基于PLC的污水处理厂监控系统

摘要 污水处理厂的自动化监控对于提高污水处理的效率有很大帮助。本文内容重点集中在分布式监控系统PLC选型设计、过程仪表的选型以及可编程终端HMI(轻触式显示屏)的选型3个重要问题上。

关键词 PLC;污水处理;监控;过程仪表

中图分类号X7 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)25-0019-02

0 引言

污水处理厂的监控系统是实现污水处理自动化的最重要的环节。污水的自动化处理有助于污水的快速净化。特别在我国,污水处理厂数量少、质量低,实现污水处理的快速化就显得更加重要。本文提出了一种新的基于PLC的污水处理厂监控系统的设计。限于篇幅,本文内容重点集中在分布式监控系统PLC选型设计、过程仪表的选型以及可编程终端HMI(轻触式显示屏)的选型3个重要问题上,这些问题都是针对监控系统的硬件系统设计展开的。

1 分布式可编程控制器的选择

分布式可编程控制器的选择是污水处理监控系统的关键,在选择时要充分考虑控制器的实用性和合理性。考虑到该设备的关键作用和可靠性要求,在选择时应该尽量从业界知名品牌中选取。在选择时,还应该考虑该产品在国内是否有售后服务点,技术支持是否到位,中文说明与资料是否丰富等。另外,考虑到国内用户的实际教育程度等因素,还应选择简便易懂,容易掌握的产品。

在具体的PLC选型时,除了以上的一些“宏观”要求,还应该考虑产品的输入输出点数,产品的处理速度以及控制的功能,此外,产品的性价比也是一个重要的因素。

应该慎重对比,我们采用中型污水处理厂常用的OMRON-SYSMAC系列可编程控制器作为本系统的首选控制器,同时考虑到我们的设计要求,选择了该产品中的CJI系列。这一系列一直享有美誉,被称为是污水处理监控小钢炮。仅从其名号即可感受到它的处理性能的强大。CJI系列的优点还在于尺寸小,数据传输快,这些优点都有利于监控的连续性和可靠性的实现。另外,OMRON公司与国内的水厂建设和污水处理厂一直保持着良好的合作关系,这也与该公司产品良好的口碑是密不可分的。根据我们的设计目标,我们将本文设计的监控系统分成管理级、控制级以及现场级三级,而这三级也恰好与OMRON公司开发的三级网络(信息管理级-以太网、过程控制级-Controller Link、现场设备级-Device Net)相互对应。

本文设计的监控系统的三级与OMRON公司的三级网络相对应,就可构建一个相对完整的可编程自动控制系统。利用这种系统,可以连接多个泵站,加药站和曝气机等,并通过系统实现地面上的监控。提高了污水处理厂的自动化水平,也增加了污水处理的安全性和可靠性。

2 传感器的选择

传感器的灵敏度是我们选择传感器的重要因素。此外,污水水质复杂,可能含有各种腐蚀成分,因此,在传感器的选择过程中,还应考虑传感器的抗强酸和抗强碱的能力。在中型污水处理厂中,需要使用的传感器数量众多,种类也很多,因此在选择传感器时也应尽量考虑大厂家的产品,以便实现统一的售后服务。经过综合考虑,我们的传感器全部采用德国Endress+Huaser公司的产品。

3 可编程终端轻触式显示屏的选型

输出设备的选择尽管没有控制器和传感器来的那么重要,但考虑到污水处理厂的工作环境,显示屏的选择也不能轻视。经过综合对比,我们选择了FUJIMICREX产品中的SX系列,该系列产品具有如下一些特性。

3.1 SX系列产品特点

FUJIMICREX公司的SX系列产品有很多特点,下面我们从与数据显示有关的功能、与数据输出有关的功能、与数据输入有关的功能和与通信有关的功能四方面对该系列产品进行简单的小结。

3.1.1 与数据显示有关的功能

在字符显示方面,该产品可以显示各种尺寸的字符,字符可以根据设定自行闪烁或者反显;在图形显示方面,可以显示矩形、多边形、圆形等图形,也可以根据设定对各种图形的显示闪烁或者反显;在内存数据显示方面,该产品可以显示字符串内存表和数字内存表格内容,并可以从上位机就可改变内存表格的内容;此外,该产品在曲线显示和灯显示等方面也有一定优势。

3.1.2 与数据输出有关的功能

通过蜂鸣器和画面打印两种方式,可以实现数据的输出与画面的硬拷贝。

3.1.3与数据输出入有关的功能

l)触摸开关输入:通过触摸显示在触摸屏幕上的触摸开关可输入数据;

2)弹出式窗口功能:按动一个触摸开关,可以交替打开和关闭叠加在当前显示画面上的一个窗口。除了固定的字符和图形显示外,可以将生成的控制键和字符键作为触摸开关设置在窗口内。因为只有在需要输入时方打开窗口,所以可有效地使用画面;

3)数字/字符串设置功能:能将数字键和字符键分配给触摸开关,以便在操作现场输入数值和字符串。输入的数据写入数字/字符串内存表并传给上位机。也可由上位机控制禁止输入;

4)条形码阅读器输入:用条形码阅读器读出的数据可输入到字符串输入区。

3.1.4与通讯有关的功能

与通信相关的功能主要由系统菜单和恢复功能两部分构成。在系统菜单中,可以利用画面上显示的系统菜单的提示实现系统设置和设备的维护。通过恢复功能,在设备运行结束前的状态和内存中的内容可以在运行停止或者设备故障发生时自动保存,并且可以将恢复时的内容显示在画面上。

3.2 可编程终端的UG430H理的软件实现

设备功能的实现还需要专用编程软件的辅助,本系统采用UGOOS-CW,该软件在计算机上进行组态、调试下载到人机界面中,连接上通讯电缆后就可进行操作显示。人机界面运行时以自身程序对PLC进行读取、传送,不必担心它的引入而影响PLC的扫描周期。SBR工艺流程本系统对人机界面功能由这些画面构成:该系统画面分为监视画面、参数修改画面、点动测试画面、PLC组态画面、统计和帮助画面5部分。这五部分的操作通过人机界面上的Fl―F5 5个按键来实现操作翻屏,同时不影响Fl-F5的其它功能(如调节背光灯的亮度)。

参考文献

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