《三级计算机污水处理电气控制系统》.pdf

三级计算机污水处理电气控制系统 摘要：污水处理是一项浩大的工程，步骤多、工程量大，要做好有一定的难度。 本文笔者根据自己多年的工作经验提出采用三级计算机系统对污水处理进行智 能操控、管理和检测，实现污水处理的电气控制高效化。 关键词：电气控制；污水处理；可编程序控制器(PLC)；智能仪表 我国是个水污染大国，近年来随着工农业的迅速发展，水污染越来越严重， 已经影响到了人类的正常生存，环境也跟着恶化，环境保护已经被国家高度重视， 尤其污水处理更是重中之重。电气控制是当前污水处理非常关键的一环，它可以 准确的控制污水处理工艺，降低污水排放，广泛应用于工业污水处理。 1、电气控制系统的技术特点和要求 污水处理系统对电气控制的主要要求是：在温差大、电压波动大、电气干扰 严重等环境恶劣的工作场所能连续、稳定、可靠、准确地工作。同时能够信息化 的日常管理，对所控制的模拟量如液位、pH值、温度、溶解氧、电导率等能够分 别实现在线连续检测和控制，利用可编程序控制器集中控制，微机监视系统远程 监测、记录，真正实现污水处理过程的全部自动化。 本系统采用三级计算机分别负责监测、控制和管理，即上、中、下三级计算器结 构。分级控制结构可以使控制参数的预置和现场状况的显示更加容易掌控，既可 由控制器实现，也可由上位机传讯中位机和下位机实现。上位机、中位机以及下 位机都可独立工作，若运行中间某台微机出现故障，不会影响其他微机的正常使 用。其中中位机可编程序控制器(PLC)为系统核心，控制了所有电动机、电磁阀 等开关量，并通过A／D转换器及传感器组成的测控系统，接受下位机控制仪表的 所有数据，再把处理好的数据经数据通信发到上位Pc机，是整个三级系统的工作 枢纽。上位Pc机采用的是VB编制的组态软件，它能够及时显示当前污水处理的工 艺流程及各种模拟量的变化值。下位机采用智能仪表，是对变频调速、开度阀等 进行过程操控。 2、控制系统的构成 控制系统的构成如图1所示。本系统由一台上位机，若干台中位机(可编程序控制 器)，若干台下位机(控制器)，以及电机、泵、阀门控制器和RS-485通讯接口， 信号放大器和传感器装置等组成。 图1 控制系统结构 2．1 上位机 上位机采用工业级PC机，用高级语言VISUALBASIC编制界面软件。 气路、污水路、净化水路均采用分色动态显示。动态地显示电机、泵、阀门所处 的工作状态、停止状态和故障状态。其中故障状态可显示故障产生的原因和部位， 以及应采取何种措施的智能故障处理系统。pH值、温度、溶解氧、流量、液位等 模拟量参数，随时以直方图形式显示，同时以鼠标控制分页放大，显示1 h、24h、 乃至一个月的曲线图，图形界面清晰直观，立体感强，实现了现场工作状态的同 步监视，并可随时打印所需要的各种数据。 2．2 中位机 中位机是控制器的核心部分，采用可编程序控制器(PLC)，负责系统的逻辑 控制。它可与上位机、下位机进行有效通讯，同时执行污水处理工艺要求的总体 逻辑控制。设计特点是将每台控制器的模拟量转换为标准信号，通过A／D转换器 送入PLC，然后送入上位PC机。PLC内部程序采取抗干扰措施。强电与PLC系统分 柜安装，以增强抗干扰能力。下位机(控制器)即智能仪表，具有单独的输入按键 及显示器，能独立完成信号(如pH值、温度、溶氧、液位)的采集工作。 2．3 下位机 下位机是一个完整的PID调节控制器和智能控制仪表，与上位机、中位机联 结起来作为控制系统的一个组成部分。它具有掉电保护数据存取区，可长期完整 地保存PID参数及各种重要参数。控制器在设计过程中考虑了电网电压波动以及 各种干扰的影响，采用了诸如光电隔离、看门狗、出错陷阱等软硬件技术，提高 了系统抗干扰能力。 3 参数检测与控制 3．1 液位检测与控制 在液面面积较小的池中可采用静压式传感器液位仪，液位变送器采用扩散硅 传感器，测量时通过被测液体内部的静压传递给质地柔软的隔离管，再通过隔离 管内的中性液体传递给传感器，在该静压的作用下传感器产生电压信号，经温度 补偿、电压放大、V／I转换电路，转换成标准信号从液体内输送到液体外与显示 仪表或计算机连接，信号输出为4～2