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欧姆龙自动化网络在水处理行业中的应用技术

2007.06.24阅读 4326

  可编程序控制器(简称PLC)自从1969年由美国数字设备公司(DEC)发明问世以来,在这短短的三十几年的时间里,取得了翻天覆地的变化和发展。对于自动化技术的发展,PLC是功不可没的。如今的PLC可以按照要求实现大部分工艺流程的精确和快速的自动化控制。随着由PLC和计算机构成的工厂自动化网络有了质的飞跃后,在大型系统、工艺相当复杂、控制要求高的场合中,原先用DCS系统的,也渐渐被PLC及其网络所取代。在这种情况下,PLC网络在水处理行业被越来越广泛地采纳和使用。

  水处理行业主要分为净水处理和污水处理两大部分。净水厂控制系统通常分为水厂调度系统、加药间(加氯间)PLC控制站、滤站PLC控制站、送水泵房PLC控制站等。各个控制站相对独立工作,通过有线网络进行通讯控制工程网版权所有,将所有的数据信息送到水厂调度室进行处理,或将一部分数据通过调度系统以无线(或有线)通讯的方式送到城市的调度中心。对于污水处理来说,要根据污水水源地状况来确定污水处理的工艺流程,由于污水处理工艺的不同而自控系统应用PLC的要求也有所不同。一般讲,整个污水处理厂都有总控室和多个现场控制站,站与站之间通过控制器层网络或信息层网

络相连,然后全部连接到总控室,总控室的多台计算机、工作站和图形站都用信息层网络连接www.cechina.cn,这样和现场控制站构成了集中管理,分散控制,高速数据交换的工厂级自动化网络。PLC自控系统是水处理厂的控制核心部分,对其合理的选型和设计,对污水厂能否高效、自动化的运行非常重要。然而,PLC网络又是其中的重中之重,网络的好坏直接影响到污水厂的正常运行。

  在全世界范围内,欧姆龙一直是世界五大PLC生产商之一。欧姆龙PLC在水处理行业中主要使用CS1D/CS1或 CJ1系列。而由这些PLC组成的欧姆龙网络主要有三层:工业以太网,Controller Link网和DeviceNet现场总线。这三层网络已经被广泛地运用在此行业中。下面主要以长沙市第一污水处理厂一期扩建工程项目为例,具体讨论欧姆龙自动化网络在水处理行业中的应用技术。

  1. 概述

  长沙市第一污水处理厂一期扩建工程占地范围为:东至长捞公路,南临浏阳河,西临马厂管区,北接金霞开发区。用地面积10.61公顷,位于现有第一污水处理厂内及西北侧。一期扩建工程规模为18万吨/日,其中包括:(1) 将现有第一污水处理厂3×104m3/d的二级处理部分完善成带厌氧段的A/O工艺。(2) 在现有3×104m3/d处理的基础上控制工程网版权所有,另扩建15×104m3/d的带厌氧段的氧化沟二级处理能力,使第一污水处理厂的2010年规模达到18×104m3/d。一期扩建工程包括两部分,即污水收集管网及泵站部分和污水处理厂厂区部分。其中厂区部分工程内容包括:对长沙市第一污水处理厂内的污水处理、污泥处理设施及配套的附属设施改建和扩建。经污水处理厂处理后的水排入浏阳河后再汇入湘江。

  2.工艺流程

  长沙市第一污水处理厂一期扩建工程工艺流程图如图2所示。

欧姆龙自动化网络在水处理行业中的应用技术如图

  3. 欧姆龙PLC和触摸屏的选择

  现场控制站、分控站和远程现场站的PLC采用目前OMRON公司最新产品CS1机型。OMRON PLC产品货源充足、中文资料丰富、备品备件方便CONTROL ENGINEERING China版权所有,技术服务方便、国内维修便利等特点。CS1机型有以下特点:

欧姆龙自动化网络在水处理行业中的应用技术如图

  高速RISC的CPU(32位)

  程序容量:60K,数据容量:128K,程序存储器带保护开关,锂电池保护程序,快闪存储保护数据

  最大IO点数: 5120点(不包括内部继电器位)

  电源电压范围:85~132VAC或170~264VAC

  基本指令处理速度:≤0.04?s

  特殊指令处理速度:≤0.12?s

  CPU带RS-232C(可达115.2Kbps)端口,通过串行通信设备,每套PLC上最多能提供34个(RS232/422/485)通信口,通信速率可达38.4KBPS,用于连接现场仪表、外围通信设备和触摸屏(PT)

  对于每个串行通信口,具备自定义协议的通讯功能-协议宏功能(Protocol Macro),能与非本公司产品进行数据交换www.cechina.cn,便于和现场智能仪表相连

  支持E_mail功能,能以事件触发、定时触发及故障触发方式由PLC向上位机发送电子邮件

  具有电源出错履历、电源中断时间压栈、电源中断计数等电源维护功能

  支持以太网(Ethernet)、控制网(Controller Link)、设备网(DeviceNet),并支持多网配置

  使用最新的编程软件CX-P和仿真软件CX-Simulator可以实现离线模拟仿真调试。

  为了便于现场操作,在被控现场配置可编程显示终端,即触摸屏。选用的是NT631C。厂区分控站主站(PLC1、PLC2、PLC3)触摸屏NT631C特

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