對于那些過程復(fù)雜、西門子plc以太網(wǎng)模塊控制參數(shù)較多的工業(yè)控制系統(tǒng)來說，這一點尤為重要。新一代工業(yè)plc系統(tǒng)設(shè)計人機界面的出現(xiàn)，為西門子s7-200smart plc自動控制系統(tǒng)設(shè)計建設(shè)中實現(xiàn)上述功能提供了一種簡單可行的途徑。

　　一、現(xiàn)場工藝要求及設(shè)備概述

　一、現(xiàn)場工藝要求及設(shè)備概述

　　超濾設(shè)備是污水處理廠的一個單元。收集生活污水后，進入生化處理。在生物化學(xué)處理之后，在需要排放或再循環(huán)之前對水進行超濾，納濾和反滲透。

　　根據(jù)污水處理廠的處理要求，需要150立方米/小時的處理能力，計算需要30千瓦的循環(huán)泵供應(yīng)。因此，ABB的逆變器被選中。污水處理廠的現(xiàn)場設(shè)備和控制室需要西門子plc以太網(wǎng)模塊通訊和控制，可以實施查看設(shè)備的運行狀況。通過綜合考慮我們選擇西門子s7-200smart plc系列，和其他的DCS和其他儀表也很容易通訊，可通過PROFIBUS-DP連接到其他西門子plc系統(tǒng)。

　　工藝流程控制如下：plc控制系統(tǒng)具有全自動啟動功能，點擊自動啟動按鍵，F(xiàn)1收到指令后進氣閥打開，F(xiàn)4收到指令后濃縮水閥打開，F(xiàn)6收到指令后生產(chǎn)閥打開，一分鐘(后可設(shè)定)，送料泵啟動，三分鐘(可設(shè)定)水循環(huán)泵開啟，水泵頻率升到最高頻率50Hz(可設(shè)定)，以便運行安全可靠。

　　系統(tǒng)具有一鍵停止功能，單擊一個按鈕停止，循環(huán)泵頻率降至25Hz(可設(shè)置)，循環(huán)泵停止，所有泵和閥門在30s后關(guān)閉(可設(shè)置)。

　　該系統(tǒng)具有一鍵沖洗功能(當(dāng)清洗槽有足夠的液位時)：當(dāng)設(shè)備停止時，單擊一個按鈕進行沖洗，F(xiàn)2單擊進水閥，F(xiàn)4填充水閥，30s(可以設(shè)置)清潔泵，自動沖洗開始，30s(可設(shè)定)后，所有閥門和泵同時關(guān)閉。

　　該系統(tǒng)具有一鍵清潔功能(當(dāng)清洗槽裝滿一定量的自來水時)：當(dāng)設(shè)備停止時，單擊一個按鈕進行沖洗，F(xiàn)2清潔進水閥，F(xiàn)5，F(xiàn)7清潔回流閥打開，30s(可設(shè)定)清洗泵，自動清洗開始，30min后(可設(shè)定)，所有閥門和泵同時關(guān)閉。

　　人機界面其他功能包括高液位關(guān)閉：當(dāng)生產(chǎn)池的液位超過3米(可設(shè)置)時，報警將自動停止，只需一個按鈕。

　　手動操作：切換手動操作，自動操作被屏蔽，所有設(shè)備只能手動操作運行停止。

　　急停操作：按下急停按鈕,所有設(shè)備都停止工作。

　　F7供水供水電磁閥單獨打開和停止，清洗槽水位超過1.6米(可設(shè)置)，F(xiàn)7自來水就會通過西門子plc關(guān)閉電磁閥。

　　二、電氣硬件設(shè)計

       根據(jù)現(xiàn)場考察，采用西門子s7-200smart plc系列。

　　該系統(tǒng)包括1個供水泵，4個循環(huán)泵，4個用于清潔泵的泵，10個電動閥和4個電磁閥。

　　統(tǒng)計：

　　有36個數(shù)字輸入點，即10個電動閥的開位和關(guān)位信號反饋(總共20個)，4個泵的故障反饋信號和2個按鈕信號(報警確認，緊急停止)。

　　有18個數(shù)字量輸出控制點點，分別是10個電動閥開閉，4個電磁閥開閉，4個循環(huán)水泵，估計報警和報警指示。

　　有8個模擬輸入點，分別是循環(huán)流量，濃縮水流量，薄膜入口壓力，薄膜排出壓力，清洗槽液位，納濾槽液位和變頻器頻率反饋。

　　有一個模擬輸出點，它是變頻器的頻率信號。

　　根據(jù)現(xiàn)場需求計算出輸入輸出點數(shù)配置PLC：采用SR60cpu,以及配套的DP模塊。

　　三、電氣程序設(shè)計

　　　西門子PLC程序根據(jù)過程的控制要求進行編程。

　　為了便于維護和維護，每個功能都需要一個子程序，然后在主程序中完成子程序調(diào)用。這樣便于參考，非常適合在調(diào)試過程中單獨調(diào)試每個單元功能。

　　子程序和調(diào)用如下：

　　四、現(xiàn)場調(diào)試

　　電氣接線完成后，線路是檢查電氣圖紙。驗證后，上電后，下載程序。

　　首先正確測試每個輸入信號，完成硬件和程序匹配。

　　然后點亮每個輸出點以查看中繼操作是否正確。正確后，電機關(guān)閉，檢查轉(zhuǎn)向是否正確，并根據(jù)要求進行調(diào)整。

　　在輸入和輸出點校對后，執(zhí)行每個功能流程的調(diào)試。

　　調(diào)試場景如圖所示。

 

　　五、總結(jié)

　　目前，污水處理廠使用西門子plc系統(tǒng)設(shè)計的整體系統(tǒng)。對于小型設(shè)備，西門子s7-200smart plc與DP模塊相結(jié)合提供了一個很好的答案，因為輸入和輸出點較少，如何在成本條件下完成控制要求，并且可以納入污水控制網(wǎng)絡(luò)處理廠。該電氣系統(tǒng)能夠處理水廠的處理要求，并且更經(jīng)濟，適用于小型設(shè)備。