1756-IB16
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污水處理廠的自動(dòng)控制系統(tǒng)由三級(jí)分布式控制系統(tǒng)組成,第一級(jí)—監(jiān)控管理,由中央控制室的操作站實(shí)現(xiàn)。選用工控計(jì)算機(jī),以TCP/ IP工業(yè)以太網(wǎng)與PLC系統(tǒng)通訊,實(shí)行集中控制。通過(guò)工控軟件實(shí)時(shí)監(jiān)視全廠工藝參數(shù)變化,設(shè)備運(yùn)行,故障發(fā)生等情況,同時(shí)負(fù)責(zé)日常報(bào)表打印,事故打印和數(shù)據(jù)記錄等。
第二級(jí)—過(guò)程控制,由現(xiàn)場(chǎng)的各分系統(tǒng)或成套設(shè)備的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。以AC500 PLC系統(tǒng)作為現(xiàn)場(chǎng)控制核心 ,按場(chǎng)區(qū)配置分站 ,通過(guò)CS31網(wǎng)與所屬分布I/O通訊對(duì)流量,液位,pH值,電機(jī)等參數(shù)進(jìn)行采集,控制。
第三級(jí)—單機(jī)就地控制,由現(xiàn)場(chǎng)電氣控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。采用ABB公司的AC31系列產(chǎn)品組成分布I/O,采集現(xiàn)場(chǎng)參數(shù),執(zhí)行上一級(jí)PLC主站的控制命令。
監(jiān)控組態(tài)設(shè)計(jì)及與PLC主站的通訊
由于污水處理控制對(duì)象多且分散,生產(chǎn)工藝流程復(fù)雜,如果采用集中控制方式,則需要使用大量導(dǎo)線,在長(zhǎng)距離傳輸過(guò)程中非常容易受到干擾,所以本系統(tǒng)采用分布式集散控制系統(tǒng),將管理與控制分離。計(jì)算機(jī)選用HP工業(yè)PC機(jī),預(yù)裝北京昆侖通態(tài)公司的MCGS 5.5通用版。MCGS監(jiān)控組態(tài)設(shè)計(jì)包含監(jiān)控界面設(shè)計(jì),定義數(shù)據(jù)變量,組態(tài)設(shè)計(jì),動(dòng)畫(huà)等方面。用MCGS提供的基本繪圖工具與元件庫(kù)創(chuàng)建圖形塊并進(jìn)行組態(tài)設(shè)計(jì),污水處理系統(tǒng)工藝流程組態(tài)畫(huà)面。
鼓風(fēng)機(jī),水泵,運(yùn)行閥的工作狀態(tài)可以通過(guò)動(dòng)畫(huà)實(shí)時(shí)顯示;污水,污泥,藥水,空氣的流動(dòng)方向及流量表的數(shù)據(jù)也能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況隨時(shí)更新。操作人員在登陸并輸入用戶名和密碼后,可任意調(diào)入各局部工藝圖,運(yùn)行表,設(shè)定表和控制表,工藝圖以圖形的方式顯示各個(gè)工段的工藝流程和數(shù)據(jù),并能根據(jù)控制的需要直接設(shè)定現(xiàn)場(chǎng)的相應(yīng)參數(shù)(例如,泵站的變頻器的恒定水位,報(bào)警水位,停泵水位的設(shè)定,排泥時(shí)間的設(shè)定等)。此外,系統(tǒng)還可以提供故障報(bào)警查詢,工作報(bào)表生成等功能。MCGS中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是監(jiān)控系統(tǒng)的核心,而數(shù)據(jù)變量是構(gòu)成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的基本單元。將用戶界面中的圖形對(duì)象與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)變量建立聯(lián)系,現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行情況就可以通過(guò)動(dòng)畫(huà)實(shí)時(shí)的顯示在監(jiān)控界面上了。
工控計(jì)算機(jī)只需一塊普通的網(wǎng)卡就可以通過(guò)Ethernet LAN接收到來(lái)自PLC主站的數(shù)據(jù)。PLC主站由1臺(tái)AC500系列PLC及相應(yīng)的外圍設(shè)備組成,置于中央控制室。PLC主站從分布I/O接收數(shù)據(jù),進(jìn)行相關(guān)的處理與控制,同時(shí)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP通訊模塊(TB521-ETH)傳輸給工控計(jì)算機(jī),傳輸速率為10Mbit/s ,介質(zhì)為屏蔽雙絞線。
PLC主站與分布I/O的通信。
PLC主站通過(guò)CPU(PM581)上保留的CS31通訊接口,CS31通訊總線與分布I/O(AC31遠(yuǎn)程擴(kuò)展模塊)構(gòu)成高速通訊網(wǎng)絡(luò),隨時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況和故障信息,并上傳工控計(jì)算機(jī) ,形成分布控制。
本系統(tǒng)共設(shè)8個(gè)分布I/O。從經(jīng)濟(jì)角度考慮,由于AC500系統(tǒng)可以兼容AC31的遠(yuǎn)程擴(kuò)展模塊, 1#~8# 分布I/O分別選用AC31系統(tǒng)的遠(yuǎn)程擴(kuò)展模塊(ICMK14 N1-24DC)。分布I/O置于污水控制現(xiàn)場(chǎng), 就近控制所屬設(shè)備,形成分布控制的能力,并采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況和故障信息,通過(guò)CS31總線聯(lián)接到PLC主站 。CS31總線是一種點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的RS485串行通訊。每個(gè)通訊系統(tǒng)由一個(gè)主站和最大31個(gè)從站組成。通訊距離不加中繼為500米,加中繼最大可達(dá)到2000米。通訊介質(zhì)為:屏蔽雙絞線。
