珠海西门子代理商

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  工程概述： 
该工程设计规模为日处理污水50万吨, 主要收集某市区的城市污水及某县较大部分的工业废水和生活污水。该工程由预处理工段、生化处理工段、物化处理工段、污泥堆埋场和公用工程工段组成。
上海西门子工业自动化有限公司负责为某污水处理厂建立全厂自动化控制系统。承接的工程范围包括：硬件供货，系统集成，技术支持,客户培训等。除此之外，还负责高压配电系统的数据采集工作，其中使用了有联网通信功能的西门子智能继电保护器7JS6.

控制对象：
控制现场设备(泵、阀门等)的开、关、停、运转; 电动阀门的开启、关闭;关键设备的连锁;实现污水/稳流格栅池/调节池/提升泵房/厌氧池/中沉池/曝气池/二沉池/凝聚沉淀池/污泥浓缩池/污泥脱水/填埋场整个污水处理过程的生产自动化。

系统配置： 
采用 Siemens公司较先进的 PCS 7 过程控制系统作为全厂的自动化系统硬件平台。整个系统由5套PCS7现场控制器（其中一套为AS417H冗余系统），4台操作员站，1台工程师站组成。在中央控制室，设置一台大型模拟控制屏，通过串行接口由挂接在光纤以太网上的一台s7-400可编程控制器驱动，提供动态显示生产流程实时信息以及全部报警功能。 


系统功能：
·PCS7拥有良好的用户界面及强大的系统功能块库，能大大节省系统编程组态的时间和费用。 
·系统的所有硬件都基于统一的硬件平台, 所有软件也都全部集成在 SIMATIC 程序管理器下, 具有同样统一的软件平台。 
·系统大量采用了新技术, 在网络配置上使用标准的工业以太网和 Profibus 网络。 
PCS 7 过程控制系统了 DCS 和 PLC 控制系统的界限, 真正实现了仪控和电控的一体化。 
·通过冗余的 10 Mbps 光纤环网(工业以太网)相连接,分别将信号传送至中央控制室, 全厂主要机泵等运转设备的开、停和故障信号都将在过程控制系统和中央控制室的大型模拟屏上显示。 
·采用 SIEMENS 高速以太网光纤通信模块 OSM, 大大加强了网络抗电磁干扰的能力, 省去了采用普通双绞线连网所必须考虑的防雷击及过电压保护的措施, 使得控制系统, 风险系数大大降低。 
·自动化系统的现场控制站采用带有带电热插拔特性的 SIMATIC ET200M 分布式输入/输出控制站,允许控制站中的信号模块在系统运行的情况下插拔, 而*停止系统,大大提高了系统的可靠性。 
·系统所有的分布式远程I/O分站和170多套SIPOS 电动执行机构通过PROFIBUS-DP现场总线与系统控制器进行通信，较高通信速率可达12Mbps。 
PROFIBUS-PA使得用一对双绞线即可完成仪表数据上传及供电。 
·系统开放性强，易于连接到企业管理网，可与常见的办公软件进行数据交换，可大幅度地降低工程设计，维护费用  某污水厂是上海市人民**为了改善和治理黄浦江上游水质，满足某地区15万居民生活，进步产业污水处理能力而进行的一个改扩建项目，它属于上海市环境治理重点工程的一部分。该工程除对原某污水处理厂进行改扩建外还包括12平方公里管网及3个泵站的建设，管网总长度达26公里。工程竣工后将达到日处理6.8万立方米污水的能力。西门子产业自动化有限公司（SIAS）通过其强大的技术竞争力和能力，总承了其中的自动化控制系统。

         自动化系统方案
    根据工艺上工作区的划分，系统控制划分了五个站，其中四个站相对于进水泵站、鼓风机房站、污泥区站、离心机房站，另外在加上一个中心监控站。
    在控制方案中采用了SIEMENS SIMATIC S7-300 PLC + PROFIBUS + PC的结构， 共有5个PLC 控制器 、6个上位PC监控站，具体分配是： 
进水泵站 （INLET STATION）：         S7-300 PLC× 1 + PC× 1 
鼓风机站（BLOWERS STATION）：         S7-300 PLC× 1 + PC× 1 
污泥站（SLUDGE STATION）：         S7-300 PLC× 1 + PC× 1 
离心机站（CENTRIFUGE）：         S7-300 PLC× 1 + PC× 1 
中控站（CENTRIAL CONTROL）：          PC× 2 
模拟屏（MIMIC PENAL）：         S7-300 PLC× 1 


