第25卷第16期甘肅科技V0l.25 No. 162009年8月.Gansu Science and TechnologyAug.2009OMRON產(chǎn)品在污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用侯永康',馮磊',劉春波’(1.江南計(jì)算技術(shù)研究所,江蘇無(wú)錫214083;2.江南大學(xué)自動(dòng)化研究所,江蘇無(wú)錫214083)摘要:介紹了一套污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。首先,介紹了污水處理工藝流程;其次,介紹了污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)硬軟件相關(guān)的設(shè)計(jì)。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明,該系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)實(shí)用,具有良好的社會(huì)效益。關(guān)鍵詞:污水處理系統(tǒng);歐姆龍;PLC;觸撲屏中圖分類(lèi)號(hào): :S165.2 TP334.7隨著我國(guó)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,各種污染源在嚴(yán)的指標(biāo)達(dá)到業(yè)主提出的標(biāo)準(zhǔn)和要求。選擇這樣一套重地影響著人們地生存環(huán)境,使不少地區(qū)水環(huán)境惡廢水處理工藝流程,具有處理效果好、工程投資合化，因而環(huán)境保護(hù)在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中顯得越來(lái)越重要。理能耗和運(yùn)行成本低、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單方便的特點(diǎn)。針對(duì)這一現(xiàn)象,恰逢計(jì)算機(jī)技術(shù)和我國(guó)污水處理工2控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)[3-6]程迅速發(fā)展,利用先進(jìn)的控制技術(shù)和設(shè)備對(duì)污水處理過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控顯然非常必要。本文介紹了在某污控制系統(tǒng)充分應(yīng)用了網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì),將多種成熟水處理項(xiàng)目中,應(yīng)用OMRON的相關(guān)自動(dòng)化產(chǎn)品設(shè)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合在-起,這樣對(duì)系統(tǒng)即可以現(xiàn)場(chǎng)操計(jì)完成的一套污水處理系統(tǒng)。此系統(tǒng)較好地解決了作，也可以方便的進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控,如圖2所示。以往污水處理系統(tǒng)中存在的自動(dòng)化程度低、可靠性維作站兼工程師aPC公司管PC低、大時(shí)滯性等問(wèn)題,是一套先進(jìn)、可靠、操作簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)。1污水處理工藝流程ETHERNET- Dentear -0F0F0=0-日1HMI中央控制CS1BH網(wǎng)機(jī)房CPM2A的配機(jī)房CPMIA目0--840日?qǐng)D2控制系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)圖圖1污水處理工藝流程圉系統(tǒng)中用到了DeviceNet 網(wǎng)絡(luò)。DeviceNet 網(wǎng)是污水處理的工藝的主要流程圖如圖1所示。污一-種基于CAN(控制器局域網(wǎng))技術(shù)的開(kāi)放型、低成水處理系統(tǒng)的進(jìn)水主要為工廠(chǎng)排放的兩股生產(chǎn)污本、高性能的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò),主要用于PLC采集和水,分別為透析廢水和沖洗廢水。