自控系统培训 PPT课件

1、1,自控系统培训,徐州荆马河污水处理厂自控系统 重庆工业自动化仪表研究所 李葵,2,自控系统目的,自控系统最终目标 本系统是将自动化仪器仪表和自动控制的最新技术应用于该污水处理的各个生产环节，进一步提高城市污水处理工艺中各个生产设备的利用率和可控性。 利用先进的可编程控制器和计算机网络技术，在提高生产设备自动化控制水平的同时减轻操作工人的劳动强度，将大大提高污水处理质量、降低污水处理成本。,3,自控系统组成,徐州荆马河污水处理厂自控系统主要由前端现场仪表、现场（PLC）控制站和上位监控计算机操作站组成，现场控制站和上位机通过光纤以太网相连，控制网络采用基于Ethernet的OPC通讯协议。 根

2、据工艺流程布置，PLC系统分为7个控制站，其中包括有设备带来的鼓风机房PLC工作站和脱水车间PLC工作站。,4,自控系统组成,OPC简介 OPC是OLE for Process Control的缩写，即把OLE应用于工业控制领域。OLE原意是对象链接和嵌入，随着OLE 2的发行，其范围已远远超出了这个概念。现在的OLE包含了许多新的特征，如统一数据传输、结构化存储和自动化，已经成为独立于计算机语言、操作系统甚至硬件平台的一种规范，是面向对象程序设计概念的进一步推广。OPC建立OLE规范之上，它为工业控制领域提供了一种标准的数据访问机制。 OPC 实质是在硬件供应商和软件开发商之间建立了一套完整

3、的“规则”，只要遵循这套规则，数据交互对两者来说都是透明的，硬件供应商无需考虑应用程序的多种需求和传输协议，软件开发商也无需了解硬件的实质和操作过程。,5,自控系统组成,6,自控系统组成,PLC控制基本原理,电源,CPU,AI,AO,DI,DO,模拟量输入（4-20mA）,控制网络（通讯）,液位、Do、MLSS、pH、ORP、流量等,电动调节阀开度,运行模式 运行状态 故障,设备启停,设备电器控制柜,PLC,7,自控系统组成,0# PLC控制站 0# PLC控制站设在中央控制机房，0# PLC控制站通过以太网接口挂到全厂控制以太网上，接收其它各控制站传来的信息；同时，0# PLC控制站通过与模

4、拟屏的接口的模拟量和开关量模板进行通信，将设备运行状态信号（运行、停止、故障）与工艺参数（液位、PH值、DO、MLSS、流量等）送到模拟屏上进行显示，模拟整个工艺流程。,8,自控系统组成,1# PLC控制站 1# PLC站设在配电中心，管理和控制污水处理厂低压配电系统有无功功率、电流、电压，污水进水和预处理区域的设备和仪表。 监控范围为：配电中心、粗格栅间、厂内污水提升泵房、细格栅间、沉砂池、鼓风机总出风流量。 本子站应实现以下主要功能 l 对整个污水处理厂低压供电系统进行监视和报警。 l 根据粗格栅前后液位差或时间周期控制格栅机的启停，无轴螺旋输送机和压榨机与格栅机连锁运行； l 根据液位控

5、制潜污泵的启停台数，按照运行时间，先开先停； l 根据液位差或时间周期控制细格栅机的启停，无轴螺旋输渣机和压榨机与细格栅机的联动； l 实现砂水分离器和排砂泵控制，砂水分离器和排砂泵联动运行，排砂泵停车后延时停砂水分离机； l 各个设备状态信号采集；各个生化参数采集。 l 实现对鼓风总风量的监测。,9,自控系统组成,2#、3# PLC控制站 生化处理现场控制站（2#、3# PLC）安装位置分别在1#、2# A2/O生化反应池旁,管理和控制生化处理区域设备和仪表,主要构筑物包括1、2# A2/O池、PLC柜。监控对象主要有：风管调节阀、水下推流器、潜水搅拌器、内回流污泥泵及各种监测仪表和分析仪表

