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關鍵詞：貝加萊PLC、DCS、水處理、組態軟件，B&R
一、 序言
蘇州創博工業自動化有限公司是一家研究、開發、推廣和應用新技術，致力于工業自動化控制技術，專注于研究、開發、系統集成和產品分銷的高新技術企業；蘇州創博工業自動化有限公司是奧地利貝加萊工業自動化有限公司中國合作伙伴和系統集成商，公司代理世界著名品牌貝加萊(B&R)工業自動化產品和系統，包括：DCS、PLC、人機界面、伺服驅動器、伺服電機、分布式I/O、工業軟件等。公司以豐富的項目組織和管理經驗，提供面向水處理、電力、機械、冶金、環保、化工、石油等行業的自動控制工程設計、系統集成、現場施工等全方位的工程技術服務。
二、 系統框圖
根據寧波盈展精密薄板有限公司的實際情況及工藝要求，系統采用當今世界上流行的并成熟的由工作站計算機（IPC）與現場控制器（PLC）結合組成的集散控制系統。該系統的硬件和軟件具有開放性、多層次性、模塊化結構的特點和強大的擴充能力及容錯性。系統由上位機工作站和現場PLC控制站二級組成，以實現集中監測管理和分散控制。這樣克服了集中控制系統危險度集中、可靠性差、不易擴展和控制電纜用量大等缺陷，實現了信息、調度、管理上的集中和功能及控制危險上的分散。當上位工作站計算機出現故障，PLC站能獨立、穩定工作，從根本上提高了系統可靠性。
根據設備安裝位置及工藝流程的要求,電氣系統分上位機和下位機兩大部分，上位機采用研華的工控機，下位機系統分為主控制柜和控制線路柜以及電力負荷開關柜。控制線路柜裝有一臺可編程序控制器用于監控各工藝流程、設備的實時運行情況及狀態，對液位、壓力、流量、水質等工藝參數的采集和顯示以及控制參數的設定。控制線路柜裝有可編程序控制器，用來作為對各點數據的采集并通過Modbus通訊協議與主控室的上位機和可編程控制器通訊，在主控室的上位機PC機通過組態軟件（MCGS）對設備的現場狀況進行顯示，以達到異地控制模式人機互動的效果。
三、系統組成
1、工作站計算機
• 工作站計算機選用臺灣研華(IP610P)工業控制計算機P4 2.8/80G/1G/19”LCD/CP202I。
• 操作系統：中文MICROSOFT WINDOWS/9X、WINDOWS/NT；
• 工控組態軟件：采用國產MCGS工控組態軟件（1024點，開發運行WIN98/NT版）。
• MCGS版工控組態軟件是由用于系統監視、監控和數據采集的工控軟件。它可以運行于WinNT平臺下。MCGS優化了OLE、ODBC和DDE技術，并結合了微軟技術。它提供了面向對象的動畫功能、圖象、開放的數據庫格式和DBF歷史數據儲存，從而改進了傳統MMI功能。
2、PLC控制器
本系統所選現場控制器為奧地利貝加萊工業自動化有限公司(PCC2005）系列可編程計算機控制器，PCC2005控制器有強大的運算及PID計算功能，保證精密計算及高速度控制要求。貝加萊(B&R)是一家總部設在奧地利薩爾堡，專業生產和提供自動化和工業控制設備的跨國公司。她在歐洲、美洲、非洲和亞洲的50多個國家里都設有跨國分部和眾多的合作伙伴。憑借在自動化領域多年的專致投入和豐富經驗及世界的成千上萬的控制系統，B&R因其超越的性能及技術而享譽業界。
四、控制對象描述
1、循環水處理系統
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序號 |
控制對象 |
DI |
DO |
AI |
AO |
Pt100 |
備 注 |
|
1 |
原水電磁閥 |
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
原水泵 |
6 |
3 |
|
|
|
啟動/停止、故障過載 |
|
3 |
絮凝劑泵 |
2 |
2 |
|
|
|
啟停開關 |
|
4 |
旁流過濾器流量 |
|
|
1 |
|
|
4-20mA輸入 |
|
5 |
旁流過濾泵 |
4 |
2 |
|
|
|
啟動/停止、故障過載 |
|
6 |
再生泵 |
2 |
2 |
|
|
|
啟停開關 |
|
7 |
旁流回水調節閥 |
|
|
|
1 |
|
輸出4-20mA/0-10V |
|
8 |
柴油泵 |
2 |
