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環保水處理--變頻PLC組合

變頻器、PLC組合在環保水處理係統中的應用
一、引言

        某汙水處理項目利用中水處理技術,將所有汙水處理合格後進入中水管網循環再利用,實現社會效益、經濟效益和生態效益。本係統利用PLC、變頻器和上位機將分散的設備集中形成智能工業網絡,實現汙水處理的精確控製、智能診斷和實時監控。並且從水處理工藝對水流量的控製要求出發,構成PID變頻控製係統,自動調節輸出流量,取代了原來手動操作改變流量的操作方式。

二、工藝簡介
        汙水進入集水池然後經過接觸氧化、曝氣、沉澱、過濾、反洗、正洗、消毒等工藝段處理存儲在中水池,PLC控製現場泵、鼓風機等設備的啟停、關鍵設備的連鎖,實現整個汙水處理過程的自動化控製。最後由變頻器控製的中水回供泵進行恒壓供水再利用。

三、變頻控製係統工作原理
        水量準確的調節可以提高係統生產效益和設備安全性,水泵電機作為輸出環節,其轉速是由變頻器控製來調節流量。變頻器負責接收控製器信號來對水泵電機進行速度控製,變頻器綜合壓力設定參考值和現場反饋的實際壓力值信號後,經過PID調節輸出運轉頻率指令。流量變送器檢測管道壓力,並將其轉變為控製器可接收的模擬信號進行反饋。壓力設定值的變化引起相關參數發生變化,如變頻器頻率、電機轉速、壓力值。這些參數反饋給控製器最終形成閉環控製係統。

四、硬件設計
        係統主要配置如下:
        係統控製核心PLC采用西門子S7-300,主要有電源、CPU、數字量輸入輸出、模擬量輸入輸出、通訊單元等模塊組成。控製係統主要完成數字和模擬信號采集、邏輯分析和控製、數字和模擬信號輸出、數據通信控製等功能,變頻器則根據管網壓力結合自帶PID功能對電機進行調速,保持管網壓力恒定。控製係統及汙水處理狀態信號采集到PLC中,通過通訊電纜傳到上位機WINCC在工控機上實時顯示。
  • CPU模塊:采用CPU315
  • 電源模塊:PS307
  • 數字量輸入模塊:SM321 32點DI
  • 數字量輸出模塊:SM322 32點DO
  • 模擬量輸入輸出模塊:SM334 4點AI、2點AO
  • 通信模塊:1塊RS232接口、1塊RS485接口
  • 變頻器:ABB ACS500

五、軟件設計
        1、PLC負責采集現場的液位、壓力、流量等信號並按照整個係統的工藝要求對現場所有設備進行自動控製及監控,當有故障信號進來時,故障信號反饋至監控中心現場聲光報警。聲音報警可在現場控製室可以人為幹預,光報警則會一直持續到故障信號排除恢複。
        2、中水回供係統由一台變頻器控製兩台供水泵。變頻調速供水控製係統通過測得的管網壓力經變頻器的內置PID調節器運算後,調節輸出頻率,實現管網的恒壓供水。根據使用水量的多少可自動控製進行恒壓供水。兩台水泵一用一備,可實現故障自動切換。
        3、監控係統軟件為西門子WINCC軟件,上位機通過PLC采集汙水處理各工藝過程的工藝參數和主要設備的運行狀態信息,對現場數據進行分析計算處理,實時反饋到監控畫麵上。同時操作員可通過工控機電腦進行係統功能組態,在線修改和設置工控參數。上位機可直觀顯示整個工況係統的過程動態畫麵,並顯示各工段點采集的數據,同時生成趨勢曲線。報警係統將現場采集到的報警信號在監控畫麵上出現並醒目提示,操作員可人為幹預並將報警信號打印。

六、總結
我們采用PLC、變頻器等設備組成的汙水處理工業網絡,很好的滿足了現代化汙水處理需求,滿足環保要求的同時,實現了經濟效益,大大降低了汙水處理成本。
 
 
 
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