和利时LK系列大型PLC在大型污水处理厂中应用.PDF

和利时LK 系列大型PLC 在大型污水处理厂中的应用 摘 要 针对天津纪庄子污水处理厂（45 万吨/天）升级改造工程工艺控制要求，本文介绍了以和利时LK 系列PLC 为核心的大型污水处理厂自动化控制系统的设计，整个系统I/O 点数达3700 多点，充分考虑了 系统的可靠性、扩展性、开放性、可维护性。 关键词 污水处理厂；A/O 处理工艺；45 万吨/天；自动化控制系统；LK 系列PLC ；冗余； 1 工程概述 纪庄子污水处理厂升级改造工程是天津市重点污水处理工程项目 之一，内容包括污水处理厂的工艺设备、电气设备、自控仪表设备。 纪庄子污水处理厂服务于天津市纪庄子排水系统，升级改造工程设计 规模为45 万吨/天。纪庄子污水处理厂位于天津市河西区卫津河以西、 津港运河以北、纪庄子排污河以南，占地面积30 公顷。污水处理采用 多级A/O 处理工艺。 本工程建设内容为改造老系统曝气沉砂池 1 座，改造老系统初次沉淀池集配水井2 座，改造老系统初 次沉淀池2 座，改造老系统初次沉淀池为2 座厌氧池、改造老系统生物池4 座、改造老系统污泥泵房2 座、 新建老系统接触池 1 座、改造老系统加氯间 1 座、改造扩建系统初次沉淀池 1 座为厌氧池、改造扩建系统 生物池4 座、新建扩建系统接触池 1 座、改造扩建系统污泥泵房 1 座；新建加药及碳源投加间 1 座、新增 除臭系统，以上建设内容全部引入自控系统。污水、污泥处理工艺流程如下图所示： 图1-1 污水、污泥处理流程框图 第1 页，共8 页 2 自控系统设计 2.1 系统总体设计 该大型改造项目的难点在于，既要保证生产的连续性，又要在原基础上提高自动化水平，所以，两个 扩建增补站继续使用欧姆龙公司CS1 系列PLC ，两个新增站采用以和利时公司LK 系列可编程控制器PLC 为主的集中和分散相结合的自动化控制系统，实现对全厂工艺参数、电气参数和设备运行状态进行监测、 控制、连锁和报警以及报表打印。通过使用在主站和远程站间的一系列通讯链，完成整个工艺流程所必需 的数据采集，数据通讯，顺序控制，时间控制，回路调节及上位监视和管理作用。在满足工艺流程的要求 之外，还能实现安全生产，提高生产管理水平。整个系统设 1 个中央控制室、4 个现场PLC 控制站组成。 现场PLC 控制站，由可编程序控制器（PLC ）系统及检测仪表组成，对各工艺过程进行分散控制；再由中 央控制室（CCR ），对全厂实行集中管理。中央控制室、PLC 控制站之间的数据通讯采用高速的、实时的工 业以太网，网络结构为环形，通讯速率为 100Mbps，传输介质为光纤。 2.2 系统网络结构 天津纪庄子污水处理厂自动控制系统提供了简明的、高效的﹑开放的网络体系结构，将以前设备控制 的五层通讯结构简化为三层：管理层﹑控制层和设备层。管理层网络采用 Ethernet 网络；控制层网络采用 Profibus-DP 网络；设备层可选择多种网络：串行总线、Ethernet 、Profibus-DP 等。设备层通讯网络用于实 现现场设备（开关﹑仪表和人机界面等）与PLC 之间的通信；控制层采用Profibus-DP 网络，主要负责各 个控制器与IO 模块的通讯；上层的Ethernet 网络实现PLC 之间﹑PLC 与上位机以及与第三方Ethernet 设 备的数据通信，整个通讯形成了具有优异通信功能的三层网络，如图2-1 所示： Ethernet 网络 管理层 Profibus-DP 网络 开放式网络选择 控制层 设备层 图2-1 LK 控制系统网络的三层体系结构 2.3