其中,沖洗廢水污控制遠(yuǎn)程模塊,能連接所有符合DeviceNet通信協(xié)議染物濃度較低,透析廢水的污染物濃度較高,為高濃的設(shè)備。在DeviceNet網(wǎng)中可直接連接到DeviceNet度的有機(jī)廢水。廢水處理工藝的選擇主要取決于原從站、模擬量單元、模擬量I0終端、遠(yuǎn)程V0終端水水質(zhì)特性和對(duì)處理后出水的排放要求”。在選和V0鏈接單元等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,并可將信息發(fā)送到上擇處理工藝時(shí),廢水中所含主要污染物的特性起著層控制站。本系統(tǒng)中用安裝有DeviceNet主站通信十分重要的作用。根據(jù)廢水水質(zhì)的特點(diǎn)以及國(guó)內(nèi)外模塊CS1W-DRM21的CS1H-H中型機(jī)作為Devi-對(duì)該類(lèi)廢水的工程實(shí)踐選擇技術(shù)先進(jìn)、成熟、可靠的ceNet.主站由2臺(tái)CPM2A小刑機(jī)作為DeviceNet從“厭氧+好氧”生物處理工藝作為該工程的主處理站,從中國(guó)煤化工。網(wǎng)絡(luò)的主干線(xiàn)和從:TYHCNMHG來(lái)實(shí)現(xiàn)的。設(shè)置工藝”。在主處理工藝后,增加一個(gè)混凝氣浮的物DeviceNet網(wǎng)絡(luò)主站通訊模塊DRM21的單元號(hào)為2,化處理單元,主要目的是化學(xué)除磷，確保排放廢水磷8甘肅科技第25卷節(jié)點(diǎn)號(hào)為4,波特率為125kbit/s。分別設(shè)置其從站標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào),單通道隔離,1/400分辨率,采集處連接的通訊模塊DRT21的節(jié)點(diǎn)號(hào)為2/6,波特率均理速度為2.5ms/M A X/點(diǎn)。模擬量輸出模塊:為125kbits。在系統(tǒng)連接和模塊設(shè)置后,即可在C200H- DA001該模塊為2路輸出,輸出為4 ~DeviceNet網(wǎng)絡(luò)內(nèi)實(shí)現(xiàn)主從通信。在主站CS1H上20mA標(biāo)準(zhǔn)模擬量信號(hào)。熱電偶單元選用了CSIW運(yùn)行CX - Integrator網(wǎng)絡(luò)配置軟件,在CPU單元的- PTS51 ,該模塊為4路溫度傳感器單元,可接S型、I/0存儲(chǔ)區(qū)中為每個(gè)從單元固定分配地址,實(shí)現(xiàn)從K型或J型熱電偶。通訊模塊中DEVICENET主站單元和主單元CPU之間周期性地自動(dòng)傳送V0數(shù)的通 訊模塊為CS1W - DRM21DeviceNet從站的通據(jù),從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程V0通信。訊模塊為DRT21。控制總站的PLC采用目前OMRON公司最新產(chǎn)本工程選用了9臺(tái)日本橫河公司產(chǎn)的電磁流量品CS1機(jī)型。CS1機(jī)型有以下特點(diǎn):高速RISC的計(jì)。 UASB 進(jìn)水及回水管路、A2/0內(nèi)外回流管路選CPU(32位) ,程序容量:60K,數(shù)據(jù)容量:128K,程序用了8臺(tái)電磁流量計(jì)、在總出水口選用了1臺(tái)超聲存儲(chǔ)器帶保護(hù)開(kāi)關(guān),鋰電池保護(hù)程序,快閃存儲(chǔ)保護(hù)波流量計(jì),用于檢測(cè)污水的流量。在HMI上,可分?jǐn)?shù)據(jù);最大10點(diǎn)數(shù):5120點(diǎn)(不包括內(nèi)部繼電器別顯示其瞬時(shí)流量。選用了3臺(tái)梅特勒的在線(xiàn)pH位).電源電壓范圍:85 ~ 132VAC或170 ~ 264VAC;計(jì)。對(duì)UASB進(jìn)水pH進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)控,將pH計(jì)的模基本指令處理速度:≤0.04μs;特殊指令處理速度:擬信號(hào)輸人到PLC,再由PLC來(lái)控制酸、堿計(jì)量泵≤0.12μs;CPU帶RS - 232C(可達(dá)115. 