OMRON产品在污水处理系统中的应用

第25卷第16期甘肃科技V0l.25 No. 162009年8月.Gansu Science and TechnologyAug.2009OMRON产品在污水处理系统中的应用侯永康',冯磊',刘春波’(1.江南计算技术研究所,江苏无锡214083;2.江南大学自动化研究所,江苏无锡214083)摘要:介绍了一套污水处理自动控制系统的设计。首先,介绍了污水处理工艺流程;其次,介绍了污水处理自动控制系统硬软件相关的设计。实际运行结果表明,该系统经济实用,具有良好的社会效益。关键词:污水处理系统;欧姆龙;PLC;触撲屏中图分类号: :S165.2 TP334.7随着我国工农业生产的发展,各种污染源在严的指标达到业主提出的标准和要求。选择这样一套重地影响着人们地生存环境,使不少地区水环境恶废水处理工艺流程,具有处理效果好、工程投资合化，因而环境保护在经济建设中显得越来越重要。理能耗和运行成本低、运行管理简单方便的特点。针对这一现象,恰逢计算机技术和我国污水处理工2控制系统的硬件设计[3-6]程迅速发展,利用先进的控制技术和设备对污水处理过程进行监控显然非常必要。本文介绍了在某污控制系统充分应用了网络的优势,将多种成熟水处理项目中,应用OMRON的相关自动化产品设的网络技术融合在-起,这样对系统即可以现场操计完成的一套污水处理系统。此系统较好地解决了作，也可以方便的进行远程监控,如图2所示。以往污水处理系统中存在的自动化程度低、可靠性维作站兼工程师aPC公司管PC低、大时滞性等问题,是一套先进、可靠、操作简单的控制系统。1污水处理工艺流程ETHERNET- Dentear -0F0F0=0-日1HMI中央控制CS1BH网机房CPM2A的配机房CPMIA目0--840日图2控制系统通信网络图图1污水处理工艺流程圉系统中用到了DeviceNet 网络。DeviceNet 网是污水处理的工艺的主要流程图如图1所示。污一-种基于CAN(控制器局域网)技术的开放型、低成水处理系统的进水主要为工厂排放的两股生产污本、高性能的现场总线网络,主要用于PLC采集和水,分别为透析废水和冲洗废水。其中,冲洗废水污控制远程模块,能连接所有符合DeviceNet通信协议染物浓度较低,透析废水的污染物浓度较高,为高浓的设备。在DeviceNet网中可直接连接到DeviceNet度的有机废水。废水处理工艺的选择主要取决于原从站、模拟量单元、模拟量I0终端、远程V0终端水水质特性和对处理后出水的排放要求”。在选和V0链接单元等现场设备,并可将信息发送到上择处理工艺时,废水中所含主要污染物的特性起着层控制站。本系统中用安装有DeviceNet主站通信十分重要的作用。根据废水水质的特点以及国内外模块CS1W-DRM21的CS1H-H中型机作为Devi-对该类废水的工程实践选择技术先进、成熟、可靠的ceNet.主站由2台CPM2A小刑机作为DeviceNet从“厌氧+好氧”生物处理工艺作为该工程的主处理站,从中国煤化工。网络的主干线和从:TYHCNMHG来实现的。设置工艺”。在主处理工艺后,增加一个混凝气浮的物DeviceNet网络主站通讯模块DRM21的单元号为2,化处理单元,主要目的是化学除磷，确保排放废水磷8甘肃科技第25卷节点号为4,波特率为125kbit/s。分别设置其从站标准模拟信号,单通道隔离,1/400分辨率,采集处连接的通讯模块DRT21的节点号为2/6,波特率均理速度为2.5ms/M A X/点。模拟量输出模块:为125kbits。在系统连接和模块设置后,即可在C200H- DA001该模块为2路输出,输出为4 ~DeviceNet网络内实现主从通信。在主站CS1H上20mA标准模拟量信号。热电偶单元选用了CSIW运行CX - Integrator网络配置软件,在CPU单元的- PTS51 ,该模块为4路温度传感器单元,可接S型、I/0存储区中为每个从单元固定分配地址,实现从K型或J型热电偶。通讯模块中DEVICENET主站单元和主单元CPU之间周期性地自动传送V0数的通 讯模块为CS1W - DRM21DeviceNet从站的通据,从而实现远程V0通信。讯模块为DRT21。控制总站的PLC采用目前OMRON公司最新产本工程选用了9台日本横河公司产的电磁流量品CS1机型。CS1机型有以下特点:高速RISC的计。 UASB 进水及回水管路、A2/0内外回流管路选CPU(32位) ,程序容量:60K,数据容量:128K,程序用了8台电磁流量计、在总出水口选用了1台超声存储器带保护开关,锂电池保护程序,快闪存储保护波流量计,用于检测污水的流量。在HMI上,可分数据;最大10点数:5120点(不包括内部继电器别显示其瞬时流量。选用了3台梅特勒的在线pH位).电源电压范围:85 ~ 132VAC或170 ~ 264VAC;计。对UASB进水pH进行在线监控,将pH计的模基本指令处理速度:≤0.04μs;特殊指令处理速度:拟信号输人到PLC,再由PLC来控制酸、碱计量泵≤0.12μs;CPU带RS - 232C(可达115. 2kbps)端的运转,动态地调整废水的pH值,直至达到工艺的口,通过串行通信设备,每套PLC上最多能提供34要求。对UASB出水的pH进行在线显示。选用了个(RS - 232/422/485)通信口,通信速率可达- -只上海仪表厂的热电阻。