全民炸金花官方下载
您的位置:主页 > 产品展示 > 产品四类 >

基于WINCC监控软件及总线技术实现电厂废水处理控制系统的设计

日期:2019-06-16 17:08

  厂于1967年1月由水利电力部批准筹建,采用火力发电,装机容量40万千瓦,年发电量25亿千瓦·时,主要担负着山西中南部地区工农业生产及人民生活用电,是山西电网的主力电厂。

  霍州发电厂建设时正处于中国发展的特殊年代,在选厂、设计、设备选购、施工、安装和投产发电等方面追求简易发电,给安全经济生产留下先天缺陷。由于火力发电厂是工业用水大户,因此每天的工业废水如果直接排放,不仅浪费水资源,而且会造成严重的环境污染。

  以往的废水处理系统采用人工手动控制,造成人员工作强度大,控制效率低,控制工艺落后。本次项目采用全新的自动控制系统和监控技术可以克服以前人工控制精度低、运行操作繁琐、误操作可能性大等缺点,该系统的废水处理工艺流程具有一定的先进性,达到了电厂废水零排放,大大提高了水的利用率。同时可以通过网络把监控数据融入整个电厂的自动化管理中,节省人力物力,便于集中管理。通过本自动控制系统把处理过的废水再纳入整个电厂的水循环中,提高电厂用水的效率,节约成本,提高了整体的经济效益。使电厂的自动化管理和自动化控制生产方面达到一个新的高度。

  本次项目的主要任务包括含煤废水的回放、化学再生废水收集、主厂房内系统优化消防、生活水系统隔离、生活污水及工业废水回用工程。采用一定的污水处理工艺,并通过自动化控制达到预期规定的控制指标。整个废水处理系统由收集池、调节水池、净化器、污泥池、清水池等部分组▷•●成,在废水处理过程中,我们将系统划分为五个子系统来处理,分别为:净水系统、储药系统、过渡调节系统、清水回用系统以及污泥浓缩系统。

  电厂的废水处理系统工艺流程图如图2所示:图中的圆代表收集水泵;长方形代表集水池;长圆罐代表一体化净化器,系统中共有四个净化器,其余三个在图中省略。箭头的指向代表废水的流向,其流向为从左往右。

  为保证废水处理系统安全稳定的运行,该项目中控制器、执行器、监控组态部分均采用西门子系列产品,主要有以下几部分:

  d. 信号模块(SM):数字量输入模块SM321,数字量输出模块SM322,模拟量输入模块SM331,模拟量输出模块SM332

  控制系统的设计包括PLC控制系统部分,系统采集与执行器控制部分以及上位机的监控系统部分。系统结构设计图如图3所示。

  在电厂污水处理控制系统中,根据用户要求及实际情况分析,我们采用西门子公司的S7-300系列产品来完成此项目。参照西门子公司提供的产品技术参数,以S7-300系列中的CPU315-2DP实现控制功能,由于该系统模拟及数字输入输出量较多,采用接口模块IM360、IM361(主机架使用IM360,扩展机架使用IM361)连接扩展的信号模块满足系统要求,其中信号模块包括若干数字量输入模块 SM321,数字量输出模块 SM322,模拟量输入模块SM331,模拟量输出模块SM332。

  现场多台工作泵采用西门子MicroMaster430变频器,MicroMaster430变频器除了具有第四代变频器的特点以外,还具有应用于风机和泵类的硬件和软件特征,尤其适合用于风机和水泵负载的控制。使用此种型号的变频器可以节约能源消耗,降低运行噪声,对环境起到很好的保护作用。

  电厂污水处理控制系统的输入输出信号主要分成4个部分,放在三个相连的导轨上:

  l 模拟量输入:一站集水池液位,二站集水池液位,清水池液位,污泥池液位,过渡水池液位,溶药箱液位,流量计和四个进化器的浊度和压差。

  l 模拟量输出:四个控制变频器(一站收集水泵、回用水泵、加药计量泵a、加药计量泵b)。

  l 数字量输入:分为各个水泵风机的运行,故障反馈信号,手/自动选择信号;各个阀门的手动开,关控制信号,故障反馈信号和手/自动选择信号。

  l 数字量输出:分别为对各个水泵、风机的开、关、复位输出控制信号;各个阀门的开,关输出控制信号;变频器的启动,复位控制信号。

  系统配置了操作员站和工程师站,操作员站的上位机采用研华科技的610H工控机,监控系统使用西门子WINCC监控组态软件,它不仅能很好的支持S7系列的CPU,还集成了多种网络连接方式,使上位机与自动化系统的连接工作非常方便。而且它提供了适用于工业的图形显示、消息报警、过程值归档以及报表打印等模块,具有高性能的过程耦合、快速的画面更新、以及可靠的数据管理功能。图4所示为WINCC组态示意图。