2kbps)端的運(yùn)轉(zhuǎn),動(dòng)態(tài)地調(diào)整廢水的pH值,直至達(dá)到工藝的口,通過(guò)串行通信設(shè)備,每套PLC上最多能提供34要求。對(duì)UASB出水的pH進(jìn)行在線(xiàn)顯示。選用了個(gè)(RS - 232/422/485)通信口,通信速率可達(dá)- -只上海儀表廠(chǎng)的熱電阻。對(duì)UASB進(jìn)水的溫度進(jìn)38. 4kbps ,用于連接現(xiàn)場(chǎng)儀表、外圍通信設(shè)備和觸摸行在線(xiàn)測(cè)量,將熱電阻的模擬信號(hào)輸入到PLC,再由屏(PT) ,對(duì)于每個(gè)串行通信口,具備自定義協(xié)議的PLC來(lái)控制蒸汽調(diào)節(jié)閥的開(kāi)啟度,動(dòng)態(tài)調(diào)整廢水的通訊功能-協(xié)議宏功能( Protocol Macro) ,能與非本溫度,直至達(dá)到工藝要求。選用了3臺(tái)梅特勒的在公司產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,便于和現(xiàn)場(chǎng)智能儀表相連;線(xiàn)溶解氧儀。對(duì)好氧池的溶解氧進(jìn)行在線(xiàn)測(cè)量,將支持E_mail功能，能以事件觸發(fā)、定時(shí)觸發(fā)及故障溶氧儀的模擬信號(hào)輸人到PLC,在上位機(jī)上顯示。觸發(fā)方式由PLC向上位機(jī)發(fā)送電子郵件;具有電源選用了1臺(tái)沼氣壓力探測(cè)儀及火焰探測(cè)儀。對(duì)沼氣出錯(cuò)履歷、電源中斷時(shí)間壓棧、電源中斷計(jì)數(shù)等電源燃燒系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)控，達(dá)到自動(dòng)燃燒的工藝要維護(hù)功能;支持以太網(wǎng)( Ethermet)、控制網(wǎng)( Contollr求。 選用3套在線(xiàn)液位計(jì)檢測(cè)事故池、綜合廢水調(diào)Link)、設(shè)備網(wǎng)(Device Net) ,并支持多網(wǎng)配置;使用節(jié) 池、污泥貯池的液位,控制水泵的啟停。最新的編程軟件CX- P和仿真軟件CX - Simulator可以實(shí)現(xiàn)離線(xiàn)模擬仿真調(diào)試。3控制 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)觸摸屏選用的是NT631C。觸摸屏NT63IC特性在整個(gè)的控制系統(tǒng)中,自動(dòng)控制部分主要有調(diào)如下:全中文軟件界面,硬件自帶中文漢字庫(kù);顯示節(jié)池pH、溫度、液位的自動(dòng)控制;事故池的液位控器件:彩色.有效顯示區(qū)域:;顯示分辨率:640x480制;還有UASB部分、-級(jí)A20處理池、二級(jí)A20處點(diǎn)畫(huà)面數(shù)量:≥3000.通訊接口: RS -422AVRS -理池等的一些流量控制。 監(jiān)測(cè)參量部分有各個(gè)池的485口,RS-232C口,打印機(jī)口.電源電壓范圍:液位、溫度、PH值以及管道的流量值。限于篇幅,下DC20.4V~DC26.4V.采用32位RISC芯片;運(yùn)行壽.面以調(diào)節(jié)池的液位控制為例說(shuō)明具體的程序設(shè)計(jì)過(guò)命:≥25000h。程,控制流程圖,如圖3所示。電源單元選用C200HW - PA209R,電壓范圍:本工藝的進(jìn)水部分有一個(gè)綜合調(diào)節(jié)池T1 ,它是85 ~ 132VAC或170 - VAC, 50/60Hz。數(shù)字量輸入.廢水進(jìn)入生化反應(yīng)前的最重要的一道處理工序,在模塊選用了C200H - ID217該模塊為64點(diǎn);C200H這里面進(jìn)行溫度、pH調(diào)節(jié)以及水池的水位的調(diào)節(jié)。- ID216 ,該模塊為32點(diǎn),電源是DC24V,最耗電流有事故池、沖洗廢水、透析廢水向綜合調(diào)節(jié)池排放。為7mA。開(kāi)關(guān)量輸出模塊:C200 - 0C225該模塊.”