龙岩西门子一级代理商

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LK系列PLC在污水深度处理控制系统中的应用
       导读： PLC控制站一般设于高电磁干扰环境，如提升泵房、鼓风机房等，基于LK系列PLC的控制系统具有较强的电磁兼容性，系统采用各种隔离、抗干扰设计，保证系统能在强电磁干扰环境中稳定运行。

1 引言

大连开发区污水处理一厂于1988年建厂。污水厂分两期实施建成，总设计规模8万m3/d。一期工程设计规模3.5万m3/d，二期工程设计规模4.5万m3/d。一期工程设计出水达到标准。二期工程为升级改造工程，出水执行的排放标准将由原二级标准提高到一级A标准，其主要控制指标可达到“再生水用作工业用水水源的水质标准”以及“景观环境用水的再生水水质标准”的观赏性景观环境用水中的河道类标准。该污水处理厂升级改造控制系统的全套硬件设备及软件由和利时公司提供，系统设计工作由大连市**设计研究院有限公司完成。

2 污水深度处理的工艺升级改造方案

大连开发区污水处理一厂的工艺升级改造方案由五部分组成：一级处理系统、二级处理系统、深度处理系统、污泥处理系统及除臭系统。一级处理系统包括总进水闸门、粗格栅、进水提升泵池、细格栅及曝气沉砂池。

二级处理系统采用改良A2/O生物除磷脱氮处理工艺，并且不设置初沉池，以便提高生物池进水中的碳源。生物反应池采用预缺氧池、厌氧池、缺氧池、好氧池，进水按一定的比例分别进入到厌氧池和缺氧池中，这样即使在进水C/N比较低（2.3～3.0）的条件下，仍不需要外加的碳源就能达到脱氮的效果。在好氧池中填充采用特殊结构的纤毛状生物膜填料，使附着微生物浓度高，这样能同时利用附着在纤毛状生物膜填料上的固定相微生物和浮游流动相微生物，在较短的停留时间（HRT=5～7hr）内去除**物、氮和磷。纤毛状生物膜填料呈直毛状形态，微生物的附着和脱落达到动态平衡，不产生堵塞现象，固定世代繁殖时间长的硝化菌，提高硝化反应速度。附着微生物中吞噬污泥的原生动物（vorticella、aspidisca等）和后生动物（rotaria、collurella等）共存，从而减少污泥量。这样即使在冬季10℃以下的进水温度下，由于附着微生物的水膜现象，仍能有效地同步去除氮和磷。

深度处理系统采用涡旋混凝沉淀+转盘过滤池处理工艺。处理后出水，采用紫外工艺。

污泥处理系统采用离心浓缩脱水一体机对污泥浓缩脱水后，外运填埋。

除臭系统由两座土壤脱臭床组成，分别为粗格栅、进水提升泵池、细格栅间及污泥脱水间服务。同时设置异味除臭机，作为辅助除臭设施。

3 污水深度处理控制系统的设计原则

基于LK系列PLC在污水处理厂升级改造污水深度处理控制系统中应遵循以下设计原则。

（1）可用性和可靠性

系统组件的设计符合真正的工业等级，控制系统能在严格的工业环境下长期、稳定地运行，尽可能降低控制系统故障风险，保能源收益，确保水处理厂7×24小时的不间断供水服务。

PLC控制站一般设于高电磁干扰环境，如提升泵房、鼓风机房等，基于LK系列PLC的控制系统具有较强的电磁兼容性，系统采用各种隔离、抗干扰设计，保证系统能在强电磁干扰环境中稳定运行。

水处理环境可能因遭受污染并加速设备中电子元件的老化，基于LK系列PLC可提供特殊的保护工艺（保护涂层）的模块，提高元件在腐蚀性化学品和腐蚀性环境中的使用寿命，避免意外停机，降低维护成本。

（2）开放性和兼容性

基于标准协议的通讯网络可非常方便地将第三方设备接入，如加药系统、紫外线、及污泥脱水机等，允许大量过程反馈信息传输，支持设备参数访问功能，可提高系统的性能与诊断能力。

该控制系统不仅支持与各种上位软件的通讯，例如iFIX、INTOUCH、组态王、MCGS、力控等，而且支持与主流品牌触摸屏的通讯，例如Pro-Face、HITECH、eView、Weinview、nTou。只要HMI支持标准的通讯协议，都可以很方便的进行连接。

强大的扩展功能可为远期扩容、升级改造预留接口及容量。

基于PLC与GPRS、ZigBee的路灯无线控制系统
      导读： 基于PLC与无线通讯模块相结合的路灯控制方案，采用了组态软件、PLC控制模块、单片机采集模块、GRPS通信模块、ZigBee无线模块等技术，灵活控制路灯的工作状态，为路灯照明系统提供稳定、可靠、的实施方案，不仅大大节约了铺设通信电缆的费用，而且达到了节能的目的。

随着我国经济建设的发展，能源的开发和利用也显得日益紧张起来。3月份以来，我国多地出现淡季“电荒”现象，而电能利用效率低下是导致“电荒”的重要原因之一，在这种情况下，提高电能效率迫在屠睫。而随着城市路网建设的不断发展，路灯数量增多，使得人们对电能节约以及路灯的管理要求也越来越高。采用先进技术节约能源以及提高路灯自动化控制与管理水平，已成为城市照明系统建设的当务之急。