     在本系统中每个就地操纵站都配有一台上位监控机，这台上位机不仅能操纵本地站，在一定的授权下还能对其他站进行监视和控制。中控室配有二台上位监控机，他们能同时控制所有四个就地控制站，向其发送命令。这六个上位监控机之间的关系是互为功能备用的，这就是说这六个监控站中只要有一个发生故障，另外的五个监控站通过一定的授权就能代替该站的工作。系统中所有设备的电源均由UPS提供，每个仪表的电源都由开关型端子控制，能独立开关。保证了系统安全性，和调试的方便性。
    系统采用的是SIEMENS的PROFIBUS网络。PROFIBUS是当今欧洲开放型现场总线的标准，他共有三种方式：PFIBUS-FMS, ROFIBUS -DP, PROFIBUS-PA

PLC在水处理控制系统中的应用
     本文以山东沾化炜烨电厂锅炉补给水处理’>水处理控制系统’>控制系统为例，论述了OMRONPLC’>PLC在水处理’>水处理领域的应用。对系统的硬件、软件结构及工作原理进行了说明，并且重点先容了OMRONPLC’>PLC的子程序调用结构和对模拟量信号处理的软件编程及在与人机界面通讯时的编程留意事项。运用表明，该系统能够满足电厂锅炉补给水处理的自动控制要求，并且具有先进、可靠、控制性能好等优点。

主控单元采用C200HEPLC是OMRON公司的中小型PLC产品，方便实现扩展性优良的生产现场；它能进一步增强PC的基本功能，可靠，方便的数据处理进步生产现场工作效率；CX-Programmer是OMRON开发的应用于C200HPLC的编程软件，运行在bbbbbbs2000操纵系统中，在自动化工程各方面具有友好的用户功能。它致力生产现场情报化充实适应bbbbbbs的软件；它的单元品种齐全，对各种各样的机械设备实现较佳控制。

1工艺简介

本例根据原水水质条件、锅炉汽水系统对补给水的水质要求，锅炉补给水处理系统流程为：原水→原水箱→原水泵→热交换器→多介质过滤器→活性炭过滤器→反渗透预脱盐系统→中间水箱→中间水泵→混和离子交换床→除盐水箱→除盐水泵→主厂房。另外包括过滤器反洗系统、混合离子交换床再生系统、加药系统等。

原水箱用于贮存进进本系统的原水，其目的是为了调节进水流量的变化，防止进水波动影响到系统运行，保证系统的进水量及进水水质的稳定。

原水泵是为预处理系统提供充足的原水流量和压力。

热交换器的作用是使进水维持在一定的温度范围之内，以利于保反渗透系统出力的稳定。

多介质过滤器的作用是滤除原水带来的细小颗粒、悬浮物、胶体，**物等杂质，以及经加药后形成的矾花，从而保其出水SDI（污染指数）≤4。

活性炭过滤器的作用是往除水中低分子**物，游离氯，也能较少水中异味，色度和嗅味。

反渗透预脱盐系统利用反渗透膜的特性来除往水中尽大部分可溶性盐分，胶体，**物及微生物。

中间水箱使反渗透产水侧承受较低的压力，避免反渗透膜受到背压而导致不可恢复的损坏，同时缓冲由于后级离子交换系统阀门切换时造成的压力波动，并可通过中间水箱的液位控制反渗透的启、停运行。

中间水泵的作用是为后续水处理系统提供稳定的压力和水量。

混和离子交换床的作用是将反渗透产水中保存的离子进一步往除。

除盐水箱用于贮存本系统的产水，其目的是为了保证锅炉供水水量的稳定。

除盐水泵的作用是为锅炉系统提供稳定的压力和水量。

图1锅炉补给水处理流程

2控制系统’>控制系统配置及说明

2.1总体控制要求及功能

电厂锅炉补给水处理自控系统的要求是对水处理过程进行自动控制和自动调节，使处理后的水质指标达到要求的范围。在公司水处理控制室上位机发出指令时，将当前时刻运行过程中的主要工作参数（水质参数、流量、液位等）、运行状态及一定时间段内的主要工艺过程曲线等信息由现场上传到水处理控制室上位机。

