和利时LK系列PLC在污水深度处理控制系统中的应用(2)

4 污水深度处理控制系统的设计与实现

4.1概述

污水处理厂升级改造控制系统设计基于现代先进控制思想，采用分散控制、集中监测管理的控制方式，以和利时公司LK系列PLC为核心的控制系统。基于LK系列PLC应用于污水处理厂，完全能满足A2/O生物除磷脱氮处理工艺控制的要求，提供了一种高可靠性、低成本、更优化的控制方案。

LK系列PLC是和利时公司在总结十多年控制系统设计和几千个工程项目实施经验基础上推出的适用于中、高性能控制领域的产品，CPU模块集成工业级处理器（主频可达533MHz），指令处理速度可达13ns。相对传统PLC而言，LK可编程控制器充分融合了DCS和PLC的优点，采用了高性能的模拟量处理技术、小型化的结构设计、开放的工业标准、通用的系统平台、使产品不仅具有强大的功能和卓越的性能，而且具有更高的可靠性、更佳的开放性和易用性。

4.2系统结构设计

整个控制系统的结构原理图如图1所示，系统由1个中央控制室和6个现场PLC控制站组成。现场PLC控制站，由PLC系统及检测仪表组成，对各工艺过程进行分散控制；再由中央控制室，对全厂实行集中管理。中央控制室、PLC控制站之间的数据通讯采用高速的、实时的工业以太网，网络结构为星形，通讯速率为100Mbps，传输介质为光纤。

图1  结构原理图

6个现场PLC控制站分配如表1所示。

表1  PLC控制站功能分配

整个系统采用二级网络结构，即生产管理网和生产控制网，将过程实时数据、运行操作监视数据信息同非实时信息及共享资源信息分开，分别使用不同的网络。有效地提高了通讯的效率，降低了通讯负荷。生产管理网采用工业以太网，网络结构为星形，传输介质为光纤。生产控制网采用现场总线形式，采用Profibus国际通用的开放式现场总线，传输介质为屏蔽双绞线。

污水处理厂升级改造控制系统设计为三种控制方式，三种方式的级别由高到低依次为就地手动、远程手动、远程自动。

PLC控制站主要监控参数有：温度、压力、流量、液位、pH值、ORP（氧化还原）、DO（溶解氧）、COD（化学需氧量）、MLSS（污泥浓度）、设备运行状态及设备运行控制等。

4.3系统功能及软件实现

和利时公司的上位监控组态软件HollyView6.53及LK编程软件PowerPro V4提供了强大的软件编程及系统功能的实现。

（1）权限管理

操作员进入系统使用密码：系统提供分级的用户进入密码系统，所以低级操作员只能进入基本操作功能，同时较高级别的操作人员，按照不同的密码，可进入不同的系统组态功能。

提供12级的密码：一旦操作员提供了正确的密码，他可以修改他的密码，而他的权限不能发生变化。

（2）流程图

LCD画面为操作员了解生产过程状态提供了显示窗口，并能支持以下几类画面：

总貌画面：显示系统各设备，装置，区域的运行状态以及全部过程参数变量的状态，测量值、设定值、控制方式（手动/自动状态）、高低报警等信息，从各显示块可以调出其它画面。

分组画面：以模拟仪表的表盘形式按事先设定的分组，同时显示几个回路的信息，  如过程参数变量的测量值，调节器的设定值，输出值控制方式等。变量每秒更新一次，分组可任意进行，操作员可从分组画面调出任一变量（模拟量或离散量）的详细信息。

单点画面（调整画面）：显示一个参数，控制点的全部信息以及实时趋势和历史趋势，从调整画面也可直接对模拟回路进行设定，调整操作。

流程图显示如图2所示。

图2  流程图