測控技術(shù)與儀器儀表Masurement Contol Tecnoloy and IstumentsCompactLogix PLC在污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用王東云，牛正光(中原工學(xué)院，河南鄭州450007)摘要:以新蔡縣污水處理控制系統(tǒng)為背景，闡述了污水處理系統(tǒng)的作用、工藝流程、Compact-Logix PLC控制系統(tǒng)的硬件配置方案、軟件設(shè)計和系統(tǒng)控制程序結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)具有很高的自動化程度和可靠性,實現(xiàn)了污水廠的全自動控制,運行的實際效果顯著。關(guān)鍵詞: CompactLogix; PLC;污水處理;自動控制Application of CompactLogix PLC in sewage disposal systemWANG Dong Yun, NIU Zheng Guang(Zhongyuan University of Tecbnology, Zhenghou 450007 ,China )Abstract: The article briefly introduces an application of CompactLogix PLC in sewage disposal systen. With lhe backgroundof the sewage disposal control system of Xincai wastewater treatment plant,the paper explains the function of the sewage disposalsystem,the technological process ,the hardware of the Compactlogix PLC control system, the sofware design, and the program structureof the system.This system implements the whole automatic contol,with a good outcome.Key words: CompactLogix; PLC; sewage disposal; autocontrol我國現(xiàn)有污水處理廠多數(shù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)低，工藝技術(shù)和性 高自動化程度的一體化控制系統(tǒng)。設(shè)備落后，只是完成了人對設(shè)備簡單的機械性能的操1工藝流程及主要控制作,這種系統(tǒng)在自動化高度發(fā)達的今天明顯不能很好滿該污水處理廠污水處理工藝流程如圖1所示。足工業(yè)的要求。污水處理的可變因素很多，有水量、濃污水廠自動控制系統(tǒng)中，現(xiàn)場PLC控制站過程控.度、溫度、氣量、微生物狀態(tài)、機械運行情況等,是一個制類型主要有兩種:第一種是順序邏輯控制。污水凈化非常復(fù)雜的系統(tǒng),需要一種更高級的控制系統(tǒng),使之能過程中要用到大量的泵機、閥門及污水凈化專用機械設(shè).對生產(chǎn)過程出現(xiàn)的各種數(shù)據(jù)給予采集、計算,得出運行備,它們通常根據(jù)規(guī)定的時間周期、工藝參數(shù)條件及相狀態(tài)是否正常的結(jié)論，并能給操作人員以有益的提示，互之間的狀態(tài)邏輯 關(guān)系等進行開/停或開1閉控制。第二從而實現(xiàn)真正的自動化。CompactLogix 旨在為應(yīng)用系統(tǒng)種是反饋控制。 污水處理廠工藝與其他工藝過程相似，提供集成化的Logix解決方案1|-31。它可以取代現(xiàn)在普遍也需要在- - 定的溫度、壓力、流量、液位等工藝條件下進應(yīng)用的傳統(tǒng)PLC和多回路控制器,并可通過網(wǎng)絡(luò)集成伺行， 例如氧化溝的氧含量DO值和懸浮固體濃度MLSS服控制,實現(xiàn)真正意義上的一體化中小型控制系統(tǒng)(從值要控制在一定范圍內(nèi)。以下對系統(tǒng)主要的過程控制加機器控制到過程控制)。同時作為Logix集成控制平臺的以說明。