对UASB进水的温度进38. 4kbps ,用于连接现场仪表、外围通信设备和触摸行在线测量,将热电阻的模拟信号输入到PLC,再由屏(PT) ,对于每个串行通信口,具备自定义协议的PLC来控制蒸汽调节阀的开启度,动态调整废水的通讯功能-协议宏功能( Protocol Macro) ,能与非本温度,直至达到工艺要求。选用了3台梅特勒的在公司产品进行数据交换,便于和现场智能仪表相连;线溶解氧仪。对好氧池的溶解氧进行在线测量,将支持E_mail功能，能以事件触发、定时触发及故障溶氧仪的模拟信号输人到PLC,在上位机上显示。触发方式由PLC向上位机发送电子邮件;具有电源选用了1台沼气压力探测仪及火焰探测仪。对沼气出错履历、电源中断时间压栈、电源中断计数等电源燃烧系统进行检测和监控，达到自动燃烧的工艺要维护功能;支持以太网( Ethermet)、控制网( Contollr求。 选用3套在线液位计检测事故池、综合废水调Link)、设备网(Device Net) ,并支持多网配置;使用节 池、污泥贮池的液位,控制水泵的启停。最新的编程软件CX- P和仿真软件CX - Simulator可以实现离线模拟仿真调试。3控制 系统的软件设计触摸屏选用的是NT631C。触摸屏NT63IC特性在整个的控制系统中,自动控制部分主要有调如下:全中文软件界面,硬件自带中文汉字库;显示节池pH、温度、液位的自动控制;事故池的液位控器件:彩色.有效显示区域:;显示分辨率:640x480制;还有UASB部分、-级A20处理池、二级A20处点画面数量:≥3000.通讯接口: RS -422AVRS -理池等的一些流量控制。 监测参量部分有各个池的485口,RS-232C口,打印机口.电源电压范围:液位、温度、PH值以及管道的流量值。限于篇幅,下DC20.4V~DC26.4V.采用32位RISC芯片;运行寿.面以调节池的液位控制为例说明具体的程序设计过命:≥25000h。程,控制流程图,如图3所示。电源单元选用C200HW - PA209R,电压范围:本工艺的进水部分有一个综合调节池T1 ,它是85 ~ 132VAC或170 - VAC, 50/60Hz。数字量输入.废水进入生化反应前的最重要的一道处理工序,在模块选用了C200H - ID217该模块为64点;C200H这里面进行温度、pH调节以及水池的水位的调节。- ID216 ,该模块为32点,电源是DC24V,最耗电流有事故池、冲洗废水、透析废水向综合调节池排放。为7mA。开关量输出模块:C200 - 0C225该模块.”中国煤化工-定的水位，而且为16点输出模块,输出最大电2A。模拟量输入模也不三节池中设置了水块选用C200H - AD0O3 ,该模块为8通道输入模块，位自:0HCN M H G通过超声波液位输人信号为4 ~20mA、1 ~5V、0~10V、-10 ~ 10V仪采集标准的 4 ~ 20mA的信号送到PLC的模拟量第16期侯永康等:OMRON产品在污水处理系统中的应用19<内离于设定兼位.是50秒内蒙否聚AB两聚自动两次以于都有故障仅警确认?开最人处于自多》 <遵升票B处于且发客聚A运行是聚B运行。 票A启动?泵B启动7大票B报警是是菜A报警泵日故障7至A故障?报警确认重A上次府分是重目上饮身目 L是10秒以期是10秒以助聚A延时10豪B延迟10聚A延迟10系B延时10形启动秒启动| 蒙A运行图3泵AVB泵的控制流程图输入模块,再在PLC内部和通过上位机设定的液位件先进的控制系统软件、先进的网络总线技术。本值进行比较,当超过设定水位,A或者B必须有一台控制系统具有先进、可靠、可利用性高、实时性好、操泵启动。作简单、控制品质高、经济实用的优点。通过检测，综合调节池中有两台提升泵A和B,之间是互实际运行达到了环保部门要求的市政管网排放标为备用,一般的互为备用是当其中- -台泵发生故障准,体现了良好的社会效益。的时候,另外--台泵自动启动。在前面的那种设计参考文献:情况下，当主备泵都出现故障的时候,那样会出现两[1]何世钧,王化祥 ,等.城市污水处理系统溶解氧的控制台泵来回切换的情况,这样也使的接触器也在- -直[J].化工仪表及自动化,2003 ,30(1) :36 38.的吸放的过程,这样会损坏接触器甚至使电气的故[2]杜树新 污水生化处理过程建模与控制[J].控制理论障进-一步的加大。在这个项目中这个地方设计进行与应用,2002 ,19(5) :660 665.了一些改进,如果在30s内,两台泵如果启停动作超[3] OMRON. OMRON CS1系列操作手册(英文).日本过2次,这个时候将产生一个不同于普通的一台提OMRON公司出版,1999,2.升泵故障的报警信号,这个时候必须在消除了这个[4] OMRON. OMRON CS1选型样本(中文)中国OMRON公司出版,2004,7. .报警信号后,水泵才能启动。[5] 0mron Corporation. DeviceNet Operation Manual[Z].Shanghai; :OMRON ,2003.4结语)mron Corporation. Controller Link Operation Manual污水处理自动控制系统,利用了当前先进的硬[Z]. Shanchai: OMRON .2003.中国煤化工TYHCNMHG