1 |
|
|
|
啟動/停止、故障過載 |
|
9 |
冷卻塔風機 |
8 |
4 |
|
|
|
啟動/停止、故障過載 |
|
10 |
循環泵
|
18
|
8 |
|
|
|
1. 兩臺變頻器各接1臺電機
2. 備用軟啟接1臺電機
3. 最后1臺軟啟用于切換電機
IN:
變頻器:啟動停止/故障過載 *2=4
軟啟器:啟動停止/故障過載 *2=4
泵:運行/過載 *5 =10 |
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11 |
出水流量調節閥 |
|
|
|
1 |
|
輸出4-20mA/0-10V |
|
12 |
砂進水壓力 |
|
|
2 |
|
|
4-20mA輸入 |
|
13 |
砂進水流量 |
|
|
2 |
|
|
4-20mA輸入 |
|
14 |
冷水池液位 |
3 |
|
|
|
|
3點式液位計 |
|
15 |
出水口壓力 |
|
|
1 |
|
|
4-20mA輸入 |
|
16 |
出水口流量 |
|
|
1 |
|
|
4-20mA輸入 |
|
17 |
出水溫度 |
|
|
1 |
|
|
4-20mA輸入 |
|
合計 |
|
45 |
23 |
8 |
2 |
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2、脫鹽水處理系統
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序號 |
控制對象 |
DI |
DO |
AI |
AO |
PT100 |
備 注 |
|
|
原水電磁閥 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
熱交換器 |
|
|
|
1 |
|
熱交換器運行狀態 |
|
|
原水泵 |
6 |
3 |
|
|
|
運行停止、故障過載 |
|
|
高壓泵 |
4 |
2 |
|
|
|
運行停止、故障過載 |
|
|
增壓泵 |
6 |
3 |
|
|
|
運行停止、故障過載 |
|
|
純水泵 |
6 |
3 |
|
|
|
運行停止、故障過載 |
|
|
清洗泵 |
2 |
1 |
|
|
|
運行狀態、故障過載 |
|
|
酸泵 |
2 |
1 |
|
|
|
運行停止、故障過載 |
|
|
堿泵 |
2 |
1 |
|
|
|
運行停止、故障過載 |
|
|
絮凝劑泵 |
4 |
2 |
|
|
|
絮凝劑泵運行、故障過載 |
|
|
阻垢劑泵 |
4 |
2 |
|
|
|
阻垢劑泵運行、故障過載 |
|
|
濃水排放閥 |
|
2 |
|
|
|
定時排放閥 |
|
|
絮凝劑低液位開關 |
2 |
|
|
|
|
低液位報警開關 |
|
|
阻垢劑低液位開關 |
2 |
|
|
|
|
低液位報警開關 |
|
|
高壓泵高壓、低壓報警 |
2 |
|
|
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|
動圈式接點報警 |
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|
混床高壓報警 |
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|
|
|
|
|
|
報警 |
|
1 |
|
|
|
|
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|
原水箱液位 |
|
|
1 |
|
|
4-20mA 輸入 |
|
|
脫氣塔液位 |
|
|
1 |
|
|
4-20mA 輸入 |
|
|
純水箱液位 |
|
|
1 |
|
|
4-20mA 輸入 |
|
|
砂進水壓力 |
|
|
2 |
|
|
4-20mA 輸入 |
|
|
高壓泵出口壓力 |
|
|
2 |
|
|
4-20mA 輸入 |
|
|
增壓泵出口壓力 |
|
|
2 |
|
|
4-20mA 輸入 |
|
|
純水泵出口壓力 |
|
|
1 |
|
|
4-20mA 輸入 |
|
|
砂進水流量 |
|
|
2 |
|
|
4-20mA 輸入 |
|
|
淡水流量 |