重要組成部分,CompactLlogix采用與CortolLogx[4-51_ 脈(1)粗細格柵程控系統(tǒng)相承的Logix多功能控制引擎，并采用同樣的面向“對在粗細格柵處設(shè)置超聲波液位差計,通過對格柵前象”技術(shù)的控制編程軟件,用戶開發(fā)、閱讀和修改控制程序非常方便。本文介紹的污水處理自動旋流沉泡←提升泵房一粗格梅]進術(shù)控制系統(tǒng)運用Rockwell公司的CorpactLogixPLC、1769-L32E控制器、RSView32組態(tài)軟件、[選擇池]→氧捧水泵房}7潘卷中國煤化工RSLogix5000編程軟件和RSLinx通訊軟件，通過光纖EtherNet/IP 星型網(wǎng)來構(gòu)建一個集散型的污TYHCN M H G脫水機周汽起排放水處理控制系統(tǒng)，是一個具有現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)、高可靠圖1工藝流程圖88歡迎網(wǎng)上投稿www .chinaaet.com《電子技術(shù)應(yīng)用》2008年第6期測控技術(shù)與儀器儀表Measurement Control Technology and Instruments后液位差的檢測,判斷格柵是否堵塞,PLC按時間間隔，功能完整的工作環(huán)節(jié)。通過EtherNet/IP工業(yè)控制網(wǎng)協(xié)議同時根據(jù)格柵前后的液位差,自動控制機械格柵轉(zhuǎn)動除把各分站連接起來。各分控站PLC執(zhí)行自己的控制程渣,將柵渣通過帶式輸送機運走,因此帶式輸送機要與序,采集該站現(xiàn)場I/0信號。在與控制室脫機或通訊出機槭格柵聯(lián)動。起動順序為:帶式輸送機-→機械格柵,關(guān)現(xiàn)故障時,各分控站能獨立利用自己的PLC進行控制以機順序相反。及完成PLC之間的通訊。(2)污水提升泵房程控系統(tǒng)(3) 中控室集中控制:PLC的控制和采集的儀表數(shù)污水提升泵房有3臺潛污提升泵，前兩臺是恒速據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳到中控室,中控室對生產(chǎn)過程進行監(jiān)測控泵,第三臺配變頻調(diào)速裝置。所有提升泵均可現(xiàn)場手動制,負責(zé)反映實時工況，進行事件及曲線記錄,故障報控制,也可以通過PLC" 遠程單動”控制或“遠程聯(lián)動”警,下達生產(chǎn)指令,設(shè)定工藝參數(shù)等等,覆蓋整個系統(tǒng)的控制。在提升泵聯(lián)動狀況下,根據(jù)相應(yīng)的超聲波液位計每個控制操作環(huán)節(jié),是整個控制系統(tǒng)的神經(jīng)中樞。通過變頻自動調(diào)節(jié)并控制提升泵的運行臺數(shù)。3系統(tǒng)硬件組成(3)旋流沉砂系統(tǒng)新蔡縣污水處理自動化控制系統(tǒng)共有3個PLC站，旋流沉砂池按預(yù)設(shè)時間排砂,砂水分離器與沉砂池1PLC站包括處理器1769-L32E 1個、模擬輸人模塊排砂聯(lián)動工作，砂水分離器延時停機。起動順序為:砂水1769-IF8 1個;2'PLC站包括處理器1769-L32E 1個、模分離器→啟動開始提砂,關(guān)機順序相反。擬輸人模塊1769-1F4 1個、模擬輸出模塊1769-0F8C 22系統(tǒng)構(gòu)成及功能個，.數(shù)字輸人模塊1769-1Q32 6個、數(shù)字輸出模塊1769-本污水廠自控系統(tǒng)由管理層、控制管理層、現(xiàn)場控OB32 2個;3PLC站包括處理器1769-L32E 1個、模擬輸制層三層組成，控制系統(tǒng)選用可編程控制器作為主控制人模塊1769-1F8 2個。1769-L32E處理器支持最大30器,控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)采用集散型控制系統(tǒng)(6-),以便于實個本地1/0,并內(nèi)置支持100Mb/s EtherNet/IP 實時工業(yè)控現(xiàn)“集中管理、分散控制"的三級控制。即現(xiàn)場手動控制以太網(wǎng)絡(luò)接口,在同一個EtherNet/IP 網(wǎng)絡(luò)上,可以同制、分控站PLC控制和中控室集中控制。各控制子站和時進行多處理器/上位機聯(lián)網(wǎng)以及分布式I/O 控制。