  在采用本系统实施方案前,客户拟采用CPU315模块及通信处理器模块CP343-1实现系统要求,由于CP343-1有其自身的处理器可连接SIMATIC S7-300和工业以太网等 ,可独立处理数据通信,这样使得系统可扩展性增强。由于考虑到项目总体预算及成本,本方案将前方案中CPU315模块换为CPU315-2DP,并省去通信处理器模块CP343-1,这样既满足了系统要求,又减少了系统模块,综合计算后为项目开发节约了不少硬件开支。

  根据工艺,整个系统的程序由下列几个部分组成:1#集水池、2#集水池、清水池、调节水池、净化器正洗、净化器反洗、加药、净化器停止。每个程序都可以单独控制和单独运行,同时每个程序又是系统的组成部分,它们之间互相有数据的传●输。它们组合在一起动作就构成了完整的PLC控制系统程序。下图5为工业部分现场图:

  程序中编程采用STEP 7软件。这套软件不仅是一个简单的程序编写软件,还集成了硬件组态、网络组态、系统调试、项目管理等各种功能,使项目的实施更加方便。在本控制系统的完成过程中,主要进行了以下几部分的程序设计(如图6):

  l 由废水处理的工艺流程可以知道,废水在经过一系列的水池后最终进入四个废水净化器,在净化器里经过工艺的处理后排放到清水池中。从程序角度看,四个废水净化器的控制流程一致,因此没有必要为每个净化器编写一段代码,只需编写一个函数块,让它们都调用即可。为此,对于在净化器中的正洗、反洗和停止流程都编写了一个程序块,分别是FB11,FB12,FB13。对于每个净化器来说只要分别调用相同的函数块就行,对于每个净◆▼化器中不同状态的数据是利用其不同的数据块来加以区别的。这样在整个程序中即保持了流程的统一性,即减少了程序代码,节约了存储空间,又方便维护和修改。

  l 模拟量信号因为其在传输过程中有可能会受到其它信号的干扰,而可能出现较大幅度的瞬间变化,而这些值对于系统来说是毫无用处的,甚至有些还可能引起系统的异常运行。由于模拟量总是随着时间连续变化的,所以可以利用滤波算法把瞬间变化的干扰信号过滤掉,把有用的数据传输给PLC控制系统处理。在废水处理控制系统中由于所要求数据处理速度不快,精度也是不要求太高,只是为了防止突然间信号的瞬间变化影响到系统中程序对水质,浊度的判断,所以在系统中使用算术平均滤波算法,算法处理简单,可靠性高,程序编写方便。在程序中定义了FB21作为滤波处理算法的功能块,相当于函数一样,参数的传递是Analog_in变量,返回值是Analog_out变量。事实证明这种算法已经能够满足现场的实际需要,取得△▪▲□△了良好的效果。

  l 本控制系统使用的CPU 315-2DP中没有集成相应的系统功能块,故程序中使用FB41 “CONT_C”作为PID控制功能块。CONT_C可以在S7系列PLC中实现对于连续输入输出变量的PID控制。CONT_C中的PID控制环节为增量式PID环节,相关参数可以通过输入参数进行实时调整。PID控制程序块与模拟量滤波算法一样都放在定时中断OB35中,它们一个是输入滤波,一个是输出控制,这样可以准确地掌握程序运行时间,提高控制精度。

  电厂污水处理控制系统的输入输出信号主要分成4个部分,分别为模拟量输入、输出,数字量输入、输出,并放在三个相连的导轨上,如图7所示:

  输入输出的硬件接口是也是系统设计的一部分,它反映的是PLC输入输出与现场设备之间的连接,只有正确连接安装才能使得PLC读取到数字量和模拟量,连接方法的不同可以有效地防止现场的干扰,保证数据的正确性。

