端正軍
摘要:近年來(lái),隨著大型城市污水處理廠的大量建成,作為污水廠附屬產(chǎn)品的臭氣及其處理越來(lái)越受到人們的關(guān)注。對(duì)污水除臭設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化管理和運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程監(jiān)控,才能保障污水處理設(shè)備的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。西門子S7-200PLC系統(tǒng)是由德國(guó)西門子公司研發(fā)的一種數(shù)字化、智能化可編輯控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可靠性高、使用方便,是當(dāng)前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上使用最廣泛的一套控制系統(tǒng)。本文介紹了S7-200PLC系統(tǒng)在污水除臭設(shè)備控制系統(tǒng)中的實(shí)踐應(yīng)用,對(duì)其系統(tǒng)構(gòu)建與應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析,具有較大實(shí)用價(jià)值。
關(guān)鍵字:S7-200PLC 控制系統(tǒng) 污水處理
污水臭氣具有易揮發(fā)、嗅閾值低等特點(diǎn),不僅嚴(yán)重污染居民的生活環(huán)境,危害人體健康,而且對(duì)污水處理廠的金屬材料、設(shè)備和管道具有強(qiáng)烈腐蝕性[1],因此保障除臭設(shè)備的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行十分重要。隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展與不斷完善,為除臭設(shè)備的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行提供有效的技術(shù)支撐,以可編輯控制器PLC為代表的自動(dòng)化設(shè)備與技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于污水除臭系統(tǒng)中,在保障除臭設(shè)備的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行中發(fā)揮巨大作用[2,3]。
1.污水除臭設(shè)備的控制需求及控制方式
1.1污水除臭設(shè)備的控制需求
污水除臭設(shè)備系統(tǒng)采用“堿液噴淋預(yù)處理+UV光解+生物液噴淋吸收”技術(shù)工藝。堿液循環(huán)水泵將堿液箱內(nèi)的堿液噴淋至塔內(nèi),通過(guò)加藥泵保障堿液濃度,再通過(guò)光解和生物液吸收達(dá)到除臭效果。
該除臭系統(tǒng)含加藥泵一臺(tái),堿液循環(huán)水泵兩臺(tái)(一用一備),生物液循環(huán)水泵兩臺(tái)(一用一備),風(fēng)機(jī)兩臺(tái)(一用一備),堿液液位計(jì)一臺(tái),生物液液位計(jì)一臺(tái),加藥箱液位計(jì)一臺(tái),PH儀表一臺(tái),UV光解設(shè)備六套。
1.2污水除臭設(shè)備的控制方式
本系統(tǒng)控制方式采用西門子可編輯控制器S7-200PLC系統(tǒng)+觸摸屏控制,控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1,將現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)量及模擬量信號(hào)通過(guò)硬接線方式采集至PLC存儲(chǔ)區(qū)內(nèi),并通過(guò)RS-485通訊方式上傳至現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏及遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備顯示,再將采集的信號(hào)與觸摸屏內(nèi)設(shè)定的參數(shù)通過(guò)可編輯控制器PLC內(nèi)預(yù)設(shè)的邏輯程序進(jìn)行邏輯運(yùn)行,發(fā)出指令,從而控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行。
2.西門子S7-200 PLC污水除臭設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
西門子S7-200PLC污水除臭設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中,分別從硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)方面分別進(jìn)行考慮,完成整個(gè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
2.1西門子S7-200 PLC污水除臭設(shè)備控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
在西門子S7-200PLC污水除臭設(shè)備控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)包括西門子S7-200PLC的硬件設(shè)計(jì)、觸摸屏與RS485通訊硬件設(shè)計(jì)。
