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污水厂西门子1500控制系统
2020-05-20 16:00:01

一、项目概况

本次控制柜自控系统为污水处理厂对进水泵房、组合池、调节池等的设备进行自动控制和现场设备状态进行采集,现场就地控制柜设触摸屏种PL C构成现场就地控制单元,并预留远程传输接口, 接至片区主控中心。现场仪表采集采用现场总线和模拟量采集的形式、通讯协议采用MODBUS RTU协议。

本项目有自动化系统三套,分别由5个PLC(可编程控制器)控制站,4个PLC(可编程控制器)控制站,4个PLC(可编程控制器)控制站组成,其中5个PLC(可编程控制器)控制站分别是由主控制站、粗格栅控制站、加药间控制站、脱水间控制站、D型滤池控制站组成,4个PLC(可编程控制器)控制站分别是由主控制站、粗格栅控制站、加药间控制站、D型滤池控制站组成。如图1和2。每个成套设备预留以太网接口。

图1
图2

项目PLC系统通讯协议统一为TCP/IP.仪表统一 采用RS485总线的形式。协议采用MODBUS RTU 协议。

本项目在污水厂设立进水设立COD、氨氮在线监测仪表,在出水设立COD、氨氮、总磷、总氮检测仪表.并确保实时数据送入管理局的数据中心。

另外为了满足工艺的要求,有利于运行管理。在污水处理区设立了溶解氧、超声波液位计.电磁流量计等在线监测仪表。由主控制系统控制,如图3。

图3

二、控制系统


(一) 系统结构

本项目自控系统分为三个层次即设备层、控制层和管理层。PLC和设备之间通过标准总线工业以太网或I/O模块进行数据通讯, PLC之间的控制网通过100M TCP /IP光纤网进行数据交换。

设备层由各种智能测控单元(带标准总线接口)组成,包括低压配电系统的电量检测仪表、总线分析仪表、PLC子站、专用设备控制柜内置智能模块、PLC等。

(二) 控制方式

本工程中的动力设备控制分为手动和自动、远程控制三种方式,在自控模式下即现场设备转入自动运行状态设备根据各种工艺参数检测值和状态,按着预订的程序运行不需要人为干涉。手动控制通过现场测控终端的操作面板实现对设备的独立控制;远程控制是中央控制室通过监控主机完成对全厂所有工艺电气设备的控制。

三种控制方式可在现场测控终端操作员面板和中控室主机上根据不同的优先级进行转换,以满足实际工作中调试。检修和自动运行的需要。

各控制设备之间相对独立运行。现场控制PLC分站、设备控制单元出现故障时将自动退出,同时声光报警,并通知上位机,不影响系统正常运行。

三、自控系统的功能

1. 设备层

A. 现场采集设备运行数据、配电系统检测数据、在线检测仪表数据, 通过现场总线和/O模块将数据上传PLC站;

B. 接受PLC站发出的控制调节指令,实现设备的远控;

C. 对采集的各类信号进行处理和预算,实现就地自动控制调节(适于有控制功能的智能单元) ;

2. 控制层

A. 通过总线接收设备层上传数据,同时向设备层发出控制调节指令,实现设备的远控;

B. 通过/0模块采集设备运行数据、配电系统检测数据。在线检测仪表数据等, 对各类信号进行处理和运算,实现自动控制和调节;

C. 将采集和接收的数据上传管理监控层监控主机,接受管理层 监控主机发出的条度指令,并进行相应的操作;

D. 通过人机界面HMI上在线设定各种控制参数,在线编程,实时显示该处理工段的监控画面以及各种图形、曲线、表格、文字及报警等。

E. 当设备未能按时起动或发生故障停机时, PLC应自动解除操作命令, 同时声光报警, 投入备用设备运行。

F. 当阀门开(关)到位后,PLC应自动解除操作命令, 发生短路、过扭矩或阀门在设定时间内未开(关)到位时。PLC应自动解除操作命令,同时声光报警。

3. 管理层

本项目设现地触摸屏显示单元,采集实时数据,实现对各PLC分站的监控。触摸屏操作站显示全厂各个工艺流程。通过网络与工程师工作站数据库相连接提供相关的数据信息,及时反馈泵站的现场运行情况(包括各种运行参数的当前值,配电系统、检测仪表和工艺设备是否异常等),通过人机对话方式 ,实现对现场设备的远程控制调节。工艺检测控制参数的设定、异常状态的报警和处理等功能。


4. 自控系统的防雷和接地

控制室配电箱进线端安装电源一、二级联合防雷器,以抑制出现在电力网络中的暂态浪涌电压和吸收錾胎浪涌电压在保障供电连续的条件下,使中控室主机等设备免受过电压的能量,干扰和侵害。PLC站电源线上安装电源一、二防雷器;总线口安装总线防雷器, PLC与现场仪表的通讯线两端安装防雷器。现场测控层与生产管理层之间的计算机采用多模光纤传输信号,雷电信号不会窜入, 不用采取避雷措施。所有计算机系统设备的外壳均要安全接地,接地电阻用多模光纤传输信号,雷电信号不会窜入, 不用采取避雷措施。所有计算机系统设备的外壳均要安全接地,接地电阻< 1欧姆,光缆的所有金属接头、金属护层、金属挡潮层、金属加强芯等,应在进入建筑物处直接接地。

5. 电缆敷设

仪表自动化控制电缆走向跟动力电缆走向相同、分层或分边敷设。室内电缆沿室内电缆沟和桥架敷设,出沟(或桥架) 部分穿管暗敷。室外电缆沿厂区电缆沟敷设,出沟部分直埋、进出建(构)筑物及过道路时,穿钢管保护。

6. PLC控制柜的安装采用盘底加槽钢固定的安装方式, PLC控制柜箱体采用不低于15mm厚度柜门采用不低于2mm厚冷轧板制作,表面喷涂防腐处理。

四、控制柜组成


1. 空开:整个柜体的电源控制。

2. 插座:提供交流220V电源,给光纤收发器供电。

3. 电涌保护器:也称避雷器,过电压保护器,保障供电的连续,保护元器件。

4. 24VDC的电源:一个24VDC的开关电源,给PLC和继电器等24VDC元器件供电。

5. PLC:作为控制单元,根据实际工程选择不同的模块实现控制要求。

6. 继电器:一般PLC是可以直接将指令发到控制回路里,但也可能先由继电器中转。让控制回路的节点接到继电器的常开或常闭点上,实现控制。

7. 接线端子:需要与外部设备接线时,作为中转,实现控制柜与动力柜的接线或者控制柜与负载设备的接线。

五、控制柜成品

图4
图5
图6
图7
图8