制的要求，改良后的一種信息及控制網(wǎng)，具有一網(wǎng)到底和降低網(wǎng)絡造價的特點。
3 自控系統(tǒng)功能
3．1 監(jiān)控軟件
監(jiān)控軟件采用開物2000軟件，開物2000為北京華富慧通開發(fā)的一款通用監(jiān)控軟件，該軟件對OPC通訊方式支持較好。 OPC（OLE for ProcessContro1）是基于COM（Component Object Mode1）和 DCOM（Distributed Component Object Mode1）技術(shù)的面向?qū)ο筌浖f(xié)議。OPC為現(xiàn)場設備、自動控制應用軟件和企業(yè)管理應用軟件之間提供了開放、一致的接口規(guī)范，為來自不同供應商的軟、硬件提供“即插即用”的連接。
本系統(tǒng)的監(jiān)控軟件和DCS硬件之間的通訊協(xié)議采用OPC方式，ROCKWELL的RSLINX軟件為OPC SEVER端而監(jiān)控軟件作為OPC CLIENT讀取數(shù)據(jù)，采用該方式通訊避免了監(jiān)控軟件對DCS系統(tǒng)驅(qū)動程序支持不完善的情況發(fā)生。
3．2 控制方式X
為便于操作調(diào)試和事故的緊急處理，系統(tǒng)控制方式分為三種：
（1）就地手動方式。即通過就地控制箱或MCC上的按扭、開關操縱設備。
?。?）遙控方式。通過中央管理中心的兩臺計算機在手動模式下控制設備。
?。?）自動方式。系統(tǒng)根據(jù)工況自動完成設備的啟停、調(diào)節(jié)控制。
遙控和就地控制方式的切換由MCC柜或就地控制箱完成；自動方式和遙控方式的切換由兩臺監(jiān)控計算機完成。
3．3 監(jiān)控功能
兩臺計算機分別作為操作站和工程師站相互備用，設置于中央管理中心，對全廠工藝設備運行狀況、運行參數(shù)進行集中監(jiān)控，遙控現(xiàn)場設備。監(jiān)控計算機通過集成的1000M網(wǎng)卡與PLC系統(tǒng)經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交換。
主要功能：
（1）工藝流程監(jiān)控功能。系統(tǒng)能按工藝要求對污水處理的各環(huán)節(jié)參數(shù)及設備狀態(tài)進行監(jiān)視，同時根據(jù)工藝要求選擇自動、順序、定時等控制方式。
（2）報警及報警記錄功能。當設備發(fā)生事故時，系統(tǒng)將在計算機、馬賽克大屏幕、就地控制箱上進行報警指示。同時計算機將對所發(fā)生的報警內(nèi)容、時間及確認時間進行記錄。在計算機上還可進行語音報警。
（3）聯(lián)鎖保護功能。當系統(tǒng)檢測到局部故障后啟動相應的聯(lián)鎖保護程序。
?。?）參數(shù)設定功能。可在中央管理中心的任何一臺監(jiān)控計算機或現(xiàn)場控制站的人機界面上進行報警上下限、調(diào)節(jié)參數(shù)、運行時間等參數(shù)的設定。
?。?）數(shù)據(jù)記錄存儲功能。系統(tǒng)可對重要數(shù)據(jù)如工藝參數(shù)、工況、設備運行時間等進行記錄儲存，以備調(diào)用。
?。?）操作記錄功能。系統(tǒng)自動保存重要操作記錄，如改動參數(shù)，操作設備的操作員代號、時間、內(nèi)容等。
?。?）實時數(shù)據(jù)曲線和歷史數(shù)據(jù)曲線。對重要工藝參數(shù)可以進行實時曲線顯示，并記錄歷史數(shù)據(jù)曲線。
?。?）多級口令保護功能。在中央管理中心的任何一臺監(jiān)控計算機上可設定不同操作權(quán)限，只有相應操作權(quán)限的操作員，在輸入正確的口令后才可訪問該級畫面。
?。?）打印功能?？蛇M行報表打印、曲線打印、圖形打印。
4 工程效果
該工程于2003年5月份開始實施，2004年4月份設備移交廠方運行，其DCS系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠無損壞情況。系統(tǒng)投入使用后，操作人員在中央管理中心就能夠全面了解整個工廠的運行情，DCS系統(tǒng)對泵及潷水器等主要設備能夠根據(jù)預先設定好的參數(shù)進行自動控制。整個系統(tǒng)只需中央管理中心操作人員就能夠保證系統(tǒng)的正常運行，大大降低了值班員的勞動強度。該系統(tǒng)的投運解決了以往污水處理廠自動化程度低，所有設備均需手動操作，值班人員勞動強度大、操作易出錯，出水水質(zhì)不穩(wěn)定、生產(chǎn)過程無法集中監(jiān)控的問題。該廠作為三峽庫區(qū)第一批興建的污水處理廠，對三峽庫區(qū)水質(zhì)的保護起到了積極的作用。各級政府領導多次對該廠進行視察和工作指導，對該廠的生產(chǎn)以及工藝水平給予了良好的評價，取得了很好的社會效益和經(jīng)濟效益。
5 結(jié)語
PLC作為成熟的控制器其編程語言及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有統(tǒng)一性，便于控制系統(tǒng)的調(diào)試及維護。雖然PLC控制算法相對單一，但是卻很好的滿足了污水生產(chǎn)工藝的要求，在避免功能浪費的同時降低了系統(tǒng)造價。采用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，保證了通訊網(wǎng)絡良好的兼容性和穩(wěn)定性，同時實現(xiàn)了通訊的高速化。以PLC為基礎采用工業(yè)以太網(wǎng)搭建的DCS控制系統(tǒng)，在污水處理廠的自動化控制中具有成熟可靠，既滿足生產(chǎn)工藝要求，同時也降低了工程造價，具有很好的應用前景。
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/163428.htm
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