‘自动化仪表“第35卷第6期 2014年6月
修改稿收到日期:2013-10-21三
第一作者刘喜梅(1961-),女,2009年毕业于华东理工大学控制理论与控制工程专业,获博士学位,教授;主要从事化工过程建模与控制二先进控制技术在化工过程中的应用以及智能故障诊断理论二电力系统的非线性控制和故障诊断等研究三
污水处理厂远程监控系统的设计
Design of the Remote Monitoring and Control System for Sewage Processing Plant
刘喜梅 王康胜
(青岛科技大学自动化与电子工程学院,山东青岛 266042)
摘 要:介绍了以工控机二PLC 以及控制设备和检测仪表所组成的污水处理厂自动监控系统三工控机通过组态王软件进行组态,PLC 作为现场控制单元,配合各种检测设备对污水处理中的工艺参数进行采集,实时监测污水处理过程与设备运行状态,并对现场设备进行相应控制三同时,利用现场总线进行数据交换,完成污水处理的自动监控与管理三运行结果表明,上位机与PLC 的通信稳定可靠二使用方便,可有效地提高监测和管理水平三
关键词:污水处理 PLC 现场总线 自动监控 PID 控制 组态画面 Modbus 通信中图分类号:TP273 文献标志码:A
Abstract :The automatic monitoring and control system ,that is composed of IPC ,PLC ,control equipment ,and measuring instruments ,for sewage processing plant is introduced.The IPC is configured with KingVIEW configuration software ,the PLC is used as field control units to coordinate with various detection equipment to collect process parameters in sewage treatment ,to monitor sewage treatment process and operation states of equipment in real time ,and to control field equipment accordingly.In addition ,data exchange is conducted through fieldbus to accomplish automatic monitoring and management for sewage processing.The results of operation show that the communication
between host computer and PLC is stable ,reliable ,and ease to operate ,thus the level of monitoring and management can be effectively improved.
Keywords :Sewage treatment PLC Field bus Automatic monitoring PID control Configuration graphic Modbus communication 0 引言
地球虽然有70.8%的面积为水所覆盖,但淡水资源仅占地球总水量的0.26%三20世纪50年代以后,全球人口急剧增长,工业发展迅速,全球水资源状况迅速恶化,水危机日趋严重三在这样的背景下,污水处理行业是一个朝阳产业,发展前景十分广阔三我国污水处理仍存在很多问题,污水处理回用率很低三我国在污水处理领域所采用的自动控制系统和环保体系还存在一定差距[1-3]三本文旨在实现污水处理设备的自动化控制,结合PLC 经济性二灵活性二可靠性的特点,应用基于Profibus二Modbus 现场总线二工业以太网的PLC 智能控制和远程采集系统,实现污水处理过程中的设备运行参数的在线监控,记录设备运行状态,分析参数变化趋势,故障报警三采用工业计算机对生产过程实施远程控制,可以直观方便地对污水处理过程进行监控[4]三
1 总体设计方案
控制系统要与污水处理工艺紧密结合,以满足污水处理厂进行管理和安全处理的要求,即生产过程自动控制和报警二自动保护二自动操作二自动调节,提高运行效率,降低运行成本,减轻劳动强度三对污水处理厂内各系统工艺流程的重要参数二设备工况等进行计算机在线集中实时监控,确保污水处理厂的出水水质达到设计排放标准[5-6]三
整个控制系统包括污水处理现场信号的采集二数
据的分析二报警以及设备之间的通信等三整个控制系统需要完成的任务主要包括以下几个方面三
①数字量输入输出的采集和控制三现场的开关
量需要通过采集和控制达到最终控制系统的设计要求三
②模拟量的采集二数据的运算三对现场的模拟
量,如pH二溶氧二流量二液位二氨氮浓度二硫化氢浓度二曝气量二调节阀的开度等数据进行采集三通过控制算法
进行模拟量的输出控制,进而控制其他数据三
③设备与设备之间的通信三污水处理现场距离
控制室较远,为了节约成本,提高系统的可靠性和数据的精度,需要采用Profibus 总线进行分站与主站的通
3
8污水处理厂远程监控系统的设计 刘喜梅,等