APP下载

PLC在污水泵站自动控制系统中的应用

2022-03-26陈仁浩段彦兵王韬

家园·电力与科技 2022年2期
关键词:自动控制系统

陈仁浩 段彦兵 王韬

摘要:我国钢铁企业普遍提升了对水的科学管理水平,积极采用各项节水先进技术、装备,达到了用水和节水工作的历史最好水平(部分指标达到国际先进水平);在钢铁产量不断增长的情况下,取新水总量和吨钢耗新水均得到下降,废水主要污染物排放量也得到下降。水处理作业区作为钢铁生产、生活用水的主要处理单元,担负着钢铁厂供水的主要任务,传统污水处理仅有单级的常规控制、自动化监控程度较低,在管理水平上,大部分污水泵站的管理記录和统计都是手工操作,泵站控制和管理没有形成区域化的网络,随着智能工业的飞速发展,对水处理运行和管理提出了更高的要求,目前泵站正朝着无人化泵站监控管理的方向发展,以达到减员增效和提高管理水平的目的。基于PLC的污水处理自动控制系统为上述目标的实现提供了契机。

关键词:污水泵站;PLC;自动控制系统

一、PLC水处理自动控制系统概述

1.1水处理工艺系统

水处理系统主要分4套:系统名称和主要流程为:(1)新水系统:河水、高密处理、微滤、储水池、综合泵房、生产用水管网。(2)废水处理系统:厂区生活生产废水、生活生产废水分配井、生产(生活)调节池、高密处理、微滤、回用水池、超滤、除盐(炼钢)、浓盐(炼铁高炉)。(3)厂区雨水处理:雨水格栅井、雨水收集池、生活生产废水分配井。(4)市政系统:市政管网、生活水池、生活水管网。

1.2实时管理功能

PLC污水处理自动控制系统,能够对管线工艺资料及处理的数据等进行分析、归类,并存储在数据库方便管理使用。

(1)管线状态参数的显示;如污水处理厂线路走向、全线设备构成及全线工艺流程等图表、数据。(2)操作过程实时记录;对污水处理过程中涉及的各项操作按着时间顺序进行实时记录,并存入到数据库中,必要时可以进行打印;做到污水处理全程操作有据可查、确保工作人员安全规范操作。(3)借账号、密码设置操作别;PLC污水处理自动控制系统中的所有操作都设置了保密级别,分别为操作员和系统维护员两个级别;操作与维护相分离,使用各自帐号、密码登录,不同级别帐号、密码可以完成的操作不同,系统全程记录进入人员的操作信息;这样做的目的之一是防止无关人员进入,特别是防止非法人员进入系统、破坏系统。

1.3硬件框架

自动化特有的硬件体系,应能确认初始的框架型号、必备框架数目,同时存留必备的体系余量,以此便利拓展。估测出最适宜的存储区段,筛选适宜CPU、配套电源模块。具体而言,中央处理模块紧密衔接着适宜的输入点数、对应着的输出点数,它依托着以太网来串联彼此。模拟量关联的输入模块会衔接着设定好的多重通道,它带有差分输入这样的特性。模拟得到某一精准的开关量,有序管控体系内的设备总数目、各时段输出信号。框架之中的成套电源带有适宜的数目,采纳了槽框架、双重配套模块。筛选出来的显示屏适宜采纳CRT特有的彩色屏幕。电网成套监控配有某一电力仪表,它能随时辨识电力体系以内的多重参数,例如某一时段的相电压、线路内的相电流、对应功率因数。污水泵站衔接着的进线带有双路的特性,它配有双重的这类仪表。把仪表布设在进线柜内。搜集某时段的装置信号,经由模拟量特有的端点衔接在控制配件上。

1.4软件构成

新水处理自动控制系统软件主要位于PLC上,PLC控制器使用Step7软件进行组态编用,具备在PC机上对PLC控制系统进行系统配置、程序编译、控制和在线命令等功能。使用Wincc作为上位机对画面进行编辑与监控,Step7、Wincc软件是一套公认的功能比较强大的工业控制软件,由于其良好的开发运行环境和强大的PLC接口及通信协议,支持实时的网络数据和高效完整的监控语言及函数集,广泛的应用于污水处理过程数据采集、实时监测和控制。

