PLC在净环水处理自动控制系统中的研究与应用

　　1 前言

　　净环水处理自动化控制系统是连续热镀锌及彩涂工程的供水系统。对水处理进行自动化监测和实时控制，是提高水处理效率、降低能耗的关键。采用以PLC为核心的工艺过程自动监控系统，对所有泵、阀实现自动监控，对曝气设备、排水设备的运行进行编程控制。根据工艺可以实时控制冷却塔风机、水泵、电动阀等设备。使水的流量、温度满足工业用水要求，以达到自动控制水处理过程的目的。

　　2 系统描述

　　本系统有4个控制站：净环泵站、镀锌炉子冷却回水提升泵站、彩板冷却回水提升泵站和雨污水泵站。其中净环泵站是2#站，镀锌炉子冷却回水提升泵站是3#站，彩板冷却回水提升泵站是4#站，雨污水泵站是5#站。其系统工艺流程图如图1所示。

　　3控制系统硬件组成

　　系统总体结构如图2所示，主要部分及其功能分述如下。

　　图2 系统总体结构

　　(1)PLC控制系统

　　根据装置工作需要，选用性价比较高的西门子公司的S7-300系列可编程控制器来构建控制系统。净环泵站PLC和雨污水泵站PLC中 CPU采用CPU 315-2DP，并且净环泵站PLC带有两个扩展机架，彩板冷却回水提升泵站PLC和炉子冷却回水提升泵站PLC中CPU采用CPU 313C-2DP。该四套系统之间的通讯方式采用Profibus-DP网连接。PLC系统硬件配置图如图3所示。

　　采用交流220V电源供电，主模块有16点数字量输入，用于检测控制命令和开关状态;16点数字量输出，用于各操作开关的控制、指示灯的状态显示;模拟量输入，将模拟测量信号转变为相应的数字量已被计算机所接收。净环泵站带有14个信号处理模块(7个DI、4个DO、3个AI)，扩展模块选用IM360 和IM361，彩板冷却回水提升泵站有4个信号处理模块(3个DI、1个DO)，炉子冷却回水提升泵站有4个信号处理模块(3个DI、1个DO)，雨污水泵站有7个信号处理模块(3个DI、2个DO、2个AI)。

　　(2)监控站

　　监控站选用西门子工业控制计算机和高性能工业监控软件WinCC(视窗控制中心)，完成整个系统的工艺流程、设备运行状态的显示和监控、实现曲线的显示、历史数据的保存、权限管理、操作查询、报警、打印等功能。其中一个上位机用以监控净环水泵站、镀锌炉子冷却回水提升泵站和彩板冷却回水提升泵站的生产工艺过程，另一个用来监控雨污水泵站的生产，同时两台上位机互为备用，提高系统的可靠性。

　　(3)仪表系统

　　仪表系统由变送器、配电器、隔离器、调节器和执行器等构成，主要完成流量、压力信号的获取和阀门的控制执行，调节器作为计算机系统的备用控制手段，当计算机出现故障时，可以变成手动方式控制。