  对于SM321的数字输入量模块,在15-25V直流电压以内都能检测到信号。由于现场的执行器也是发出的直流信号,因此把其直接和现场的开关设备连接来接收开关信号量,图8给出了的数字量输入模块接口示意图。

  数字量输出选用晶体管输出模块SM322,晶体管输出的响应时间短、寿命长、输出口密度高,但是其只能带直流负载而且带载能力弱。同时为了使PLC的输出和现场回路之间隔离,在输出端使用了继电器,通过继电器触点控制现场负载。这样使控制器与现场达到了电气隔离的作用,大大提高了系统的安全性,同时也使输出口带载能力得到了大大的增强。在继电器旁边加二极管泄放反电势能量,起到保护输出口的作用。图9给出了数字量输出模块接口示意图。

  输入连接到传感器上,采集系统模拟量数据。图10给出了模拟量输入模块接口示意图。

  系统可对废水处理装置的各项仪表数据实时的在线监视,并且生动直观的反应在监控界面上面。系统的刷新▽•●◆数据是1秒,历史的保存间隔是2分钟。图12为废水处理系统工艺监控界面。

  系统可以提供在线的实时参数修改,当在运行过程中发现工艺需要改进或其它问题,可以由操作员在线改变系统的参数,以使系统工作在最优的控制状态中,如图13。

  报警:当实时参数出现异常时,相应的监测点通过颜色的变化,提醒操作员注意,进行相关的操作,若需要可以配合声音报警。

  报表打印可以根据操作员的要求,生成符合要求的系统报表,并且打印。也可以设定让系统自动的根据间隔的时间实时的打印报表。图16所示为报表打印界面。

  的大小来决定保存的时间。保存的间隔为2分钟,初步估计可以有效存储13年左右。

  问题在定时器的使用过•☆■▲程中,由于设定的定时时间是需要根据实际的工艺来调整的,为此不能在定时器中使用常量▼▼▽●▽●定时时间。要新建DB25数据块,建立变量的参数时间选择

  ME数据类型,它是一个32位的数据,T#1D_1H_1M_1S_1MS,前面是一个标准的例子,表示定时时间为1天1小时1分1秒1毫秒。使用可变参数是为了和WINCC中通讯,使得现场操作员可以根据当前水质等一系列变化调整时间值,由于在WINCC中没有TIME这个数据类型,只能用DWORD32位整型类型来操作,这就涉及到了两个数据类型的转换的问题。根据实际情况所得TIME中的1s=1000(DWORD型)。为了减少STEP7中数据的处理量,在W□◁INCC中使用C脚本对数据进行了处理。WINCC中的时间以分为单位,因此1M=1s*60=1000*60=60000(DWORD型)。

  (2) 数据网上发布平台本项目中设计了系统数据的网上发布平台,在这里有两种方案可以考虑,一是利用西门子公司提供的WINCC Web Navigator软件开发网上的数据传送系统;二是利用Delphi软件来开发网络浏览系统。由于项目经费限制,我们采取了第二种方案。通过这种方案,界面的设计,和本地化系统的集成就都掌握在设计者手中,使得最后的系统能过符合客户的要求,人性化,易用性都比较高,而开发成本也在控制之中。

  (3)WINCC中动态报表的设计在实际项目中虽然WINCC提供了变量趋势显示、报表功能,满足了简单的归档数据访问要求,但不能完成该废水处理工程项目提出的复杂数据处理要求(如:进行有条件的查询和打印,任意时间、任意区段的查询等)。因此,在设计过程中对归档数据复杂查询技术进行了研究。WINC★◇▽▼•C是一个全面开放的组态软件,它可方便地集成标准Windows应用的对象、函数和文档;提供了访问所有WINCC功能的API编程接口;集成了OLE/OCX和ActiveX对象;它允许通过标准接口(标准SQL数据库)访问归档数据库;通过DDE、OPC接口与其它Windows程序进行数据交换。这些开放性为自行扩展和进一步丰富WINCC软件的功能、解决该工程问题提供了可能。在本项目中应用ActiveX技术实现WINCC归档数据复杂查询解决该工程问题是可行的:根据用户对控制系统有条件查询、打印的要求,运用Delphi设计ActiveX控件,然后在WINCC中调用该控件,最终实现WINCC不能完成的复杂归档数据访问任务。

