如何在WINDOWS 2003 SERVER 系统下安装IFIX3.5?
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西门子S7-300 PLC主要特点,污水处理厂的自控要求、PLC的系统硬件配置、软件设计,和现实运行结果。
可编程控制器PLC是实现污水处理厂自己主动控制的关键,县级中小城市的污水处理厂处理能力一般在10万m3/d以下,很多是1～5万立方米/d,监控点数一般不是很多,而选用西门子S7-300 PlC是一种即经济又切合现实的解决方案,它具有高度板块化结构,指令集功能强大,能够满足多样化和个性化的需求。
1 污水处理工艺流程
从当前污水处理工艺和技能研究、开发和应用的环境看,由于传统的活性污泥处理工艺在中小规模的污水处理厂中存在基建投资高、运行费用高以及电耗高等需要别人解答的题目,因此,处理水量在10万立方米/d以下的县级中小城市的污水处理厂处理工艺一般多采用氧化沟和SBR工艺。西北某县城污水处理厂日处理污水4万吨,处理工艺采用的是奥贝尔氧化沟。主要处理:工段有机械处理段、生物处理段、和污泥脱水处理段。机械处理段由粗格栅间、进水泵房、细格栅间、旋流沉砂池组成。生物处理段由厌氧池、氧化沟、回流及剩余污泥泵房、二沉池、接触池等组成,污泥脱水处理段由储泥池、污泥脱水机房组成。该工艺的流程见图1。
城市污水管网收集到的污水到了进水泵房,在这里大的固体杂质被格栅机过滤掉,然后较稀的污水被提升泵送到旋流沉砂池,污水由于拌和机和吸砂机的作用,其中的固体颗粒又被去除。下一道工序是污水先被送到厌氧池,目的是去磷、脱氮,然后流入氧化沟,这里有相应的菌种来分解、净化污水,氧化沟中的污泥细菌生态系统维持存活的主要条件一个是污水中的有机物杂质,另一个就是氧气的供应,所以氧化沟上的曝气转碟的作用是对污水进行充氧。经过氧化沟处理后的污水在二沉池沉淀后然后在接触池加氯达到标准后可直接排放,多余的污泥被排泥泵送到脱水机房,通过脱水处理,污泥被压干制成饼,用作肥料。
2 自控系统的硬件选择
污水处理主要是顺序逻辑控制,这正是PLC控制的优势所在。在众多的PLC生产厂家中,西门子公司的S7-300 PLC系列产物以其较高的性价比成为众多用户的首选。S7-300是板块化的中小型PLC系统,能满足中等性能要求的应用,板块化、无排风扇结构,各类独个的板块之间可进行广泛的组合以用于扩展。接口板块(IM)用于多机架配置时连接主机架(CR)和扩展机架(ER),S7-300通过漫衍式的主机架(CR)和二个扩展机架(ER)可以操作多达32个板块。中央处理单元(CPU)集成有PROFIBUS-DP和MPI通讯接口,多点接口(MPI))用于同时连接编程器、PC机和人机界面等。信号板块(SM)用于数码量和模拟量的输入输出。
3 总体控制要求及功能
污水处理厂自控系统的要求是对污水处理过程进行自己主动控制和自己主动调节,使处理后的水质指标达到要求的范围;在公司中控室拍发上传指令时,将当前时刻运行过程中的主要工作参数(水质参数、流量、液位等)、运行述态及必然时间段内的主要工艺过程曲线等信息上传到公司中控室。功能如下:
1)控制操作:在中间控制室能对被控设备进行在线实时控制,如启停某一设备,调节某些模拟输出量的大小,在线设置PLC的某些参数等。
2)预示功能:用图形实时地预示各现场被控设备的运行工况,以及各现场的状态参数。
3)数据管理:依据不同运行参数的变化快慢和重要程度,建立生产历史数据库,存储生产原始数据,供计数分析使用。利用实时数据库和历史数据库中的数据进行比较和分析,得出一些有用的经验参数,有帮助于优化氧化沟的准闭环控制,并把一些必要的参数和结果预示到实时银幕和报表中去。
4)报警功能:当某一模拟量(如电流、压力、水位等)测量值跨越给定范围或者某一开关量(如电机启停、阀门开关)阀发生变位时,可根据不同的需要拍发不划一级的报警。
5)打印功能:可以实现报表和图形打印以及各类事务和报警实时打印。打印方式可分为:定时打印、事务触发打印。
4 系统构成及其布局
如果采用常规PLC集中控制方式,将现场信号通过电缆连接到集中控制室内的PLC上,由于工艺线路长、现场控制点漫衍范围广,需要敷设大量的电缆及桥架,且现场环境很坏、其施工难度很是大。鉴于此,采用了PROFIBUS现场总线技能,根据工艺划分,系统共设了两个主站、两个子站、两个操作员站。采用西门子的S7-300系列PLC,主站采用CPU315-2DP,其带有一个DP通讯口和一个MPI口。子站采用通用性较好的ET200M远程板块,用于现场数据的采集和控制,并借助PROFIBUS(工业现场总线),方便控制收集系统的建立。其自控系统见图2。
控制系统分为三个级别,即现场级、控制级、管理级。
⑴管理级
管理级集中监控各个分站设备的运行述态。管理级现场总线选择PROFIBUS-FMS总线,两台安装组态软件的冗余服务器作为PROFIBUS-FMS现场总线的操作员站,安装在控制室内,可以同时收集现场数据。服务器采用WinCC组态软件,并配有服务器软件包选项。
(2)控制级和现场级
控制级主要功能是接收管理层设置的参数或者命令,对污水处理生产过程进行控制,将现场状态运送到管理层。根据本厂工艺流程和总平面布置,联合马达控制中间MCC的位置和供配电范围,按照控制对象的区域、设备数量,以就近采集和单元控制为划分区域的原则,在进水泵房、变电所设两座现场主站PLC1、PLC2。在加氯间、脱水机房设两座现场子站,其中加氯间PLC1-1为进水泵房PLC1的DP从站,脱水机房PLC2-1为变电所PLC2的DP从站。现场主站与现场子站之间采用PROFIBUS-DP现场总线。现场主站PLC1、PLC2分别由电源板块PS 307、CPU315-2 DP板块和通讯板块CP343-5及相应信号板块SM组成。现场子站采用ET200M远程单元,每个ET200M单元均由1个IMl53-2总线接口板块和其它若干数码量、模拟量输入输出板块组成。
进水泵房现场主站PLC1监控范围为粗格栅、进水泵房、细格栅、沉砂池等,其主要控制对象为粗细格栅间的粗细格栅及进水电动闸门、进水泵房的污水提升泵、沉砂池的排砂装置和砂水分离等设备,这个之外,还卖力进水水质如pH、SS(浊度测量)等参数的在线检测。其I/O配置为:DI=144、DO=48、A1=16。
加氯间现场子站PLC1-1监控范围为加氯间、接触池,其主要控制对象为加氯消毒等设备,这个之外其还卖力出水水质如:余氯、COD、流量等参数的在线检测。其I/O配置为:D1=48、DO=16、AI=8。
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