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                    污水處理廠自控系統
                    發布時間:2015-06-24 瀏覽量:2335

                               污水處理廠的自控系統是由現場儀表和執行機構、信號采集控制和人機界面(監控)設備三部分組成。自控系統的構建主要是指三部分系統形式和設備的選擇。本執行機構主要是根據工藝的要求由工藝專業確定,預留自控系統的接口,儀表的選擇將在后面的部分進行描述。信號采集控制部分主要包括基本控制系統的選擇以及系統確定后控制設備和必須通訊網絡的選擇。人機界面主要是指中控室和現場值班室監視設備的選擇。

                               目前用于污水處理廠自控系統的基本形式主要有三種DCS系統、現場總線系統和基于PC控制的系統。從規模來看三種系統所適用的規模是不同。DCS系統和現場總線系統一般適用于控制點比較多而且廠區規模比較大的系統,基于PC的控制則用于小型而且控制點比較集中的控制系統。
                    基于PC的控制系統屬于高度集成的控制系統,其人機界面和信號采集控制可能都處于同一個機器內,受機器性能和容量的限制,本工程廠區比較大,控制點較多,因此采用基于PC的控制系統是不太合適的。DCS系統適用于模擬量多,閉環控制多的系統。而現場總線系統的主要優勢是適用用于控制點相當較少而且特別分散的系統。從施工和維護的角度來看,傳統的DCS系統布線的工作量要遠遠大于現場總線系統。此外,現場總線系統與DCS系統相比,還有最為重要的一點是開發性好,擴展方便。

                               現場總線系統最主要的特點就是依賴網絡通訊,分散控制和信號采集,最大程度的減少布線,節省安裝和維護費用?,F場總線主要是指從現場控制器或IO模塊到監控系統的通訊網絡。目前現場總線,根據通訊協議的不同可以分為很多種,比如,ProfiBus、CAN、ControlNet、DeviceNet FF Lon總線等。目前現場總線技術還沒有統一的標準,各自的功能特點基本一致,因此本工程設計時選用在中小型控制系統應用非常廣泛的ProfiBus總線。其在性價比較高,且在國內推廣的時間長,穩定性較高。
                    ProfiBus總線有三種形式DP、PA和FMS。PA總線是與智能儀表結合在一起安全性非常高的一種ProfiBus總線形式,造價比較高,常用于石油化工冶金等行業;FMS總線適用于大范圍和復雜的通訊系統,旨在解決通用性通訊任務,傳速速度中等;DP總線是用于傳感器和執行器級的高速數據傳速網絡,不需要智能儀表配合,安全性略低于PA總線。本工程是污水處理工程,對通訊安全性的要求并不太高,通信的任務比較簡單,對系統的傳輸速度有一定要求。因此本工程的采用ProfiBUS-DP網絡,即用西門子S7系列PLC搭建整個系統??偩€采用普通雙絞作為傳輸介質,通訊速率可以達到12MBP。

                               對于ProfiBus-DP網絡來說只是提供了一個從現場到監控層的信息通道,但信號的采集和執行命令的下達仍然需要由控制器和現場的IO模塊組成的站來完成。ProfiBus-DP網絡是一種主從站的網絡結構。整個網絡上最多可以有128個從站,但只有一個作為主站,所有的通訊事務都由主站來管理。主站必須要有控制器(CPU),同時也可以安裝IO采集模塊。從站有兩種方式:CPU+IO模塊和通訊模塊+IO模塊。第一種方式每個從站都由CPU,每個站的控制事務都由本站完成,與主站之間的通訊量比較少。第二種方式是所有的從站都沒有CPU,所有的控制事務都由主站CPU來完成,通過總線網絡把命令結果傳輸到從站完成,從站只是遠程IO。
                    前述這兩種從站組成方式各有自己的特點。第一種方式,控制比較分散,通訊事務較小,對網絡的依賴不強,但每個站都有CPU,造價高。第二種方式,控制集中,控制事務對網絡依賴性強,需要可靠的網絡來支撐,同時對主站CPU的性能要求高,在軟件編程和調試方面具有很大的優勢。這兩種方式對工程的現場安裝布線施工影響比較少。
                    本工程控制點的規模施工調試工期比較短,選用了性價比比較高的第二種方式作為從站的組成方式即由西門子IM153通訊模塊和S7 300系列IO模塊組成,主戰CPU選用S7 315-2DP系列。

                              機界面設備是直接與操作管理人員進行交流的監控視備,一般由兩部分組成,即現場監視設備和中控室監視設備?,F場監視設備可以是PC機或是觸摸屏,中控室監視設備一般由工控機、模擬屏或投影儀等組成。監視設備應在兼顧投資的情況下,保證操作管理人員可以對整個污水處理廠全面直觀的監視與控制?,F場監視設備一般在比較重要的單元或控制事務比較大的從站中設置,以便操作人員及時對現場情況進行處理。本工程的從站的規模比較少,廠區大小從操作距離來看并不大,同時現場操作間內均設有有線電話,因此可在不設不設現場監視系統的情況下保證現場與中控室的聯絡暢通。

                             自控系統的儀表選擇,儀表系統遵循“工藝必需、計量達標、實用有效、免維護”的原則進行設計。

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