地址%MX0.0.0至%MX0.0.7是ICMK14N1-M的系統(tǒng)保留區(qū)域,不能使用。地址%MX0.1.0至%MX0.1.7作為此遠(yuǎn)程擴(kuò)展模塊自帶的開(kāi)關(guān)量輸入,分別對(duì)應(yīng)進(jìn)水泵房及沉砂池的相應(yīng)設(shè)備。依照同樣的方法,可以繼續(xù)定義1#分布I/O的(XI16E1,XC32L,HE10-20,…等)開(kāi)關(guān)量及模擬量輸入/輸出模塊,然后依次是2#~8#分布I/O的所有模塊。
在完成所有I/O地址表的設(shè)定后,就可以通過(guò)AC500的Control Builder軟件來(lái)編寫(xiě)PLC的內(nèi)部通信程序。由于AC500的Control Builder軟件可以提供現(xiàn)成的MODBUS功能塊,編程十分簡(jiǎn)單。以1#分布I/O的讀指令為例, 只需設(shè)定好MODBUS功能塊的(COM,SLAVE,FCT,ADDR,NB等)參數(shù),PLC主站就可以順利的從1#I/O子站讀取數(shù)據(jù)。其中FCT,NB的參數(shù)可根據(jù)實(shí)際情況依照表2確定 。
運(yùn)用MODBUS功能塊依次完成1~8#分布I/O的讀,寫(xiě)指令的編程,PLC主站與分布I/O之間的通信就建立完成了。在實(shí)際調(diào)試中,發(fā)現(xiàn)還需通過(guò)軟件的PLC組態(tài)選項(xiàng),將MODBUS的參數(shù):RTS control設(shè)置為“telegram”, Parity設(shè)置為“none”,Operation Mode設(shè)置為:“Master”。至此,PLC的主站已經(jīng)可以對(duì)I/O從站中的各種參數(shù)進(jìn)行采集與控制,并通過(guò)以太網(wǎng)顯示在工控計(jì)算機(jī)的監(jiān)控界面上。
STI Light Curtain Transmitter MS4316B-2 Minisafe #21412
Mitsubishi Servo Amplifier MR-J40MA #15185
AEC Mold Temperature Control 99G5758 #37481
MACO 4000 Control Board A-60012-1-1 #13040
Daytronic 9170 Strain Gauge Conditioner #26776
Barber Colman Sequence Hydraulic PC Board A-60012-1 #37
Barber Colman Sequence Hydraulic PC Board A-60012 #3720
Barber Colman Sequence Hydraulic PC Board A-60012-0-1 #
Sterl-Tronic Temperature Controller M2B9412-D #31365
Square D Insulated Transformer 45T76H #28922
Square D Insulated Transformer 45T76H #28923
Parker Hydraulic Clamp Cylinder CJJ2HTS33A #21940
Sterl-Tronic Temperature Controller M8412-A #31366
Autoloader Jr. Pneumatic Loader, 1 Shot #32226
Autoloader Jr. Pneumatic Loader, 1 Shot #32227
Promeasure Control Module 4032X8 #34425
Barber Colman A-60012-2 Seq Hydraulic PCB #14788
Autoload Jr Pneumatic Loader 1 Shot #36740
Autoload Jr Pneumatic Loader 1 Shot #36739
Data Logic Serial Controller Board HS850B-4 #13795
TOEI H01197-3 Control Card #24968
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Barber Colman A-60012-102 MACO 4000 Sequence #19673
Barber Colman A-60012-101 MACO 4000 Sequence PCB #19667
Barber Colman A-60012-101-1 MACO 4000 Sequence #19660
Sterlco Temperature Control M29412-ACX #37425
Sterlco Temperature Control M8410-AX #37426
Moog 150-104A Servo Power Supply #10925
Fanuc Discharge Unit A06B-6070-H500 D #7772
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Perceptron Frame Grabber Board 495-0191 #29401
Perceptron Frame Grabber Board 495-0191 #29402
Perceptron Frame Grabber Board 495-0191-00 #29410
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Allen Bradley Guardmaster 440F-C28011 Control #32808
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Square D Circuit Breaker KAL-36125-1212, 125Amp #16964
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