基于PLC的DCS控制系統在污水處理廠(chǎng)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(fēng)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監測。
PLC2安裝于加藥間。用于控制加藥間的電磁閥、攪拌器、隔膜泵在內的全套加藥設備。
中央管理中心的兩臺監控計算機采用DELL公司的OptiPlex系列臺式機。OptiPlex系列臺式機定位于初級服務(wù)器應用，在高性能的前提下其專(zhuān)門(mén)設計的鋼絲屏蔽層結構以及散熱系統保證了系統的高可靠性和穩定性。所采用的監控軟件是基于微軟的Windows 2000平臺的，商用機對操作系統的兼容性比工控機略好。
該廠(chǎng)整個(gè)控制的系統信息交換層和控制層兩層合一。采用先進(jìn)的工業(yè)以太網(wǎng)，具有高速可靠的特點(diǎn)。工業(yè)以太網(wǎng)是以傳統以太網(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(luò )造價(jià)的特點(diǎn)。
3 自控系統功能
3．1 監控軟件
監控軟件采用開(kāi)物2000軟件，開(kāi)物2000為北京華富慧通開(kāi)發(fā)的一款通用監控軟件，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)的面向對象軟件協(xié)議。OPC為現場(chǎng)設備、自動(dòng)控制應用軟件和企業(yè)管理應用軟件之間提供了開(kāi)放、一致的接口規范，為來(lái)自不同供應商的軟、硬件提供“即插即用”的連接。
本系統的監控軟件和DCS硬件之間的通訊協(xié)議采用OPC方式，ROCKWELL的RSLINX軟件為OPC SEVER端而監控軟件作為OPC CLIENT讀取數據，采用該方式通訊避免了監控軟件對DCS系統驅動(dòng)程序支持不完善的情況發(fā)生。
3．2 控制方式X
為便于操作調試和事故的緊急處理，系統控制方式分為三種：
?。?）就地手動(dòng)方式。即通過(guò)就地控制箱或MCC上的按扭、開(kāi)關(guān)操縱設備。
?。?）遙控方式。通過(guò)中央管理中心的兩臺計算機在手動(dòng)模式下控制設備。
?。?）自動(dòng)方式。系統根據工況自動(dòng)完成設備的啟停、調節控制。
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(dòng)方式和遙控方式的切換由兩臺監控計算機完成。
3．3 監控功能
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(chǎng)工藝設備運行狀況、運行參數進(jìn)行集中監控，遙控現場(chǎng)設備。監控計算機通過(guò)集成的1000M網(wǎng)卡與PLC系統經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行數據交換。
主要功能：
?。?）工藝流程監控功能。系統能按工藝要求對污水處理的各環(huán)節參數及設備狀態(tài)進(jìn)行監視，同時(shí)根據工藝要求選擇自動(dòng)、順序、定時(shí)等控制方式。
?。?）報警及報警記錄功能。當設備發(fā)生事故時(shí)，系統將在計算機、馬賽克大屏幕、就地控制箱上進(jìn)行報警指示。同時(shí)計算機將對所發(fā)生的報警內容、時(shí)間及確認時(shí)間進(jìn)行記錄。在計算機上還可進(jìn)行語(yǔ)音報警。
?。?）聯(lián)鎖保護功能。當系統檢測到局部故障后啟動(dòng)相應的聯(lián)鎖保護程序。
?。?）參數設定功能?？稍谥醒牍芾碇行牡娜魏我慌_監控計算機或現場(chǎng)控制站的人機界面上進(jìn)行報警上下限、調節參數、運行時(shí)間等參數的設定。
?。?）數據記錄存儲功能。系統可對重要數據如工藝參數、工況、設備運行時(shí)間等進(jìn)行記錄儲存，以備調用。
?。?）操作記錄功能。系統自動(dòng)保存重要操作記錄，如改動(dòng)參數，操作設備的操作員代號、時(shí)間、內容等。
?。?）實(shí)時(shí)數據曲線(xiàn)和歷史數據曲線(xiàn)。對重要工藝參數可以進(jìn)行實(shí)時(shí)曲線(xiàn)顯示，并記錄歷史數據曲線(xiàn)。
?。?）多級口令保護功能。在中央管理中心的任何一臺監控計算機上可設定不同操作權限，只有相應操作權限的操作員，在輸入正確的口令后才可訪(fǎng)問(wèn)該級畫(huà)面。
?。?）打印功能?？蛇M(jìn)行報表打印、曲線(xiàn)打印、圖形打印。
4 工程效果
該工程于2003年5月份開(kāi)始實(shí)施，2004年4月份設備移交廠(chǎng)方運行，其DCS系統運行穩定可靠無(wú)損壞情況。系統投入使用后，操作人員在中央管理中心就能夠全面了解整個(gè)工廠(chǎng)的運行情，DCS系統對泵及潷水器等主要設備能夠根據預先設定好的參數進(jìn)行自動(dòng)控制。整個(gè)系統只需中央管理中心操作人員就能夠保證系統的正常運行，大大降低了值班員的勞動(dòng)強度。該系統的投運解決了以往污水處理廠(chǎng)自動(dòng)化程度低，所有設備均需手動(dòng)操作，值班人員勞動(dòng)強度大、操作易出錯，出水水質(zhì)不穩定、生產(chǎn)過(guò)程無(wú)法集中監控的問(wèn)題。該廠(chǎng)作為三峽庫區第一批興建的污水處理廠(chǎng)，對三峽庫區水質(zhì)的保護起到了積極的作用。各級政府領(lǐng)導多次對該廠(chǎng)進(jìn)行視察和工作指導，對該廠(chǎng)的生產(chǎn)以及工藝水平給予了良好的評價(jià)，取得了很好的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。
5 結語(yǔ)
PLC作為成熟的控制器其編程語(yǔ)言及系統結構具有統一性，便于控制系統的調試及維護。雖然PLC控制算法相對單一，但是卻很好的滿(mǎn)足了污水生產(chǎn)工藝的要求，在避免功能浪費的同時(shí)降低了系統造價(jià)。采用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，保證了通訊網(wǎng)絡(luò )良好的兼容性和穩定性，同時(shí)實(shí)現了通訊的高速化。以PLC為基礎采用工業(yè)以太網(wǎng)搭建的DCS控制系統，在污水處理廠(chǎng)的自動(dòng)化控制中具有成熟可靠，既滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求，同時(shí)也降低了工程造價(jià)，具有很好的應用前景。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/163428.htm
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