1 路灯照明管理现状

1）照明设施开关灯统一性差，智能化水平低，不具备远程修关灯时间，不能根据实际情况修关灯时间，能源浪费大，增加了财政负担；

2）路灯设备分散，管理人员少，管理困难，不能实时、准确、全面地监控设备运行状况，缺乏灵活的控制手段；3）人工巡检工作量大，效率低，成本高，浪费人力、物力、财力，缺乏有效的故障预警机制。

2 ZigBee简介

ZigBee是一种新兴的短距离、低复杂度、低耗功、低传输速率、的双向无线组网通讯技术。它是一种介于RFID（Radio Frequency Identification，无线射频识别）和蓝牙之间的技术。

3 GPRS简介

GPRS通用分组无线业务是一种新的承载业务，提供了一种、的无线分组数据业务，特别适用于间断的、突发性的和频繁的。GRPS永远在线，接入速度快，用户可随时与无线网络保持连接，可使远程数据采集的效率大幅提高。

4 PLC简介

PLC即可编程控制器，是一种带有指令存储器，数字或模拟输入/输出接口，能够完成逻辑，顺序、定时、等功能，用于控制机器或生产过程的自动控制装置。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。

5 系统工作原理

运用组态软件作为上位机的控制平台，通过GPRS与现场控制器PLC通讯。监控中心软件通过GPRS网络向各个现场控制器发送动作指令，使现场控制器完成各种配置和数据采集工作，并对现场控制器发送上来的数据进行分析和处理。现场控制器通过ZigBee无线通讯设备接收单灯控制器所发送来的信号，进行分析处理并通过GPRS通讯系统向监控中心发送信息，以此来实现对路灯的远程无线控制，如图1所示。

 

6 系统组成

系统由3部分组成：现场控制器、单灯控制器、监控中心。

6.1 现场控制器

由PLC独立控制模块、GPRS通信模块、ZigBee无线通信模块等组成，完成数据采集、控制输出、数据通信、故障报警等功能。现场控制器通过GPRS与照明管理监控中心服务器相连，通过ZigBee无线通信模块与单灯控制器相连，以此实现实时通信6. 2 单灯控制器

每盏路灯都装有单灯控制器，由ZigBee无线通信模块、完成电量采集和模块遥信功能的单片机模块组成。ZigBee无线模块具有网状拓扑结构，这样ZigBee子网就有内置冗余保，如果网络中有节点脱离网络，无法工作，节点数据将自动路由到一个替换节点保系统的可靠、稳定。单灯控制器是路灯监控系统中控制功能的执行部分，控制路灯的状态并监测路灯运行的电流、电压、功率因素等，将这些参数通过无线方式传送到现场控制器，同时接收来自现场控制器的所有控制指令，从而实现远程控制功能，如图3所示。

 

图3 单灯控制器的组成

6. 3 监控中心

监控中心由监控中心软件、GPRS通信模块组成，对整个照明系统进行集中控制。监控中心软件可实现远程监控、采集数据、建立数据库、数据分析等功能，通过GPRS通信模块实时扫描各路灯电量数据和输出状态，也可将监控中心软件发送的各种有效指令发送给现场控制器。遇到报警信息，通过GSM短信方式送至巡检人员手机。

7 监控中心软件介绍

组态软件是用于数据采集和过程控制的**软件，本系统采用组态王作为开发工具，它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发等优点，能充分利用图形编辑功能，为用户提供了友好的可视化界面。

监控中心软件是整个路灯监控系统的控制中心，它负责跟控制现场中的监控终端进行远程通信，对获取的数据进行处理，主要功能如下：

1）查询功能现场控制器将单灯的电压、电流、功率、设备运行状态等参数通过无线信道发送回监控中心，监控中心主机对这些数据进行分析、处理后，以直观的报表或图表形式提供管理，为决策提供准确的依据。

2）控制功能手控与自控相结合，提供灵活、可靠的开关控制功能，通过“设置参数”里的开关灯方案及开关灯时间，下发给现场控制器，让现场控制器按*的方案运行。

3）设置参数监控中心可自动或手动执行全控开关灯，也可控制任一单灯执行开关灯，可随意设置半夜灯或全夜灯模式，并对设置的参数和要求进行保存。

4）报警功能当现场控制器主动报警或检测单灯控制器时发现有故障，监控中心软件发出声光报警信号提醒工作人员，并在画面上显示故障报警位置状况和类型，保存报警的同时以短信息的方式通知现场巡检人员。

5）数据统计与报表统计备采集参数的数据信息，形成报表，便于分析研究，可打印报表。

8 结束语

本系统从路灯控制的具体要求出发，建立了友好的可视化界面，集无线通讯技术、自动化控制技术、监控系统组网于一体，有效的解决了路灯控制的灵活性、实时性、可靠性、经济性等问题，抗干扰力强，通信稳定，上位机给监控终端发出的命令能准确到位。不仅大大节约了铺设通信电缆的费用，更达到了节能能源的目的。