2.1.1可編輯邏輯控制器西門子S7-200PLC的硬件設(shè)計(jì)
該除臭設(shè)備控制系統(tǒng)根據(jù)控制需求與西門子S7-200PLC選型手冊(cè)選取CPU226 CN系列模塊、EM235CN系列模塊。
2.1.2觸摸屏與RS-485通訊硬件設(shè)計(jì)
西門子S7-200 PLC污水除臭設(shè)備控制系統(tǒng)需要將設(shè)備狀態(tài)通過(guò)RS-485通訊方式上傳至觸摸屏和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),并讀取觸摸屏上設(shè)置參數(shù)。CPU226CN系列模塊含有兩個(gè)RS-485通訊接口,插針8代表RS-485信號(hào)A,插針3代表RS-485信號(hào)B。觸摸屏RS-485通訊接口插針2代表RS-485信號(hào)A,插針1代表RS-485信號(hào)B。二者通過(guò)485 一對(duì)差分線進(jìn)行通訊,交換數(shù)據(jù)信息。
2.2西門子S7-200PLC污水除臭設(shè)備控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
西門子S7-200PLC污水除臭設(shè)備控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括可編輯邏輯控制器西門子S7-200PLC的程序設(shè)計(jì)、觸摸屏組態(tài)設(shè)計(jì)、RS-485通訊軟件設(shè)計(jì)。
2.2.1可編輯邏輯控制器西門子S7-200PLC的程序設(shè)計(jì)描述
由污水除臭設(shè)備控制需求將程序設(shè)計(jì)分為風(fēng)機(jī)與光電設(shè)備部分、堿液與生物液循環(huán)水泵、加藥泵部分。
風(fēng)機(jī)與光電設(shè)備部分:設(shè)備在觸摸屏做啟動(dòng)停止按鈕,啟動(dòng)時(shí)必須先啟動(dòng)風(fēng)機(jī),風(fēng)機(jī)運(yùn)行信號(hào)被PLC接收后,光電設(shè)備啟動(dòng)按鈕才有效;
堿液與生物液循環(huán)水泵部分:堿液循環(huán)水泵啟動(dòng)按鈕按下后,先將堿液液位計(jì)數(shù)值與觸摸屏設(shè)定的堿液水泵的啟/停液位數(shù)值進(jìn)行大小比較,當(dāng)堿液液位計(jì)數(shù)值大于設(shè)定的堿液水泵的啟液位數(shù)值時(shí),堿液循環(huán)水泵啟動(dòng);反之則堿液循環(huán)水泵停止,如此往復(fù)。
加藥泵部分:加藥泵的啟動(dòng)按鈕操作有效條件為堿液循環(huán)水泵運(yùn)行信號(hào);當(dāng)堿液循環(huán)水泵運(yùn)行后按下加藥泵啟動(dòng)按鈕,先判斷加藥箱液位是否大于加藥泵啟液位且PH值是否小于加藥泵PH設(shè)定啟動(dòng)值,滿足啟動(dòng)條件后加藥泵啟動(dòng);當(dāng)加藥箱液位小于加藥泵停液位或PH值大于加藥泵PH設(shè)定停止值,二者條件滿足任一條則加藥泵停止。
2.2.2 觸摸屏組態(tài)設(shè)計(jì)
觸摸屏組態(tài)設(shè)計(jì)包含設(shè)備的操作按鈕、設(shè)備的啟停狀態(tài)、模擬信號(hào)的數(shù)據(jù)顯示以及操作參數(shù)的設(shè)置,畫面要求操作簡(jiǎn)單,顯示簡(jiǎn)潔易懂,如圖2、圖3所示。
2.2.3 RS-485通訊軟件設(shè)計(jì)
RS-485通訊軟件設(shè)計(jì)指將西門子S7-200PLC內(nèi)的數(shù)據(jù)通過(guò)RS-485通訊上傳至遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng),此時(shí)西門子S7-200PLC除臭設(shè)備控制系統(tǒng)為從站設(shè)計(jì),由西門子S7-200PLC選型手冊(cè)可知西門子公司已在編程軟件設(shè)計(jì)時(shí)包含RS-485通訊模塊軟件設(shè)計(jì),只需將其從編程軟件庫(kù)內(nèi)調(diào)用Modbus Slave模塊,需要注意的是提前將Modbus Slave模塊指定存儲(chǔ)區(qū)域,Modbus最大傳輸數(shù)據(jù)量120字。
3.結(jié)論
通過(guò)以上描述,已工程實(shí)現(xiàn)了基于西門子S7-200PLC污水除臭設(shè)備控制系統(tǒng)的應(yīng)用, 對(duì)日益增多的污水除臭設(shè)備的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了高價(jià)值參考;
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,設(shè)備自動(dòng)化程度越來(lái)越高,將PLC應(yīng)用于污水除臭設(shè)備控制系統(tǒng)中,不僅減少了人力成本,而且減少人為操作過(guò)程中由于疏漏造成設(shè)備的故障,并將設(shè)備狀態(tài)集中監(jiān)控,讓污水除臭設(shè)備控制系統(tǒng)變得更加簡(jiǎn)單可靠,保障了污水除臭系統(tǒng)的穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行[4,5],為改善民生、保護(hù)環(huán)境做出積極貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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