第4期.儀器與儀表.l5VersaMax PLC在污水處理中的應用陳繼明'，張智芳(1.石油大學,山東東營257061;2. 勝利石油學校,山東東營257098)摘要:文中介紹了污水處理的工藝流程及控制要求，并針對該要求設(shè)計了控制系統(tǒng)。系統(tǒng)采用PL.C:作為控制中心。文中對該系統(tǒng)的功能硬件配置和軟件編寫進行了討論,詳細分析了各I/O模塊的功能.并給出了流程框圖。該系統(tǒng)具有較好的通用性和擴展性,并已成功的運用在實際生產(chǎn)中。關(guān)鍵詞:PLC;污水處理;硬件配制;軟件設(shè)計中圖分類號:TP274文獻標識碼:A文章編號 :1002 - 1841(2003)04 - 0015-02Application of VersaMax PLC in Sewage DisposalChen Jiming' , Zhang Zhifang'(1 The Prrleumn Unversiry. ShanDong [ongying 257061;2. Shcngli Petroleum school. ShanDong Dongying 257098)Alstract:This paper introduces technological process of sewage disposul and require of control.We design the controlsystemThis systerm use PLC for control center. This paper discussed the system function. hardware arangemnent and soft .ware consistence. It has analyzed the function of every 1/() module and presented the progran chart. This system is univer.sal and easy to expand. This design has scessfully applied in real production.Key Words: PLC ;Sewage Disposal;Hardware Arrangement ;Software Consisting1問題的提出(2)實時監(jiān)測各泵的運行狀態(tài)(啟、停、故障);勝利油田某聯(lián)合站污水處理系統(tǒng)建于70年代,主(3)次、二次沉降罐定時收油,定時排泥;要工藝是對含油污水進行分離,除去污油和污泥，經(jīng)過(4)濾罐定時反沖洗;濾后送注水站。運行至今,設(shè)備出現(xiàn)不同程度的老化，(5)外輸緩沖罐液位極低連鎖停外輸泵;部分匕損壞.許多管線已出現(xiàn)局部穿孔現(xiàn)象,需要對全(6)污泥濃縮罐液位極高禁止各罐排泥;站進行大修。另外,該站自建成以來，一直無自動控制(7)天然氣密閉壓力極低報瞥;系統(tǒng),生產(chǎn)全部依靠手工操作,勞動強度高。所有的儀(8)根據(jù)來水流量自動調(diào)整加藥量;表均為現(xiàn)場就地顯示.大罐液位還一直沿用老式的鋼(9)多種運行模式選擇,有自動、手動、半自動3種繩浮球式指針顯示，測量精度低。針對此現(xiàn)狀，我們承模式;擔了全站的污水處理自控系統(tǒng)的設(shè)計工作。(10)系統(tǒng)具有聯(lián)網(wǎng)功能,可通過廠級網(wǎng)實現(xiàn)對全2工藝流程及測控要求站生產(chǎn)過程的監(jiān)測。2.1工藝流程3系統(tǒng)的軟、 硬件構(gòu)成含油污水首先進入- -次沉降罐,在重力的作用下，3.1硬件構(gòu)成污油、污水、污泥自然分離,污油從大罐的9m溢流口系統(tǒng)采用兩級管理方式:上位機采用工業(yè)挖制機,排入污油池;污泥由罐底的4個排泥閥控制定時排走;完成系統(tǒng)的組態(tài)、流保顯示、數(shù)據(jù)存儲、報表打印等功污水進入二次沉降罐、其工藝與一次罐完全相同。為能。 下位機是VersaMax PLC,完成現(xiàn)場參數(shù)的采集與加速油水的分離,在污水入口處按一定比例加入微量控制功能。的化學藥品。兩罐排出的污泥進入污泥濃縮罐,由污VersaMax是GE Fanuc Automation公司推出的新泥濃縮泵打入過濾篩,濾去水分,變成干泥運走。污油-代控制系統(tǒng),具有結(jié)構(gòu)緊湊、通用性強、配制靈活等池的原油經(jīng)污油泵外輸至原油處理裝置再加工,污水特點。 它既可以作為單獨的PLC控制機.又可以作為進入外輸緩沖罐準備外輸。為保證水質(zhì),新上5套濾1/O子站,通過現(xiàn)場總線受控于其它主掠設(shè)備,還可以罐,進行外輸前的最后-一道過濾處理。為使濾縩保持構(gòu)成由 多臺PIC組成的分布式大型控制系統(tǒng)。較好的過濾效果,需定期用清水進行反沖洗。另外,各VersaMax由6個基本單元組成:罐都使用天然氣作密閉氣體,污水與氧氣分離,減少對(1)CPU模塊用來執(zhí)行 用戶程序,直接控制I/O罐體和曾道的腐蝕作用。