和利时PLC在大连大孤山污水处理厂自动控制系统中的应用(2)

1)先进性

设计中不仅采用了目前世界上先进的主流产品，而且着眼于企业“管控一体化”的需求，贯彻了数字化、信息化环保的先进思想，使企业生产数据的进一步智能应用成为现实。该方案使控制系统有机地成为企业整个IT架构的一部分。采用先进的计算机控制系统，主要用于污水厂的生产控制、运行操作、监视管理。控制系统配有可靠的硬件设备，和功能强大，运行可靠，界面友好的系统软件、编程软件和控制软件。

2)可靠性

控制系统在严格的工业环境下长期、稳定地运行。系统组件的的设计符合真正的工业等级，满足国内、国际的安全标准。并且易配置、易接线、易维护、隔离性好，结构坚固，抗腐蚀，适应较宽的温度变化范围。

3)强大功能

PLC的编程语言符合IEC61131-3标准，易学、易懂、易用。CPU内置软PID，并提供了丰富的指令集及函数库，用户直接调用。高速工业以太网作为系统的骨干网络，实现高速数据传输、高度数据共享。组态软件图库丰富，网络功能强大，报警、报表、历史数据以及二次开发功能完善而易用。

4)故障诊断

完整的自诊功能，可以在运行中自动地诊断出系统的任何一个部件是否出现故障，并且在监控软件中及时、准确地反映出故障状态、故障时间、故障地点、及相关信息。在系统发生故障后，I/O的状态返回到系统根据工艺要求预设置的状态上。

5)扩展性和兼容性

TCP/IP协议是目前开放性最好的协议，可以轻松进行系统扩展。监控系统的数据库结构应为面向对象的，实时式，关系型数据库。系统对数据变化响应可达到1毫秒。操作系统和监控软件具有冗余和容错及灾难性恢复等功能。组态软件支持DDE、OPC、ODBC、SQL，且提供丰富的API编程接口，同时也为世界各PLC厂商提供了完善的驱动程序库，从而可以将其它系统轻松接入本系统。

3.3系统结构

大孤山污水处理厂自动化控制系统分为三级管理，包括生产管理级、现场控制级及就地控制级。现场各种数据通过PLC系统进行采集，并通过主干通讯网络——工业以太网传送到中央控制室监控计算机集中监控和管理，传输介质为光纤，通讯速率为100Mbps。中央控制室监控计算机的控制命令也通过上述通道传送到PLC的测控终端，实施各单元的分散控制。现场与中央控制室之间通过高速工业以太网连接，高速工业以太网采用开放式的总线结构，以便于实现近远期系统的无缝对接。

1)生产管理级(中央控制室)

中央控制室设两套互为热备的监控操作站、两台打印机、一套UPS电源。这两套监控操作站为冗余配备，可以分别侧重监测或组态功能，故障时互为备用，具有灵活的运行方式。并且可与分布在厂内其它位置的计算机(如厂长办公室、总工室、化验室等)便地通过局域网与之相连，实时监控现场各工艺过程的生产运行状况;主要完成对污水处理厂的管理、调度、集中操作、监视、系统功能组态、控制参数在线修改和设置、记录、报表生成及打印、故障报警及打印，对实时采集的数据进行处理，控制操作以及分析统计等功能。通过高分辨率液晶显示器及投影仪可直观地动态显示全厂格工艺流程段的实时工况、各工艺参数的趋势画面，使操作人员及时掌握全厂运行情况。

2)现场控制级(PLC控制站)

现场控制站配置控制柜。柜内包括和利时公司HOLLiAS LK系列可编程序控制器、24VDC电源装置、光纤以太网交换机、过电压保护装置、小型继电器、安装连接线缆及附件等。按照生产区域、功能和MCC的分配状况划分为五个控制区域，各控制区域设置一套现场控制站。分别为预处理工段、生物处理工段、二沉池及污泥泵房、污泥脱水间、深度处理间，负责每个工艺段的设备自动控制。

现场控制级接受生产管理级的调度，但并不依赖于生产管理级而运行：若监控计算机出现故障或者并没有投入使用或者通信网络出现故障，现场控制站仍继续正常工作，对整个工艺过程没有影响。

3)就地控制级(现场按钮箱)

将现场控制箱上的“就地/远程”旋钮切换至“就地”位置，通过箱上的“启动/停止”按钮实现就地手动控制。

3.4控制方式

大孤山污水处理厂自动化控制系统控制方式设计为现场设备就地手动控制、计算机控制系统远程手动控制、计算机控制系统远程自动控制三种控制方式。三种方式的级别由高到低依次为就地手动控制、远程手动、远程自动。

1)就地手动模式：设备的现场控制箱或MCC控制柜上的“就地/远程”开关选择“就地”方式时，通过现场控制箱或MCC控制柜上的按钮实现对设备的启/停、开/关操作。设备的急停按钮或其他保护和安全连锁装置(如:过载保护、温度及液位保护等)必须是硬线连接至电气控制回路，不受方式选择开关的限制。现场控制箱(柜)在开关在“手动”位置时，设备为离线方式，PLC不能对设备进行任何控制。