基于工業(yè)以太網(wǎng)(PROFINET)的 SBR工藝污水處理自動控制系統(tǒng)
| 需要的時間進行自動控制。該方法不是根據(jù)污水的水質(zhì)變化來改變某些運行參數(shù)進行自適應控制。對于進水時間、曝氣時間、 沉淀時間、排水時間及閑置時間均可由上位機設定。SBR反應池的各段工藝過程及其執(zhí)行時間均嚴格按時序進行，每個反應池的任何設備均可通過電氣柜上的手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)改變其狀態(tài)，但均不能改變PLC所設定的工作時序，并且一旦切入自動狀態(tài)后便進入PLC所設定的時序。在自動狀態(tài)下，操作人員在中心控制室可以通過人機界面實現(xiàn)遠程遙控操作?，F(xiàn)場設備的工作狀態(tài)均送往上位機顯示。 3.3 控制程序特點 根據(jù)以上情況，對應設計了多種控制模式，可根據(jù)實際情況由上位機選擇運行。 (1)生物濃度法控制程序 生物濃度法采用反饋控制，利用在線測得的進水水質(zhì)參數(shù)作為輸入，按照預先確定好的控制模型進行運算，然后用計算的結(jié)果作為輸出控制現(xiàn)場的設備，動態(tài)控制反應時間，以達到控制反應的目的。 (2)時間控制程序 ①本控制系統(tǒng)嚴格按照時序、按順序工作。 ?、谠试S在工作過程中任意進行遙控、自控切換且不影響工作時序。 (3)分組工作程序 由于該污水處理廠來水水量不均衡,造成生物處理池的負荷無法平衡,同時噸能量消耗大,運行極不經(jīng)濟。故我們采用了分組運行的辦法,每兩個生物處理池為一組，既可以兩組同時運行，又可以一組投運自動運行，另一組備用手動控制的方式。一方面解決了生物處理池的負荷問題，另一方面也解決了處理池相關(guān)設備的檢修問題。 4 上位機組態(tài)軟件 對SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)）系統(tǒng)要求：通過工業(yè)以太網(wǎng)PROFINET，具有與多臺下位機系統(tǒng)通訊的能力，實時監(jiān)控多臺下位機的工作狀態(tài) ，顯示生產(chǎn)過程中的工作曲線；具有遠程控制能力；向下位機采集數(shù)據(jù)，對歷史數(shù)據(jù)進行存儲、查詢、顯示、打印等。因此，在一個自動監(jiān)控系統(tǒng)中，運行的監(jiān)控組態(tài)軟件是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集處理中心、遠程監(jiān)視中心和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)中心，與各種控制、檢測設備（如PLC、智能儀表等）共同構(gòu)成能快速響應的控制中心。 本系統(tǒng)選用了Siemens公司W(wǎng)inCC(Windows Control Center)6.0組態(tài)軟件。WinCC具有控制自動化過程的強大功能，是基于個人計算機，同時具有極高性價比的SCADA級操作監(jiān)視系統(tǒng) 。 在兩臺服務器上安裝服務器版和冗余軟件包，工作站上安裝運行版。 監(jiān)控系統(tǒng)的功能及特點： ?。?） 界面顯示 具有全中文顯示，界面友好，操作方便。操作畫面采用主菜單的形式，在每幅畫面下通過按鈕進行切換。在中心控制室能對全系統(tǒng)被控設備進行實時控制， 如啟停設備，在線設置PLC中程序的某些工藝參數(shù)等。 ?。?）實時畫面顯示功能 用圖形實時地顯示各現(xiàn)場被控設備的運行工況，以及現(xiàn)場的狀態(tài)參數(shù)。用模擬儀表、趨勢圖、曲線、柱狀圖動態(tài)顯示參數(shù)的實時變化情況。根據(jù)閥門開閉及水泵的啟停狀態(tài)，生產(chǎn)管理人員能夠快速、清晰地了解整個系統(tǒng)的生產(chǎn)運行情況。 ?。?）數(shù)據(jù)管理 數(shù)據(jù)庫存儲生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，供統(tǒng)計分析使用。工作人員可以定期把歷史數(shù)據(jù)庫備份到其它存儲介質(zhì)，以便于歷史數(shù)據(jù)的查詢。利用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行比較和分析 ，得出一些有用的經(jīng)驗參數(shù)，有利于優(yōu)化SBR工藝的閉環(huán)控制。 ?。?）報警功能 當參數(shù)超過設定范圍或設備發(fā)生故障時，可根據(jù)組態(tài)發(fā)出不同等級的聲光報警。在每幅畫面的最下方都有一個報警框，顯示最近發(fā)生的報警事件。所有報警信息都可顯示在報警綜合監(jiān)視畫面，所有的報警信息均被記錄在報警數(shù)據(jù)庫中，通過此畫面可以查看當前系統(tǒng)的所有報警信息，也可查看長達幾個月的報警歷史數(shù)據(jù)，便于以后的事故分析使用。 ?。?）報表打印功能 可以實現(xiàn)報表和圖形打印以及各種事件和報警實時打印。打印方式分為定時打印和事件實時觸發(fā)打印。 ?。?）通訊功能 WinCC是基于標準的Windows平臺開發(fā)的SCADA系統(tǒng)軟件，充分考慮了與其它系統(tǒng)交換信息的必要性，支持如DDE，OLE，ODBC，OPC和SQL等標準?？梢蕴峁┒喾N方式與上層系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換。 （7）冗余功能 兩臺裝有WinCC組態(tài)軟件的服務器互為冗余，確保數(shù)據(jù)完整，提高了系統(tǒng)的可靠性。 5 結(jié)束語 在污水處理控制系統(tǒng)中采用工業(yè)以太網(wǎng)(PROFINET)改變了傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線及全模擬量傳輸?shù)臄?shù)據(jù)交換方式，在現(xiàn)場總線級實現(xiàn)了Ethernet數(shù)字傳輸，達到了提高信息傳送距離、傳送數(shù)據(jù)量和傳送精度的目的，增強了現(xiàn)場控制靈活性，降低了數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡初裝費和設計施工費用，達到了減少電纜敷設，易于維護和擴展的目的。該控制系統(tǒng)2006年底在中科國益涿州污水處理廠已投入正常運行，實現(xiàn)了污水處理SBR工藝的自動控制，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)交換及控制功能十分穩(wěn)定,污水處理的效率和效果十分理想，同時降低了能耗，得到了用戶的認可,從而取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。 參考文獻 1 西門子ProfiNET系統(tǒng)說明書. A5E00879148_01 2006/10 2 尹朝 朱歷 電氣時代.終結(jié)還是重生_現(xiàn)場總線E路前行,2004/7期 3 陽憲惠.現(xiàn)場總線技術(shù)及其應用.北京：清華大學出版社，1999 4 高艷玲 馬達等 污水生物處理新技術(shù) 北京：建材工業(yè)出版社 2006 |