模塊或與其它PLC通訊;2.2測控要求(2)NIU模塊提 供從站通訊協(xié)議、將1/O模塊(1)監(jiān)測各罐液位,高低限報瞥;和主機通過現(xiàn)場總線連接起來;收桶口期:2002.11 23收修改稿日期:2003 02-10中國煤化工MHCNMHG儀表技術(shù)與傳感器2003年6(3)1/O模塊包括開關(guān)量 、模擬量、熱電阻、熱電3.2軟件編寫偶、高速計數(shù)等模塊。下位機采用VersaPro編程軟件開發(fā),它是供了-.(4)1/O底座支持 所有的1/O模塊的安裝，內(nèi)含個單- -編程接口,用于組態(tài)PLC硬件,創(chuàng)建和編輯總線灑訊和現(xiàn)場接線端子。PL.C邏輯并監(jiān)視plC的執(zhí)行。軟件由主程序和多個(5)通訊模塊提供 PLC與其它設(shè)備的通訊,包子程序組成,分別完成子程序的調(diào)用、系統(tǒng)初始化、通括Cienius.DeviceNet(主)、ProfibusDP(從)。訊、報警輸出等功能。為保證生產(chǎn)的安全進行，在設(shè)計(6)電源模塊通過背 板總線向各模塊供電,可根時著重考慮PIC故障時，各工藝閥門、泵的運行狀態(tài)據(jù)需要選配一個或多個。(如排泥閥全關(guān))。木系統(tǒng)的硬件構(gòu)成如圖1所示:上位機安裝工業(yè)組態(tài)軟件,根據(jù)現(xiàn)場各裝置實際位置畫出仿真界面,動態(tài)顯示液位的高低、流冠的大[和印機]C工控機顯示器]RS232小、閥門的開度、泵的狀態(tài)等參數(shù),直觀清晰。系統(tǒng)設(shè)PC計有工程師、操作員、觀察3個權(quán)限級別,工程師擁有最高的級別，可修改PLD參數(shù)、增減用戶個數(shù)、調(diào)整重預擬輸閃模擬輸出] [數(shù)字輸入][教字輸曲要工藝參數(shù)(如定時排泥時間)等。全系統(tǒng)共有5幅畫面,包括總流程圖、罐區(qū)、過濾系統(tǒng)、外輸、污泥回收。間外「加「系][習「排]「收]報|由于PLC具有較高的可靠性和相對豐富的挖制然行動姆泥紫指令,現(xiàn)場所有的控制均由PLC獨立完成,如連鎖停波|泵、超限報警等?？刂茀?shù)的輸入在上.位機由操作人U員輸入,如液位的上下限、定時排泥時間等。這些參數(shù)圖1 系統(tǒng)總框圖保存在PLC的掉電保存寄存器中,當上位機故障或關(guān)(1)模擬址輸入:包括各罐的液位、污水流量、天然閉時系統(tǒng)仍能正常工作,最大限度的保證了系統(tǒng)的穩(wěn)氣瓜力等參數(shù),A/D轉(zhuǎn)換精度為16位。定性、可靠性。(2)模擬:量輸出:通過變頻器對外輸泵和加藥泵進4結(jié)束語行控制.使外輸流量保持恒定并使加藥量與來水保持污水處理采用PLC控制,不僅簡化了系統(tǒng),提高.定的比例關(guān)系。了可靠性,還大大提高了工人的操作效率。通過計算(3)數(shù)字量輸入:主要包括各泵的運行狀態(tài)，另外機可方便的根據(jù)來水特性修政各種工藝參數(shù),全站的根據(jù)現(xiàn)場要求,設(shè)置手/自動切換功能,系統(tǒng)投運或出運行狀態(tài)可全部看到,提高了自動化水平,方便了設(shè)備現(xiàn)特殊情況時，采用手動控制。的操作和維護。通過運行表明該系統(tǒng)通用性好,擴展(4)數(shù)字鹽輸出:主要控制排泥閥和收油閥的開性高,完全達到了當初的設(shè)計要求。本系統(tǒng)的順利運關(guān)。當檢測到非正常狀態(tài)(如被位過高)時,輸出報瞥行 對油田老站改造具有指導性意義。信號驅(qū)動相應的指示燈顯示。.(t:接第14頁)5結(jié)論整機實驗時在圖8裝置中的直流電流源與電一氣該膜片式電-氣轉(zhuǎn)換器在變換原理上采用全閉環(huán)轉(zhuǎn)換部件之間接入控制電路,此時上述滯后以及曲線磁路包容噴嘴/擋板結(jié)構(gòu)和小慣量復合膜片.響應速度的非線性由精密壓力傳感器和閉環(huán)控制電路進行實時快、變換效率高、變換路徑短,抗沖擊與屏蔽性好;控制線性糾E,整機實驗達到良好的性能。具體指標如下:方式上采用閉環(huán)無差自動控制與自動補償技術(shù)，變換(1)輸入電流4~ 20 mA.DC;精度高;結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)模塊化與插件化.即插即用,便于(2)輸出壓力0. 020~0.100 MPa;安裝維修。是一種高性能指標的電一氣轉(zhuǎn)換器,具有(3)氣源壓力0. 140土10% MPa; .廣闊的應用前景。目前該電-氣轉(zhuǎn)換器已通過鞍山市(4)氣源壓力變化影響≤1.0%;科委的技術(shù)鑒定和產(chǎn)品鑒定。(5)基本誤差≤+1.0%;參考文獻(6)回差≤1.0%;[1] Foxboro, New positioners lor poceses plants[J]. World Pump. 2001.(7)死區(qū)≤0.4%;419(8):8.[2] 羅四維.傳感器應用電路詳解.北京:電子工業(yè)出版杜, 1993: 189(8)階躍響應時間≤4s;- 213.(9)重復性≤0.5%.[3] LIU G P, DALEY s. Optimal - tuning PID control for indusrial sys-中國煤化工00111185 -1194.HCNMHG