各信息中心通過100M 的以太網(wǎng)進行通訊及信息交換,把個 PLC分站之間與中央監(jiān)控之間以EherNetIP工業(yè)控各控制子系統(tǒng)的工藝參數(shù)的設(shè)定值和對電氣設(shè)備的操制網(wǎng)協(xié)議連接。作從信息中心或者本地的操作員站傳送到各控制子系3.1中央監(jiān)控站統(tǒng),同時把各設(shè)備的狀態(tài)和工藝、電氣參數(shù)及故障信息中控室包括1臺數(shù)據(jù)服務(wù)器、2臺監(jiān)控工作站以及.由各控制子系統(tǒng)收集送到人機接口的CRT顯示。各控相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。數(shù)據(jù)服務(wù)器提供RSView32 實時工況制子站彼此之間也可以通過光纖以太網(wǎng)EtherNet/IP來趨勢圖數(shù)據(jù),2臺監(jiān)控工作站則通過網(wǎng)絡(luò)，以數(shù)據(jù)服務(wù)實現(xiàn)控制信息及數(shù)據(jù)傳送。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。器作為數(shù)據(jù)源,生成實時工況趨勢圖。上位機采用DELL(1) 現(xiàn)場手動控制:當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)打到手動控制方式，商用機，配置為:P4 3.0G以上;256MDDR ;80C硬盤;19能在現(xiàn)場通過控制箱上的按鈕或控制器對設(shè)備進行手英 寸CRT。動控制。3.2電源系統(tǒng)(2)分控站PLC控制:每一個PLC站都是一個獨立220VAC采用在線式、隔離型、連續(xù)雙轉(zhuǎn)換的UPS不的子系統(tǒng),由PLC控制單元和Eview觸摸屏組成,形成間斷供電電源，蓄電池能力為-小時以上;24VDC配置.直流穩(wěn)壓電源。圖4系統(tǒng)軟件設(shè)計報警打印機報表打印機4.1 PLC 編程軟件本文采用Rockwell公司提供的RSLogix5000投影儀_編程軟件。其運行環(huán)境為Win NT/Win 2000,具.mrUPS-3KVA有非常友好的界面,并可滿足多人同時對系統(tǒng)交換機中央控制室現(xiàn)場中各控制器進行程序編制以及調(diào)試工作18-91,開發(fā)人員還可對程序離線仿真。PLC 程序主要完交換機ap交換機go交換機ga成對設(shè)備的自動控制,數(shù)據(jù)采集的處理。例如TPC觸摸屏PLC1觸攬屏根據(jù)讀入的氧化溝溶解氧值采用PID算法[叫實現(xiàn)了對表曝機轉(zhuǎn)速的控制，在RSLogix5000易實現(xiàn)過程量的閉環(huán)揭升裂房變電所脫水機房中國煤化工求，在這里采用比例uIs- IKVAUPS- IKVAurs- IKVAMYHCNMHG圖2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖《電子技術(shù)應(yīng)用》2008年第6期89測控技術(shù)與儀器儀表Measurement Control Technology and Instruments4.2 RSLinx通訊軟件進行DDE/OPC服務(wù)設(shè)置,通過TopieConfiguration配置以RSLinx是一個完善的通訊服務(wù)軟件包，為多種太網(wǎng)設(shè)備的Topic,然后由上位機調(diào)用相應(yīng)設(shè)備的Topic。Rockwell軟件應(yīng)用程序提供底層驅(qū)動連通性，用戶只需由于每臺電腦上都安裝了RSLinx， 所以上位機與OPC簡單地選擇任意一點接入系統(tǒng)并組態(tài)相應(yīng)的通訊方式，Server的通訊是通過本機實現(xiàn)的。節(jié)點名可以自主設(shè)置;RsLinx即可自動建立整個控制網(wǎng)絡(luò)的通訊連接。借助服務(wù)器一項名字因為選用的是RSLinx作為Server, 所以RsLinx軟件,用戶在系統(tǒng)任意一點接入,即可對控制網(wǎng)要選擇RSLinx 0PC Server, 同時因為RSLinx安裝在本臺絡(luò)內(nèi)所有控制器、智能化現(xiàn)場設(shè)備等進行遠程訪問、編電腦上,所以服務(wù)器類型選擇“本機”; RSView32訪問的程組態(tài)、診斷和維護。