功能如下：

控制：在水处理控制室能对被控设备进行在线实时控制。
显示功能：用图形实时地显示各现场被控设备的运行工况，以及现场的状态参数。
数据治理：依据不同运行参数的变化快慢和重要程度，建立生产历史数据库，存储生产原始数据，供统计分析使用。利用实时数据库和历史数据库中的数据进行比较和分析，得出一些有用的经验参数，有利于优化控制，并把一些必要的参数和结果显示到实时画面和报表中往。
报警功能：当某一模拟量（如流量、电导、水位等）丈量值**过给定范围或某一开关量（如电机启停、阀门开关）发生变位时，可根据不同的需要发出不同等级的报警。另外还可对PLC进行诊断报警。
打印功能：可以实现报表和趋势打印以及各种事件和报警实时打印。

图2锅炉补给水处理控制系统配置

2.2PLC程序结构及实现

2.2.1本工程根据工艺特点，在PLC编程中采用子程序调用的形式，这样不仅程序可读性强，而且缩短PLC程序扫描周期。以反渗透除盐系统控制程序为例，根据工艺要求反渗透除盐系统控制程序包括反渗透装置阀门上位机软手操控制（ROSoftoperation），反渗透除盐系统备用控制（ROStandby），反渗透除盐系统运行控制（RORunning）和反渗透除盐系统冲洗控制（RORinse）。这四种工作状态在同一时刻是一的，我们可将其做成子程序的方式，被反渗透程序（RO）调用。反渗透程序（RO）又和报警程序（Alarm）、泵控制程序（PumpControl）、模拟量处理程序（AD003Setting）、地址转换程序（IOConvert）、液位联锁程序（LevelInterlock）等作为子程序被控制主程序（MainProgram）调用，这样做大大缩短了PLC的扫描时间，而且控制思路清楚，程序可读性强。操纵职员只需在上位机上发出简单的指令如，软手操请求、运行请求、冲洗请求等，控制程序即可按照工艺要求步骤对现场设备进行控制。

图3控制系统部分人机界面


图4PLC程序结构图

对于OMRONPLCC200HE控制器的编程软件CX-Programmer来说，通过简单的指令既可以实现子程序调用。例如：

在控制主程序中写进下面的指令，用来调用“0”号子程序：


在“0”号子程序中的首端写进下面的指令：


在“0”号子程序中的末端写进下面的指令：


这样就完成了主程序对子程序的调用和子程序的返回。

本工程使用的模拟量输进模块是OMRON的AD003，该模块的实际使用通道数和模拟量电信号类型可以通过PLC指令灵活配置。本例中每个模拟量输进模块所包含的8个通道均配置成使用状态，模拟量电信号类型配置成4~20mA。在模拟量处理程序（AD003Setting）中写进的指令如下：


对于OMRONC200HEPLC的模拟量输进模块AD003来说，当来自仪表的4~20mA信号不在4~20mA范围内（低于零点或**出量程）时，AD003模块会将现场模拟量值转换成大于1000（16位的二进制数）的数值，相应在上位机上会显示该模拟量的满量程值。造成显示错误，引起操纵职员误解。为了避免这种现象发生，我们需要在程序中往除**出范围（小于0000(4mA)和大于1000(20mA)）的干扰信号。具体指令如下：


对于OMRONPLC与上位机交换的地址，建议将其放在控制主程序中，转成HR保持数据区格式。

3结语

此控制系统运行系统稳定、可靠。较大地进步了劳动生产率，该系统有效地解决了生产中的很多题目，如减少了生产过程中的突发故障，缩短了生产预备时间和抢修时间，减少了工人的劳动强度，为电厂锅炉补给水处理创造了可观的经济效益和社会效益，达到了节能、降耗的目的。