6、。 本子站应实现以下主要功能 根据好氧池上的DO仪检测值，通过控制进气调节阀，实现对好氧区域DO的调节，达到最佳处理效果； DO的设定值可人工任意设定，控制范围在设定值的上下区间内； 远程手动控制搅拌器和推流器等设备； 各个设备状态信号采集；各个仪表信号采集。,10,自控系统组成,4# PLC控制站 污泥泵房现场PLC控制站安装位置在污泥泵房内，管理和控制污泥处理和沉淀池区域的设备和仪表，主要构筑物包括配回流和剩余污泥泵站、配水井、二沉淀。 本子站应实现以下主要功能 根据进水流量和污泥泵站液位控制回流污泥泵的启动，从而达到根据工艺要求控制回流污泥量； 控制二沉池吸刮泥机的运行（远程手动和定时方

7、式）； 回流和剩余污泥流量监测； 出厂水质、流量的监测。,11,自控系统组成,5# PLC控制站 5# PLC控制站安装在鼓风机房内，有鼓风机成套设备带来。 6# PLC控制站 6# PLC控制站安装在污泥脱水机房内，由污泥脱水机成套设备带来。,12,自控系统设备介绍,PLC控制站,13,自控系统设备介绍,可编程控制器PLC Rockwell SLC500,14,自控系统设备介绍,可编程控制器PLC Rockwell SLC500 机架电源： 在SLC系统中，每个框架都需要配置一个电源，给处理器和I/O模板供电。仔细配置选择适当型号的电源，并考虑未来系统扩展。 特点： 电源配有LED，可指示电

8、源是否正常工作； 电源设计能承受瞬间断电，20ms3s端电不会影响系统运行，取决于负载大小。 交流电源模块可通过跳线设置为120VAC/240VAC输入。,15,自控系统设备介绍,可编程控制器PLC Rockwell SLC500 CPU模块 SLC5/05： 在SLC5/05处理器是SLC500系列中性能最高的型号，能充分满足自控系统的需要 特点：,16,自控系统设备介绍,可编程控制器PLC Rockwell SLC500 CPU模块 SLC5/05：,以太网接口,RS232接口,状态指示灯,Force LED,以太网 LED,RS232 LED,运行 LED,故障 LED,CPU电池 LE

9、D,运行模式选择开关,17,自控系统设备介绍,可编程控制器PLC Rockwell SLC500 CPU模块 SLC5/05：,18,自控系统设备介绍,可编程控制器PLC Rockwell SLC500 CPU模块 SLC5/05：,19,自控系统设备介绍,可编程控制器PLC Rockwell SLC500 模拟量输入：1746-NI8/NI16,20,自控系统设备介绍,可编程控制器PLC Rockwell SLC500 模拟量输入：1746-NI8/NI16,21,自控系统设备介绍,可编程控制器PLC Rockwell SLC500 模拟量输入：1746-NI8/NI16,1747-NI16

10、,1747-NI8,22,自控系统设备介绍,可编程控制器PLC Rockwell SLC500 模拟量输出：1746-NO4I,23,自控系统设备介绍,可编程控制器PLC Rockwell SLC500 模拟量输入：1746-NO4I,24,自控系统设备介绍,可编程控制器PLC Rockwell SLC500 开关量输入：1746-IV32/IV16,25,自控系统设备介绍,可编程控制器PLC Rockwell SLC500 开关量输入：1746-IV32/IV16 主要特点,26,自控系统设备介绍,可编程控制器PLC Rockwell SLC500 开关量输入：1746-IV32/IV16

11、接线原理示意,指示灯亮：输入ON,指示灯灭：输入Off,通道指示灯,27,自控系统设备介绍,可编程控制器PLC Rockwell SLC500 开关量输出：1746-OW16,28,自控系统设备介绍,可编程控制器PLC Rockwell SLC500 开关量输出：1746-OW16,29,自控系统网络,光纤连接示意图：,PLC01,PLC02,PLC03,PLC04,PLC05,PLC06,配电中心,1#生化池,2#生化池,污泥泵房,鼓风机房,脱水机房,中心网络交换机,光纤收发器,光纤收发器,操作员工作站,操作员工作站,光纤,监控中心,30,自控系统网络,网络通道示意图：,31,自控系统网络,