中國(guó)煤化工-定的水位，而且為16點(diǎn)輸出模塊,輸出最大電2A。模擬量輸入模也不三節(jié)池中設(shè)置了水塊選用C200H - AD0O3 ,該模塊為8通道輸入模塊，位自:0HCN M H G通過(guò)超聲波液位輸人信號(hào)為4 ~20mA、1 ~5V、0~10V、-10 ~ 10V儀采集標(biāo)準(zhǔn)的 4 ~ 20mA的信號(hào)送到PLC的模擬量第16期侯永康等:OMRON產(chǎn)品在污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用19<內(nèi)離于設(shè)定兼位.是50秒內(nèi)蒙否聚AB兩聚自動(dòng)兩次以于都有故障僅警確認(rèn)?開(kāi)最人處于自多》 <遵升票B處于且發(fā)客聚A運(yùn)行是聚B運(yùn)行。 票A啟動(dòng)?泵B啟動(dòng)7大票B報(bào)警是是菜A報(bào)警泵日故障7至A故障?報(bào)警確認(rèn)重A上次府分是重目上飲身目 L是10秒以期是10秒以助聚A延時(shí)10豪B延遲10聚A延遲10系B延時(shí)10形啟動(dòng)秒啟動(dòng)| 蒙A運(yùn)行圖3泵AVB泵的控制流程圖輸入模塊,再在PLC內(nèi)部和通過(guò)上位機(jī)設(shè)定的液位件先進(jìn)的控制系統(tǒng)軟件、先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)技術(shù)。本值進(jìn)行比較,當(dāng)超過(guò)設(shè)定水位,A或者B必須有一臺(tái)控制系統(tǒng)具有先進(jìn)、可靠、可利用性高、實(shí)時(shí)性好、操泵啟動(dòng)。作簡(jiǎn)單、控制品質(zhì)高、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)檢測(cè)，綜合調(diào)節(jié)池中有兩臺(tái)提升泵A和B,之間是互實(shí)際運(yùn)行達(dá)到了環(huán)保部門(mén)要求的市政管網(wǎng)排放標(biāo)為備用,一般的互為備用是當(dāng)其中- -臺(tái)泵發(fā)生故障準(zhǔn),體現(xiàn)了良好的社會(huì)效益。的時(shí)候,另外--臺(tái)泵自動(dòng)啟動(dòng)。在前面的那種設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn):情況下，當(dāng)主備泵都出現(xiàn)故障的時(shí)候,那樣會(huì)出現(xiàn)兩[1]何世鈞,王化祥 ,等.城市污水處理系統(tǒng)溶解氧的控制臺(tái)泵來(lái)回切換的情況,這樣也使的接觸器也在- -直[J].化工儀表及自動(dòng)化,2003 ,30(1) :36 38.的吸放的過(guò)程,這樣會(huì)損壞接觸器甚至使電氣的故[2]杜樹(shù)新 污水生化處理過(guò)程建模與控制[J].控制理論障進(jìn)-一步的加大。在這個(gè)項(xiàng)目中這個(gè)地方設(shè)計(jì)進(jìn)行與應(yīng)用,2002 ,19(5) :660 665.了一些改進(jìn),如果在30s內(nèi),兩臺(tái)泵如果啟停動(dòng)作超[3] OMRON. OMRON CS1系列操作手冊(cè)(英文).日本過(guò)2次,這個(gè)時(shí)候?qū)a(chǎn)生一個(gè)不同于普通的一臺(tái)提OMRON公司出版,1999,2.升泵故障的報(bào)警信號(hào),這個(gè)時(shí)候必須在消除了這個(gè)[4] OMRON. OMRON CS1選型樣本(中文)中國(guó)OMRON公司出版,2004,7. .報(bào)警信號(hào)后,水泵才能啟動(dòng)。[5] 0mron Corporation. DeviceNet Operation Manual[Z].Shanghai; :OMRON ,2003.4結(jié)語(yǔ))mron Corporation. Controller Link Operation Manual污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng),利用了當(dāng)前先進(jìn)的硬[Z]. Shanchai: OMRON .2003.中國(guó)煤化工TYHCNMHG