污水处理PLC控制系统在火电厂的应用

    火力发电厂工业废水水量大，污水种类较多，水质差别较大，为了最大程度实现废水的重复利用和节约废水处理成本，火力发电厂工业废污水处理控制系统一般实行清污分流处理。采用PLC将分散的工业设备组合起来形成智能工业网络，实现了污水处理控制系统的精确控制、智能诊断和实时监控。

1、现代化污水处理控制系统的基本要求：

（1）远程采集与集中监控 

     工业污水处理控制系统设备分布于不同的车间或区域，使得控制系统I/O点特别分散。为减轻工人劳动强度和实现无人值守自动化监控，就需要控制系统能够实现数据的远程采集和设备的集中监控。控制核心设备对现场设备进行本地或远程的自动化控制系统，并对工艺流程进行全面、实时的监控显示，为生产、调度和管理提供必要的数据。

（2）控制核心高度集成化、模块化 

    控制系统高度集成化、模块化，系统能够满足数据采集与传输、逻辑运算，数据处理的要求。污水处理大部分是对输水泵和配水泵的逻辑控制，闭环控制只用在出水压力控制上，而逻辑控制是可编程序控制器PLC的传统应用领域。PLC不仅能够采集开关量信号、完成逻辑控制，其强大的模块化设计还可以扩展模拟量采集模块、通信模块完成不同数据的采集和保证数据的及时传输，另外PLC兼容性高、抗干扰能力强、功能扩展简单，因此使PLC成为目前工业控制系统的首选控制器。

（3）自我诊断、报表生成、自我恢复等智能化功能

    通过对控制系统数据采集进行分析处理，判断系统运行情况，记录系统实时数据。当系统根据采集数据分析判断设备故障时，控制器自动运行保护程序，发出声光报警信号并生成报表。当技术人员排除现场设备故障后，控制器根据操作人员操作信号，自动恢复系统运行。目前先进的控制系统可以根据系统故障级别和分类，将故障信息分类发送到各个部门。 

（4）可靠、高速的传输介质 

    分布式智能控制系统的基本条件是具有可靠、高速的传输介质。传输介质目前有屏蔽双绞线、光纤、无线电台、工业以太网等形式。随着各种仪表的智能化，大多数智能仪表都带有通信接口和控制器连接，采用通信的方式，通过传输介质一次性采集多组数据成为智能仪表的发展方向。考虑本系统中各节点分散的特点，而且现场具有大变频和大电机等干扰源，采用有线很难绕开这些干扰，所以采用无线通讯，考虑无线以太网的高频特性，需投入较大做信号传递和覆盖，故决定用无线低频通讯方式，采用工业等级的支持工业通讯ASCII协议的无线模块。

2、控制系统硬件设计 

    污水处理控制系统站环境恶劣，操作和维护人员在中控室完成对整个污水站监控，并根据现场状态及时维护。污水站控制系统由PLC、变频器、压力传感器及上位机组成。本系统的控制核心为SIEMENS S7-300，硬件主要由电源、CPU、数字量输入输出、模拟量输入、通信单元等模块组成。控制系统主要完成数字、模拟信号采集，逻辑分析和控制，数字、模拟信号输出，数据通信控制等功能。变频器根据管网压力结合自带PID功能对电机进行调速，保持管网压力恒定。控制系统及污水处理状态采集到PLC中，通过WINCC在工业计算机实时显示。

3、控制系统软件设计 

    程序的编制采用模块化结构，针对污水处理的特点，把程序设计为电机控制子程序、参数采集程序、系统报警子程序和安全保护程序等。由于本系统设备比较集中，主控制采用SIEMENS公司S7-300控制器，因此系统采用SIEMENS通信模块CP340将污水处理各个单独的设备组成工业网络。上位机采用组态软件WinCC

4、污水站系统特点 

   （1）可靠的控制策略。远程自动控制、远程手动控制、就地控制三种控制方式保证系统安全启停。变频器、电机等设备都具有独立的控制且能够相互备用，即可以在自动方式下实现任意组合的连锁控制，又能在手动方式下独立控制。 

    （2）形象的监控见面，强大的报表功能。工业控制计算机显示污水处理工艺流程图、设备运行情况、运行趋势图、故障报警画面等。操作人员通过这些画面可以全面的了解污水处理运行情况，方便对设备进行操作。大大降低操作人员工作强度。 

     基于PLC、变频器、无线通讯等设备组成的污水处理工业网络，很好的满足了现代化污水处理需求。采用Siemens公司的S7-300系列控制器，通过串口通讯功能，根据现场的不便布线特点，采用工业无线通讯，实现了数据远程采集与集中监控功能，大大降低了污水处理成本，目前该系统运行效果良好。

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