12、光纤收发器面板：,TX1,TX2,Link,PWR,SPD,FDX,Fiber,TX,RX,RJ45双绞线接口,光信号发送接口,光信号接收接口,电源指示灯,光纤连接指示灯,TX1/2速率指示灯,TX1/2全双工指示灯,32,自控系统PLC编程软件,Rockwell RSLogix500 RSLogix500是针对SLC500系列PLC的32位基于Windows的梯形图逻辑编程软件包。,33,自控系统控制模式,粗、细格栅、沉砂池控制模式 就地控制：由设备就地控制柜对设备进行操作； 远程手动：由操作员通过上位机操作界面操作设备运行； 自动模式：PLC根据格栅前后的液位差自动控制格栅的启停，可通过上

13、位机对条件进行设定； 定时模式：PLC根据设定的启停时间间隔自动控制格栅和沉砂池排砂装置的启停。 格栅机和沉砂池排砂装置的联动设备自动延时启动、延时停机。,34,自控系统控制模式,提升泵控制模式 就地控制：由设备就地控制柜对设备进行操作； 远程手动：由操作员通过上位机操作界面操作设备运行； 自动模式：通过PLC中预设的参数对提升泵的运行进行自动控制。1-4号提升泵根据提升泵房的 液位值，与预设的值进行比较，自动判断决定启动的泵的类型和台数，条件如右： 系统设置了低液位保护，液位过低系统将强制所有的泵停机并报警。,（提升泵房液位 H ，设定条件 H1-H10） HH10 启动所有的泵，并高液位报

14、警； 提升泵启停条件判断后，在需要泵停机时，系统自动寻找运行时间最长的泵停机；需要启动泵时，系统自动寻找停机时间最长的泵启动； 提升泵启停条件判断后，如果需要启动的2号小泵故障，系统将自动选择一台停机时间最长的大泵启动，代替小泵运行，并发出报警； 当故障的泵太多无法满足自动运行条件，系统将最大限度的运行并报警； 系统对每个泵的总运行时间进行统计； 设置参数可通过操作员界面进行修改，液位参数设有启动死区，避免泵频繁启停。,35,自控系统控制模式,生化池风管调节阀控制模式 就地控制：由设备就地控制柜对设备进行操作； 远程手动：由操作员通过上位机操作界面操作设备运行； 自动模式：PLC根据生化池内D

15、O2、DO3的值与设定的给定值比较，根据偏差和变化趋势调节风管调节阀的开度，使生化池的溶氧保持在给定值。 系统设置了调节阀最小开度保护，和溶氧超限报警。,36,自控系统控制模式,污泥回流泵控制模式 就地控制：由设备就地控制柜对设备进行操作； 远程手动：由操作员通过上位机操作界面操作设备运行； 自动模式：通过PLC中预设的参数对提升泵的运行进行自动控制。1-4号回流泵根据进水流量，与预设的值进行比较，自动判断决定启动的泵的台数。 系统设置了低液位保护，液位过低系统将强制所有的泵停机并报警。,自动运行方式和参数：（根据进水流量分段控制） 进水流量Flux = F4 4台泵运行 控制死区： F_DZ,37,自控系统控制模式,刮泥机控制模式 就地控制：由设备就地控制柜对设备进行操作； 远程手动：由操作员通过上位机操作界面操作设备运行； 定时模式：PLC根据设定的启停时间间隔自动控制刮泥机的启停。,38,自控系统控制模式,沉砂池浆叶分离机、生化池搅拌启、推流器等控制模式 就地控制：由设备就地控制柜对设备进行操作； 远程手动：由操作员通过上位机操作界面操作设备运行。,39,自控系统控制模式,系统保护 故障保护：设备出现故障，控制程序