對(duì)于那些過(guò)程復(fù)雜、西門(mén)子plc以太網(wǎng)模塊控制參數(shù)較多的工業(yè)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這一點(diǎn)尤為重要。新一代工業(yè)plc系統(tǒng)設(shè)計(jì)人機(jī)界面的出現(xiàn)，為西門(mén)子s7-200smart plc自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)建設(shè)中實(shí)現(xiàn)上述功能提供了一種簡(jiǎn)單可行的途徑。

　　一、現(xiàn)場(chǎng)工藝要求及設(shè)備概述

　一、現(xiàn)場(chǎng)工藝要求及設(shè)備概述

　　超濾設(shè)備是污水處理廠的一個(gè)單元。收集生活污水后，進(jìn)入生化處理。在生物化學(xué)處理之后，在需要排放或再循環(huán)之前對(duì)水進(jìn)行超濾，納濾和反滲透。

　　根據(jù)污水處理廠的處理要求，需要150立方米/小時(shí)的處理能力，計(jì)算需要30千瓦的循環(huán)泵供應(yīng)。因此，ABB的逆變器被選中。污水處理廠的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和控制室需要西門(mén)子plc以太網(wǎng)模塊通訊和控制，可以實(shí)施查看設(shè)備的運(yùn)行狀況。通過(guò)綜合考慮我們選擇西門(mén)子s7-200smart plc系列，和其他的DCS和其他儀表也很容易通訊，可通過(guò)PROFIBUS-DP連接到其他西門(mén)子plc系統(tǒng)。

　　工藝流程控制如下：plc控制系統(tǒng)具有全自動(dòng)啟動(dòng)功能，點(diǎn)擊自動(dòng)啟動(dòng)按鍵，F(xiàn)1收到指令后進(jìn)氣閥打開(kāi)，F(xiàn)4收到指令后濃縮水閥打開(kāi)，F(xiàn)6收到指令后生產(chǎn)閥打開(kāi)，一分鐘(后可設(shè)定)，送料泵啟動(dòng)，三分鐘(可設(shè)定)水循環(huán)泵開(kāi)啟，水泵頻率升到最高頻率50Hz(可設(shè)定)，以便運(yùn)行安全可靠。

　　系統(tǒng)具有一鍵停止功能，單擊一個(gè)按鈕停止，循環(huán)泵頻率降至25Hz(可設(shè)置)，循環(huán)泵停止，所有泵和閥門(mén)在30s后關(guān)閉(可設(shè)置)。

　　該系統(tǒng)具有一鍵沖洗功能(當(dāng)清洗槽有足夠的液位時(shí))：當(dāng)設(shè)備停止時(shí)，單擊一個(gè)按鈕進(jìn)行沖洗，F(xiàn)2單擊進(jìn)水閥，F(xiàn)4填充水閥，30s(可以設(shè)置)清潔泵，自動(dòng)沖洗開(kāi)始，30s(可設(shè)定)后，所有閥門(mén)和泵同時(shí)關(guān)閉。

　　該系統(tǒng)具有一鍵清潔功能(當(dāng)清洗槽裝滿(mǎn)一定量的自來(lái)水時(shí))：當(dāng)設(shè)備停止時(shí)，單擊一個(gè)按鈕進(jìn)行沖洗，F(xiàn)2清潔進(jìn)水閥，F(xiàn)5，F(xiàn)7清潔回流閥打開(kāi)，30s(可設(shè)定)清洗泵，自動(dòng)清洗開(kāi)始，30min后(可設(shè)定)，所有閥門(mén)和泵同時(shí)關(guān)閉。

　　人機(jī)界面其他功能包括高液位關(guān)閉：當(dāng)生產(chǎn)池的液位超過(guò)3米(可設(shè)置)時(shí)，報(bào)警將自動(dòng)停止，只需一個(gè)按鈕。

　　手動(dòng)操作：切換手動(dòng)操作，自動(dòng)操作被屏蔽，所有設(shè)備只能手動(dòng)操作運(yùn)行停止。

　　急停操作：按下急停按鈕,所有設(shè)備都停止工作。

　　F7供水供水電磁閥單獨(dú)打開(kāi)和停止，清洗槽水位超過(guò)1.6米(可設(shè)置)，F(xiàn)7自來(lái)水就會(huì)通過(guò)西門(mén)子plc關(guān)閉電磁閥。

　　二、電氣硬件設(shè)計(jì)

       根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)考察，采用西門(mén)子s7-200smart plc系列。

　　該系統(tǒng)包括1個(gè)供水泵，4個(gè)循環(huán)泵，4個(gè)用于清潔泵的泵，10個(gè)電動(dòng)閥和4個(gè)電磁閥。

　　統(tǒng)計(jì)：

　　有36個(gè)數(shù)字輸入點(diǎn)，即10個(gè)電動(dòng)閥的開(kāi)位和關(guān)位信號(hào)反饋(總共20個(gè))，4個(gè)泵的故障反饋信號(hào)和2個(gè)按鈕信號(hào)(報(bào)警確認(rèn)，緊急停止)。

　　有18個(gè)數(shù)字量輸出控制點(diǎn)點(diǎn)，分別是10個(gè)電動(dòng)閥開(kāi)閉，4個(gè)電磁閥開(kāi)閉，4個(gè)循環(huán)水泵，估計(jì)報(bào)警和報(bào)警指示。

　　有8個(gè)模擬輸入點(diǎn)，分別是循環(huán)流量，濃縮水流量，薄膜入口壓力，薄膜排出壓力，清洗槽液位，納濾槽液位和變頻器頻率反饋。

　　有一個(gè)模擬輸出點(diǎn)，它是變頻器的頻率信號(hào)。

　　根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求計(jì)算出輸入輸出點(diǎn)數(shù)配置PLC：采用SR60cpu,以及配套的DP模塊。

　　三、電氣程序設(shè)計(jì)

　　　西門(mén)子PLC程序根據(jù)過(guò)程的控制要求進(jìn)行編程。

　　為了便于維護(hù)和維護(hù)，每個(gè)功能都需要一個(gè)子程序，然后在主程序中完成子程序調(diào)用。這樣便于參考，非常適合在調(diào)試過(guò)程中單獨(dú)調(diào)試每個(gè)單元功能。

　　子程序和調(diào)用如下：

　　四、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試

　　電氣接線完成后，線路是檢查電氣圖紙。驗(yàn)證后，上電后，下載程序。

　　首先正確測(cè)試每個(gè)輸入信號(hào)，完成硬件和程序匹配。

　　然后點(diǎn)亮每個(gè)輸出點(diǎn)以查看中繼操作是否正確。正確后，電機(jī)關(guān)閉，檢查轉(zhuǎn)向是否正確，并根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)整。

　　在輸入和輸出點(diǎn)校對(duì)后，執(zhí)行每個(gè)功能流程的調(diào)試。

　　調(diào)試場(chǎng)景如圖所示。

 

　　五、總結(jié)

　　目前，污水處理廠使用西門(mén)子plc系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體系統(tǒng)。對(duì)于小型設(shè)備，西門(mén)子s7-200smart plc與DP模塊相結(jié)合提供了一個(gè)很好的答案，因?yàn)檩斎牒洼敵鳇c(diǎn)較少，如何在成本條件下完成控制要求，并且可以納入污水控制網(wǎng)絡(luò)處理廠。該電氣系統(tǒng)能夠處理水廠的處理要求，并且更經(jīng)濟(jì)，適用于小型設(shè)備。