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一、控制子系統(tǒng)

控制子系統(tǒng)主要用PLC構(gòu)建，主要功能是接收由現(xiàn)場(chǎng)子系統(tǒng)采集的模擬量信號(hào)，對(duì)傳來(lái)的信號(hào)進(jìn)行處理，并與IPC或同級(jí)的控制器進(jìn)行信息數(shù)據(jù)通信，接收管理子系統(tǒng)傳來(lái)的指令，通過(guò)邏輯運(yùn)算和控制電路操控設(shè)備運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

現(xiàn)場(chǎng)子系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)子系統(tǒng)主要包括各類(lèi)傳感器、變送器、執(zhí)行設(shè)備和控制箱等。其中，傳感器負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，變送器負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)所采集的模擬信號(hào)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)字信號(hào)相互轉(zhuǎn)換，并將采集數(shù)據(jù)傳送給管理子系統(tǒng)的IPC，將控制信號(hào)傳給各現(xiàn)場(chǎng)控制站PLC。執(zhí)行設(shè)備負(fù)責(zé)執(zhí)行PLC發(fā)來(lái)的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的直接控制。此外，還包括各種流量計(jì)、電磁液位計(jì)、壓力表等儀表。

二、上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控設(shè)備和監(jiān)控組態(tài)軟件組成。

1．監(jiān)控設(shè)備上位監(jiān)控設(shè)備采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)即IPC。工控機(jī)是能在非常惡劣的環(huán)境下使用，專(zhuān)門(mén)為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，綜合考慮各種因素本系統(tǒng)的上位機(jī)選用研祥IPC－810B型工控機(jī)。

2．組態(tài)軟件監(jiān)控組態(tài)軟件處在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開(kāi)發(fā)環(huán)境，為用戶(hù)提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件通過(guò)I/O驅(qū)動(dòng)程序從現(xiàn)場(chǎng)I/O設(shè)備獲得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工后，一方面以圖形方式直觀地顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上;另一方面按照程序要求和操作人員的指令將控制指令送給I/O設(shè)備，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)施控制或調(diào)整控制參數(shù)。儲(chǔ)存歷史數(shù)據(jù)，并對(duì)歷史數(shù)據(jù)檢索的請(qǐng)求給予響應(yīng)。當(dāng)報(bào)警發(fā)生時(shí)，及時(shí)將報(bào)警以聲音、圖像的方式通知給操作人員，并記錄報(bào)警的歷史信息，以備檢索。根據(jù)控制系統(tǒng)的要求及性?xún)r(jià)比等方面的考慮，本系統(tǒng)使用組態(tài)王7．0作為監(jiān)控組態(tài)軟件。

三、下位機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本控制系統(tǒng)采用PLC作為底層控制單元，考慮到污水處理過(guò)程復(fù)雜，處理工藝地理位置分散，控制點(diǎn)數(shù)多，控制要求高等因素，本控制系統(tǒng)選用西門(mén)子的S7－400PLC。以就近和單元控制為劃分區(qū)域的原則，根據(jù)污水處理各工藝流程位置分布、控制對(duì)象的數(shù)量，在現(xiàn)場(chǎng)分別設(shè)置細(xì)格柵間、配電室、污泥濃縮脫水間三個(gè)PLC控制站。

四、通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用多級(jí)分布式控制，這就要求構(gòu)成控制系統(tǒng)的PLC要有通信及網(wǎng)絡(luò)的功能。PLC網(wǎng)絡(luò)通信就是將數(shù)據(jù)信息通過(guò)適當(dāng)?shù)膫魉吐肪€(xiàn)從一臺(tái)PLC傳送到另一臺(tái)PLC，或在PLC與計(jì)算機(jī)之間交換信息。經(jīng)對(duì)比分析本系統(tǒng)選用工業(yè)以太網(wǎng)作為通信網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)試驗(yàn)測(cè)試通信效果良好。

五、總結(jié)與展望

本文結(jié)合污水處理全過(guò)程控制的實(shí)際情況，采用ipc+plc分布式智能控制系統(tǒng)，對(duì)污水處理各工藝段現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)、參數(shù)、儀表等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，根據(jù)智能決策系統(tǒng)發(fā)出的指令精確控制設(shè)備，提高了污水處理系統(tǒng)的智能化程度，使系統(tǒng)運(yùn)行更加安全穩(wěn)定，降低了能耗和人工，提高了效率和產(chǎn)出，對(duì)實(shí)現(xiàn)污水處理廠(chǎng)運(yùn)行的全智能控制有較高的實(shí)用價(jià)值。

作者：馮嚴(yán)冰單位：常州廣播電視大學(xué)