并且,運行RsLinx的上位機本身即是0PC服務(wù)器，也就是訪問的是在RSLinx 中配置的是一個0PC/DDE Sever。Topie主題，更新速率指定0PC服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)到OPC4.3上位機監(jiān)控軟件客戶機的最大速率,默認值為1秒。RSView32 通訊配置本系統(tǒng)采用RSView32作為監(jiān)控軟件。RSView32可有界面如圖3所示。效地監(jiān)視并控制機器和過程,是一種集成式的、組件化的4.5監(jiān)控系統(tǒng)功能實現(xiàn)人機界面軟件,其基于Windows 2000、 Windows XP平臺設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)畫面如圖4所示,采用RSView32在本系統(tǒng)計,并且把ActiveX控制嵌入畫面的HMI軟件包，極大增中可方便地實現(xiàn)以下功能:強其設(shè)計的開放性、互通性、易維護和易組態(tài)性。(1)畫面切換功能:多種目標(biāo)控制(縮放、變色、移4.4系統(tǒng)通訊設(shè)置白OX對于大多數(shù)本機與遠程設(shè)備之間的通訊，RSView32采用OPC或DDE連接。本控下一個國制系統(tǒng)采用OPC作為與遠程設(shè)備的通訊方式，使RSView32可以作為- -個客戶端或服務(wù)器，允許在不同的RSView32 以及其他OPC服務(wù)器之間進行點對點通訊，本系統(tǒng)名字秋師源設(shè)備通道仙戲服務(wù)器超時0rC服務(wù)器類型更新建奉服務(wù)計算機名麻用將RSLinx作為OPC Server。RS Rerae oPsSerer首先要對RSLinx進行配置，在Config能RSL m Rermsee OPC Serverure Drivers 對以太網(wǎng)設(shè)備進行配置之后,要圖3 RSView32 通訊配置數(shù)房丹污水健建廠金產(chǎn)招最(a)主畫面.(b)報表新茶縣秀水大理廠心0-中國煤化工(c)遠程控制畫面圖4監(jiān)控系統(tǒng)畫而jYHCNMHG(下轉(zhuǎn)第94頁)9(歡迎網(wǎng)上投稿www.chinaaet.com《電子技術(shù)應(yīng)用》2008年第6期測控技術(shù)與儀器儀表Measurement Control Technology and Instruments只要rdemptyla不為高就一直保持從FIFO A中讀數(shù),當(dāng)4.54s5.0us5.56.Qp6.5psw dne11.11 px C X∞∞呵@X咖∞r(nóng)demplty1a為高且rdempty1b 為低時,開始讀FIFO B中的數(shù)據(jù)。當(dāng)FIFO的寫滿標(biāo)志為高時，開始向主機發(fā)送請°uUuUut求。其他兩組的工作原理和第-組相似，這里就不再敘述。根據(jù)上述原理設(shè)計的12通道數(shù)據(jù)采集卡,其結(jié)構(gòu)完口q[11.01全遵循PC104總線標(biāo)準(zhǔn)，它可對多達12 通道的模擬量進行A/D轉(zhuǎn)換,并對轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)進行存儲,可直接作為.圖7主機從FIFO讀數(shù)據(jù)的時序仿真PC104的標(biāo)準(zhǔn)板卡使用。010D0m .參考文獻[1] 張載鴻.微型機(PC系列)接口控制教程.北京:清華大學(xué)出版社, 1992.[2] 孫肖子,張企民，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)。西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2001.3] 丁玉美,高西全.數(shù)字信號處理(第二版).西安:西安電子科技大學(xué)出版社, 2001.[4] 高鵬,安濤,寇懷成. 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