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污水處理系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)分析論文
摘要：本文提出了一種基于PLC工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的污水處理系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)，詳細(xì)介紹了該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架、系統(tǒng)選型、傳輸系統(tǒng)及使用協(xié)議，該方案具有較高的可靠性，性?xún)r(jià)比高，對(duì)相關(guān)工程項(xiàng)目有一定參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞：PROFIBUS；PLC；工業(yè)以太網(wǎng)；污水處理系統(tǒng)
1PLC控制系統(tǒng)在污水處理中的優(yōu)勢(shì)
我國(guó)是個(gè)缺水的國(guó)家，人均水資源占有量只為世界人均水資源占有量的1/4。而且我國(guó)的水資源在時(shí)空和地域上分布不均勻，更加重了缺水的實(shí)際情況。隨著中國(guó)城市化、工業(yè)化的加速，水資源的需求缺口也日益增大。在這樣的背景下，污水處理行業(yè)成為我國(guó)非常重要的綠色產(chǎn)業(yè)。目前污水處理廠(chǎng)分為大、中、小三種規(guī)模：日處理量大于10萬(wàn)m3為大型處理廠(chǎng)，1-10萬(wàn)m3為中型污水處理廠(chǎng)，小于1萬(wàn)m3的為小型污水處理廠(chǎng)。近年來(lái)，大型污水處理廠(chǎng)建設(shè)數(shù)量相對(duì)減少，而中小型污水廠(chǎng)則越來(lái)越多。如何搞好中、小型污水處理廠(chǎng)，特別是小型污水廠(chǎng)，是近幾年許多專(zhuān)家和工程技術(shù)人員比較關(guān)注的問(wèn)題。隨著全球水資源供應(yīng)的緊張和對(duì)自動(dòng)化要求的增加，我國(guó)的污水處理廠(chǎng)必然是向著高度自動(dòng)化和無(wú)人職守的方向發(fā)展。PLC控制為主導(dǎo)的控制方式始終處于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng)，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供了非�？煽康目刂茟�(yīng)用。其主要原因，在于它能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當(dāng)前污水處理廠(chǎng)對(duì)自動(dòng)化的需要。本文主要針對(duì)小型污水處理系統(tǒng)提出架構(gòu)設(shè)計(jì)。
2基于PLC的污水處理系統(tǒng)總體框架及選型
本系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮到小型污水處理廠(chǎng)地理位置相對(duì)較為集中，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸可靠性及實(shí)時(shí)性要求高，不需要頻繁對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，降低后期運(yùn)行成本，系統(tǒng)使用工業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，采用有線(xiàn)信息傳輸方式，確保在各類(lèi)惡劣自然環(huán)境及工業(yè)環(huán)境下可靠地將數(shù)據(jù)及時(shí)傳輸，總體結(jié)構(gòu)分為控制中心（包括上位機(jī)和PLC）和現(xiàn)場(chǎng)通信模塊（包括各類(lèi)傳感器和模擬量輸入輸出模塊）兩級(jí)。在PLC的選型上，綜合考慮控制中心采用中國(guó)匯川公司的AM610PLC作為主機(jī)，系統(tǒng)功能上除包含正常分?jǐn)�、短路、過(guò)載、隔離等功能外，還包含觸摸屏、PLC、變頻器、PROFIBUS-DP通訊模塊、工業(yè)以太網(wǎng)通訊模塊、接觸器、繼電器、中間繼電器、DC24V穩(wěn)壓源等；現(xiàn)場(chǎng)通信模塊采用匯川AM600-RTU-DP，還包含PLC模擬量輸入、PLC模擬量輸出、各類(lèi)傳感器、現(xiàn)場(chǎng)控制器等模塊。
3工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
該系統(tǒng)的PLC網(wǎng)絡(luò)采用兩種網(wǎng)絡(luò)混合搭配組建，一種采用以太網(wǎng)通信，用在控制中心，鑒于控制中心各類(lèi)信號(hào)較多，又要和上位機(jī)及組態(tài)軟件通信，各類(lèi)傳輸協(xié)議較多，以太網(wǎng)能夠很好地完成各類(lèi)通信，且控制中心一般室內(nèi)環(huán)境較好，工業(yè)干擾較少，系統(tǒng)設(shè)備相對(duì)集中，以太網(wǎng)傳輸距離和網(wǎng)速均能滿(mǎn)足使用要求且成本較低，可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的性?xún)r(jià)比。本系統(tǒng)中的上位機(jī)和AM610的通信以及觸摸屏IT5104E-J和AM610的通信均使用以太網(wǎng)。第二種采用Profibus通信，用于現(xiàn)場(chǎng)控制，現(xiàn)場(chǎng)工況復(fù)雜，干擾源多，鑒于Profibus通信技術(shù)已在各類(lèi)現(xiàn)場(chǎng)控制中得到驗(yàn)證，傳輸距離遠(yuǎn)，信號(hào)穩(wěn)定可靠，抗干擾性強(qiáng)。AM610，變頻器，AM600-RTU-DP上均包含Profibus接口，組建網(wǎng)絡(luò)非常方便，各類(lèi)現(xiàn)場(chǎng)傳感器，閥門(mén)控制信號(hào)都可以連入輸入輸出模塊，AM600-RTU-DP與控制中心AM610雙向通信，AM600-RTU-DP將現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)傳遞給AM610，AM610將指令下達(dá)給AM600-RTU-DP。系統(tǒng)總體架構(gòu)圖如圖1所示。此系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是充分考慮了現(xiàn)場(chǎng)工況，確保了系統(tǒng)通信的可靠性和實(shí)時(shí)性，性?xún)r(jià)比高，并能抵抗一定程度的外部惡劣環(huán)境。該系統(tǒng)綜合使用了傳感器、PLC、組態(tài)技術(shù)及工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信。特點(diǎn)是自動(dòng)化程度高，系統(tǒng)集成度高；可以實(shí)現(xiàn)大量智能化站點(diǎn)集成，兼容市場(chǎng)主流的各家儀表，易于實(shí)現(xiàn)。
4結(jié)束語(yǔ)
本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的PLC網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)Profibus實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程模塊AM600-RTU-DP與控制中心AM610對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備采集及控制，上位機(jī)與觸摸屏通過(guò)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與AM610的通信系統(tǒng)，可靠性高，能抵抗惡劣的自然環(huán)境，系統(tǒng)兼容性好，各類(lèi)廠(chǎng)家的傳感器都可以使用，而且后期維護(hù)工作量小，具有一定的實(shí)用價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
[1]王釗.污水處理控制系統(tǒng)中PLC的應(yīng)用[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2018（04）.
[2]楊錦春.基于PLC的污水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].智庫(kù)時(shí)代，2017（17）.
[3]王新穎，楊華峰.我市污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)展望———基于PLC控制與觸摸屏的應(yīng)用[J].北方環(huán)境，2011（03）.
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