污水處理系統架構設計分析論文

　　摘要：本文提出了一種基于PLC工業網絡的污水處理系統的架構設計，詳細介紹了該系統的結構框架、系統選型、傳輸系統及使用協議，該方案具有較高的可靠性，性價比高，對相關工程項目有一定參考價值。

　　關鍵詞：PROFIBUS；PLC；工業以太網；污水處理系統

　　1PLC控制系統在污水處理中的優勢

　　我國是個缺水的國家，人均水資源占有量只為世界人均水資源占有量的1/4。而且我國的水資源在時空和地域上分布不均勻，更加重了缺水的實際情況。隨著中國城市化、工業化的加速，水資源的需求缺口也日益增大。在這樣的背景下，污水處理行業成為我國非常重要的綠色產業。目前污水處理廠分為大、中、小三種規模：日處理量大于10萬m3為大型處理廠，1-10萬m3為中型污水處理廠，小于1萬m3的為小型污水處理廠。近年來，大型污水處理廠建設數量相對減少，而中小型污水廠則越來越多。如何搞好中、小型污水處理廠，特別是小型污水廠，是近幾年許多專家和工程技術人員比較關注的問題。隨著全球水資源供應的緊張和對自動化要求的增加，我國的污水處理廠必然是向著高度自動化和無人職守的方向發展。PLC控制為主導的控制方式始終處于工業自動化控制領域的主戰場，為各種各樣的自動化控制設備提供了非常可靠的控制應用。其主要原因，在于它能夠為自動化控制應用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當前污水處理廠對自動化的需要。本文主要針對小型污水處理系統提出架構設計。

　　2基于PLC的污水處理系統總體框架及選型

　　本系統設計考慮到小型污水處理廠地理位置相對較為集中，對數據傳輸可靠性及實時性要求高，不需要頻繁對設備進行維護保養，降低后期運行成本，系統使用工業網絡結構，采用有線信息傳輸方式，確保在各類惡劣自然環境及工業環境下可靠地將數據及時傳輸，總體結構分為控制中心（包括上位機和PLC）和現場通信模塊（包括各類傳感器和模擬量輸入輸出模塊）兩級。在PLC的選型上，綜合考慮控制中心采用中國匯川公司的AM610PLC作為主機，系統功能上除包含正常分斷、短路、過載、隔離等功能外，還包含觸摸屏、PLC、變頻器、PROFIBUS-DP通訊模塊、工業以太網通訊模塊、接觸器、繼電器、中間繼電器、DC24V穩壓源等；現場通信模塊采用匯川AM600-RTU-DP，還包含PLC模擬量輸入、PLC模擬量輸出、各類傳感器、現場控制器等模塊。

　　3工業網絡設計

　　該系統的PLC網絡采用兩種網絡混合搭配組建，一種采用以太網通信，用在控制中心，鑒于控制中心各類信號較多，又要和上位機及組態軟件通信，各類傳輸協議較多，以太網能夠很好地完成各類通信，且控制中心一般室內環境較好，工業干擾較少，系統設備相對集中，以太網傳輸距離和網速均能滿足使用要求且成本較低，可以實現優良的性價比。本系統中的上位機和AM610的通信以及觸摸屏IT5104E-J和AM610的通信均使用以太網。第二種采用Profibus通信，用于現場控制，現場工況復雜，干擾源多，鑒于Profibus通信技術已在各類現場控制中得到驗證，傳輸距離遠，信號穩定可靠，抗干擾性強。AM610，變頻器，AM600-RTU-DP上均包含Profibus接口，組建網絡非常方便，各類現場傳感器，閥門控制信號都可以連入輸入輸出模塊，AM600-RTU-DP與控制中心AM610雙向通信，AM600-RTU-DP將現場信號傳遞給AM610，AM610將指令下達給AM600-RTU-DP。系統總體架構圖如圖1所示。此系統的優點是充分考慮了現場工況，確保了系統通信的可靠性和實時性，性價比高，并能抵抗一定程度的外部惡劣環境。該系統綜合使用了傳感器、PLC、組態技術及工業網絡通信。特點是自動化程度高，系統集成度高；可以實現大量智能化站點集成，兼容市場主流的各家儀表，易于實現。

　　4結束語

　　本系統設計的PLC網絡，通過Profibus實現遠程模塊AM600-RTU-DP與控制中心AM610對現場設備采集及控制，上位機與觸摸屏通過以太網實現與AM610的通信系統，可靠性高，能抵抗惡劣的自然環境，系統兼容性好，各類廠家的傳感器都可以使用，而且后期維護工作量小，具有一定的實用價值。

　　參考文獻

　　[1]王釗.污水處理控制系統中PLC的應用[J].自動化應用，2018（04）.

　　[2]楊錦春.基于PLC的污水處理控制系統設計[J].智庫時代，2017（17）.

　　[3]王新穎，楊華峰.我市污水處理自動化控制系統展望———基于PLC控制與觸摸屏的應用[J].北方環境，2011（03）.

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