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水廠監(jiān)控系統(tǒng)電氣自動(dòng)化論論文
1硬件設(shè)計(jì)
水廠總體監(jiān)控方案的確定應(yīng)以水處理為依據(jù)，包括泵站控制系統(tǒng)、沉淀和過濾控制系統(tǒng)、恒壓供水控制系統(tǒng)、混凝投藥控制系統(tǒng)、加氯消毒控制系統(tǒng)、排污處理控制系統(tǒng)等工藝管理，水處理工藝流程為：取水口→加藥→反應(yīng)→沉淀→過濾→消毒→加壓→市區(qū)管網(wǎng)。根據(jù)工藝要求和控制指標(biāo)，應(yīng)運(yùn)用MPI網(wǎng)絡(luò)將水處理的各個(gè)子系統(tǒng)連為一體，在控制中心通過組態(tài)軟件對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控，總體控制方案為：混凝投藥控制器和加氯消毒控制器采用S7-300PLC，其余采用S7-200PLC，組態(tài)軟件為力控6.0，采用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為單元級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)。以泵站控制系統(tǒng)為例，其控制方案為：采用S7-200PLC作為控制平臺(tái)，負(fù)責(zé)對(duì)泵站數(shù)據(jù)的采集，泵站和控制中心的通信通過外置式GSM調(diào)制解調(diào)器來實(shí)現(xiàn)，觸摸屏為就地控制接口，系統(tǒng)框圖如圖1。
2軟件設(shè)計(jì)
根據(jù)設(shè)計(jì)好的各子系統(tǒng)的硬件配置，設(shè)計(jì)PLC控制軟件、組態(tài)監(jiān)控軟件和觸摸屏控制軟件，以泵站控制系統(tǒng)為例，其任務(wù)是按照控制中心的指令，向水廠提供水源，并對(duì)泵站的水泵運(yùn)行情況、供電等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，然后傳送給控制中心，實(shí)現(xiàn)泵站無人值守。根據(jù)泵站工藝，在SMS工作原理指導(dǎo)下，提供短信息服務(wù)，發(fā)送規(guī)則為開機(jī)/關(guān)機(jī)、系統(tǒng)出現(xiàn)故障、定時(shí)設(shè)置和控制中心命令。為達(dá)到泵站無人值守的設(shè)計(jì)要求，可通過標(biāo)準(zhǔn)的RS—2485串行通信網(wǎng)絡(luò)和自由口模式，自主選擇通信協(xié)議，以此構(gòu)成PLC的分布式網(wǎng)絡(luò)。PLC軟件設(shè)計(jì)流程為：初始化→接受信息并處理→水泵控制→壓力、流量采集并處理→故障信息采集并處理→信息發(fā)送；根據(jù)系統(tǒng)的工藝要求，開發(fā)界面應(yīng)包括啟始界面、模式選擇界面（分為自動(dòng)運(yùn)行和手動(dòng)操作）、報(bào)警界面及幫助界面等。
3水廠自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)及功能
3WN6是一種經(jīng)濟(jì)型低壓智能斷路器，通過模塊化的工程設(shè)計(jì)，可確保通訊、保護(hù)、測(cè)量等功能更為可靠穩(wěn)定，且便于拆卸和維修，能夠在線對(duì)開關(guān)功能進(jìn)行數(shù)字化編輯。正常生產(chǎn)時(shí)，操作人員通過S7-315系統(tǒng)上的觸摸屏模擬流程和觸摸按鈕，便可以準(zhǔn)確掌握各系統(tǒng)的工藝流程及設(shè)備運(yùn)行情況，并可以通過自動(dòng)運(yùn)行或手動(dòng)操作兩種控制方式來控制各設(shè)備的開和停，便于設(shè)備的檢修及事故的處理。本系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)后，便可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制和后臺(tái)在線組態(tài)等功能，操作人員在后臺(tái)微機(jī)上便可以準(zhǔn)確掌握各配電室低壓開關(guān)的分/合情況及水廠裝置的運(yùn)行情況，系統(tǒng)可以動(dòng)態(tài)顯示各電氣設(shè)備的電壓、電流的波動(dòng)情況，實(shí)時(shí)性更強(qiáng)。此外，還可以隨機(jī)記錄越限事件、報(bào)警信息等，為生產(chǎn)管理和事故控制提供了很大的便利性。PLC的推廣應(yīng)用是水廠自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)得以建立的關(guān)鍵，該編程控制器簡(jiǎn)單易用、可靠性高，而且通訊聯(lián)網(wǎng)功能強(qiáng)，根據(jù)水廠的水處理工藝和工程設(shè)計(jì)要求，對(duì)各凈水環(huán)節(jié)的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，滿足了水廠自動(dòng)化生產(chǎn)和管理的需求。
4結(jié)論
根據(jù)水廠自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的控制要求，對(duì)水廠監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)，建立一種低壓電氣自動(dòng)化解決方法，更好地發(fā)揮水廠監(jiān)控系統(tǒng)的功能。該系統(tǒng)先期完成PLC系統(tǒng)的調(diào)試，在實(shí)際應(yīng)用中完成后臺(tái)軟件的調(diào)試工作，投入運(yùn)行后，運(yùn)行一直比較穩(wěn)定，達(dá)到了取得了預(yù)期的控制效果，克服了傳統(tǒng)電力控制模式存在的問題，可為工藝管理及故障原因查找提供科學(xué)的依據(jù)，同時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行也極大地解放了人力資源，降低了各種人為事故的發(fā)生率，使設(shè)備故障的維修變得更為容易、迅速，真正實(shí)現(xiàn)了低壓電氣管理的科學(xué)化。在水處理工藝不斷進(jìn)步的背景下，采用現(xiàn)代控制理論及計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)水廠處理工藝進(jìn)行革新，使其朝著標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展，已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。
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