|
|
2 |
|
|
4-20mA 輸入 |
|
|
增壓泵出口流量 |
|
|
2 |
|
|
4-20mA 輸入 |
|
|
純水泵出口流量 |
|
|
1 |
|
|
4-20mA 輸入 |
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|
熱次換器溫度 |
|
|
1 |
|
|
Pt100 |
|
|
電導儀 |
|
|
2 |
|
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電導4-20mA輸入 |
|
|
電阻儀 |
|
|
2 |
|
|
電阻儀4-20mA 輸入 |
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合計 |
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42 |
22 |
22 |
1 |
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五、控制功能描述
控制方式分為自動、手動和停止三種；
手動操作方式下，可以通過現場的各個泵的控制按鈕對整個水處理系統的各個單體設備進行打開、停止等操作。
自動操作方式下:
循環水處理系統控制功能：
1、 控制系統由計算機工作站IPC和PLC控制站組成
2、 PLC控制站采用高性能的B&R公司的PCC2005系列CP676作為主CPU，計算機工作站與PLC采用RS485方式組成工業通訊網絡，進行數據采集和交換，用戶可在計算機工作站進行上觀察現場設備的狀態和數據，同時對PLC主控站進行參數設置和運行模式選擇。
3、 PID調節
A. 回水流量具有PID調節功能,參考量為循環水出水流量
B. 旁流流量具有PID調節功能,參考量為旁流泵的出水流量
C. 變頻器A/B都可以實現與出水壓力的PID自動調節
4、 原水泵：手動開關,具有過載熱保功能
5、 原水電磁閥：與原水泵同步，只要有一只原水泵打開，原水電磁閥自動打開，同樣原水泵全部關閉時，電磁閥關閉。
6、 柴油泵：在系統故障失電的情況下，6秒內柴油泵自動啟動(系統設計)。
7、 循環泵C/D：采用一個軟啟動進行切換,不可以同時啟動,必須先啟動一臺并正常運轉后10S,再啟動另一臺循環泵。
8、 冷卻塔風機：手動開關，具有過載熱保功能。
9、 旁流泵：手動開關，具有過載熱保功能。
10、壓力的監測：在原水泵出口/出水口進行出水壓力的監測，并設定報警限定值；
11、流量的控制：在原水泵出口/出水口進行出水流量的監測，并設定報警限定值；
12、所有的設備均有現場手動與計算機工作站點動開啟功能。
13、所有泵的運行狀態、開停反饋、故障信息均回饋到計算機工作。
脫鹽水處理系統功能：
1、 控制系統由計算機工作站IPC和PLC控制站組成
2、 PLC控制站采用高性能的B&R公司的PCC-2005系列CP476作為主CPU，計算機工作站與PLC采用RS485方式組成工業通訊網絡，進行數據采集和交換，用戶可在計算機工作站進行上觀察現場設備的狀態和數據，同時對PLC主控站進行參數設置和運行模式選擇。
3、 所有的設備均有現場手動與計算機工作站遠控開啟功能
4、 所有的泵都具有過載保護功能
5、 液位/流量/壓力/溫度/電導率等都可設定量程，并可設定相應的上/下限報警值
6、 濃水排放閥在系統開動的條件下，可設定工作在定時排污方式，另外也可選擇人工干預方式。
7、 出水流量具有累計/清0/初始值初定等功能。
8、 高壓泵高壓/低壓報警，當條件成立5秒時，將高壓泵/原水泵關閉并恢復到手動狀態，報警。
9、 混床高壓報警，當條件成立5秒時，將增壓泵關閉并恢復到手動狀態，報警。
10、純水泵出口高壓時（極限參數可設定），5秒后，將純水泵全部關閉，并報警。
11、部分控制功能：（參數可設定，=0時關閉此功能）
后記 本文系作者自行創作，如有轉載或摘轉，請注明引用或預先聯系本人0512-67547301 67547305 13606130995 蘇州創博工業自動化有限公司(2007年12月20日)
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