1.5连锁保护与报表生成

PLC污水处理自动控制系统中的连锁保护功能,主要是为了防止某台泵发生故障导致液体外溢、抽干水池及损坏等事故发生而设计;连锁保护功能启动情况下,某控制环节中一旦某台泵或相应控制回路出现故障,该环节的所有泵及电磁阀会立即停止工作,待该故障被完全排除进行“故障复位”按钮确认后,相关泵、电磁阀才会恢复正常工作状态。报表自动生成则是该系统的一项基本功能,主要配合重要操作数据、故障处理等的打印查看、备案及供工作人员参考。

PLC控制

系统采用了三层的控制结构:底层为传感器层、中间为现场控制层、最上为上位机层。传感器层主要包括液位传感器和软启动器、中间层包括以太网通讯模块、上层为两台工业计算机。传感器执行器层进行现场信号的测量和中间层指令的执行。中间层负责进行起停泵控制逻辑的运算以及与上位机的通讯。上位机层中的一台计算机负责主要设备工作状态、数据的显示、向控制器层下发指令,另外一台负责摄像头监控画面的显示。

为了改变现有的装置复杂的接线和启动方式,采用软启动器、变频器替代原有的自耦变压器,软启动器带有MODBUS通讯接口,可以采集水泵的运行参数。为了在中控室远程监控现场的设备,采用了以太网通讯扩展模块将现场控制层读回的数据传输至中控室上位机了精确测量水池的水位,采用了投入式液位变送器,经现场仪表显示之后,将4-20mA标准电流信号原样送入PLC。

保持供水稳定性,向用户供水时是采用PLC的PID恒压供水功能,而在水处理环境中,集水池所面临的控制问题是采用液位区间调节,为了能够将集水池的处理质量提升上来,需要对减泵和加泵予以执行,这时污水泵在集水池水位的基础上,将控制信号传输到PLC中,PLC对信号进行分析之后,向有关的控制中心传输,在PLC的帮助下,对无障碍的污水泵进行选择,向开启状态迅速转变。

1.7处理格栅装置

污水泵体之中,还布设了某规格的除污机。它可以查验各时点的工作情形,有序予以监控。除污机辨识出来的多重信号都紧密关联着指示灯的明灭。这种指示状态辨识了精准故障点,设定正确报警。若除污机配有远程架构下的系列控制,那么泵体被启动以前,应能排掉污水;若采纳了自然态势下的水位差测定,那么依照测定出来的这种差值,自动予以操作。排掉废水以前即可报警,接着运行装置。

现有的污水泵站,包含智能化这一总倾向。带有智能特性的泵站控制紧密关联着测控体系、常规管理体系。污水泵站采纳的新颖控制,变更了惯用的流程及思路,设定自动模式。对PLC进行利用之后,能够将自动控制条件为污水泵站提供出来,进而将自动化的发展趋势彰显出来。在污水泵站中对PLC进行了使用,主要是将控制系统自动化的运行水平提升上来,能够同污水处理的具体情况结合起来,将自动化处理方式提供出来,将污水处理的可靠性提升上来。因此,对于PLC技术在污水泵站自动控制系统中的重要性必须要高度的重视起来。

二、结束语

在环保事业日益重视的今天,排水管理部门需要前瞻性站位,创新思维,加大投入。在建设、运营污水泵站时,必须要积极提高其自动化控制水平,保证PLC技术可以落到实处,确保污水泵站的重要环节实现自动化控制。只有这样才能提高污水处理效率,及时发现问题所在,使污水泵站的功能更加完善,改善环境,促进实现好又快发展。

陈仁浩,男,出生日:1995年6月1日,汉族,安徽省金寨县,本科,研究方向:电气自动化方向

段彦兵,男,出生日:1978年1月8日,汉族,河北省涉县,本科,研究方向:电气自动化方向

王韬,男,出生日:2002年7月14日,汉族,安徽省裕安区,本科,研究方向:电气自动化方向

参考文献:

[1]石永丰.PLC自动控制系统在污水处理中的应用[J].电声技术,2019,43(10):57-59.

[2]韩昌儒.PLC在污水泵站自动控制系统中的应用探讨[J].建材与装饰,2019(23):310-311.

[3]林学明.PLC自动控制系统在污水处理中的应用[J].南方农机,2019,50(10):186.

猜你喜欢

自动控制系统
铝挤压机控制系统故障诊断程序处理
Proteus软件在自动控制系统仿真中的运用探讨
立式液压榨油机自动控制系统设计
发射机自动控制系统分析及自动化改造