  系统于2004年10月投入运行,两年来系统运行良好,未进行任何维▼▲修,电厂废水达到了零排放,大大提高了水的利用率。

  在项目进行的过程中,西门子在工控领域中安全、可靠、成熟、高效的产品及解决方案为项目的顺利进行提供了保证和保障。西门子的TIA理念及产品特点,着眼于整个工厂的控制和管理,采用统一的数据管理、统一的编程组态平台、统一的通讯规范和灵活的结构配置,从另一侧面保证了项目的顺利完成。

  本项目使用了WINCC监控软件,由于软件优越的开放性,解决了项目中的监控方面的难点问题,如WINCC中动态报表的设计等功能。而统一的国际标准编程语言及现场总线技术的应用,以及项目中软硬件设计的

  收藏人收藏分享:评论发布评论请先登录相关推荐低照度摄像机满足适合夜间拍摄监控效果

  通过分析三相脉宽调制(PWM)整流器在d-q旋转坐标系下的数学模型,设计了具有前馈解耦控制的PWM整....

  使用ARM7处理器和LPC2136设计嵌入式实时机器人控制系统的资料说明

  步进电机广泛应用于数控机床,加工中心等各种自○▲-•■□动化控制系统中,随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的....

  本课题时基于STC89C52单片机的交通信号灯控制系统设计,本系统采用时钟模块,红外检测模块,信号....

  近年来,我国服装工业迅猛发展,对工业缝纫机的性能也就提出了越来越高的要求。以直流无刷电机为动力单元的....

  基于PC的控制系统的确给机械设备和机器人的自动控制带来了巨大的改变,但是在实际应用中却有些不现实。

  大多节能灯和LED光源常配有紧凑型的、相对低廉的驱动电源,可显著提高系统的光效(lm/W),提高系统....

  同样是这个电路,我们用PLC来实现,梯形图如图2所示。 PLC是以“•●串行”方式工作的,也就是以扫描的....

  模拟风扇控制系统”能够模拟电风扇工作,通过按键控制风扇的转动速度和定时时间,数码管实时显示风扇的工....

  模拟调试是指根据开关量I/O单元上各位对应的发光二极管的显示状态而不带输出设备进行的调试。

  本文档的主要内容详细介绍的是CAN总线基础的详细资料概述包括了:概述,汽车总线与CAN标准,CAN的....

  DCS是分散控制系统(Distributed Control System)的简称,中文习惯称为集散....

  本文档的主要内容详细介绍的是系统仿真与MATLAB语言的六个实验指导书免费下载包括了:实验一 MAT....

  语音识别集成电路AP7003的介绍和在自动电梯语音控制系统中的应用说明

  介绍了一种新型的低成本语音识别集成电路AP70 0 3及其在自动电梯语音控制系统中的应用。对其原理和....

  随着永磁同步电机性能不断提高,在各种应用领域都具有广阔的前景和使用价值,因此对永磁同步电机及其控制....

  DCS从传统的仪表盘监控系统发展而来。因此,DCS从先天性来说较为侧重仪表的控制,比如我们使用的YO....

  最简单的DCS系统至少在垂直方向分两级,即:操作管理级和过程控制级。在水平方向上各个过程控制级之间是....

  是操作人员与集散控制系统间的界面,操作人员通过操作管理装置了解生产过程的运行状况,并通过它发出操作指....

  DCS为“分布式控制系统”。由于产品生产厂家众多,系统设计不尽相同,功能和特点各具千秋,所以,对产品....

  本文档的主要内容详细介绍的是模拟风扇控制系统的工程文件和源代码免费下载

  比例积分微分控制,简称PID控制,是最早发展起来的控制策略之一,由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高,....

  PLC对模拟量数据的采集, 基本上都采用专用的A /D模块和专用的功能指令相配合, 可以让设计者很方....

  本书介绍了 MATLAB 及其图形仿真界面 SIMULINK 的应用基础知识,详细介绍了 SIMUU....

  从工业自动化仪表的发展趋势看,智能化是其核心部分,所谓智能化表现在其具有多种新功能。

  这本书向学生介绍控制系统工程的理论和实践。本文着重介绍了该课题在反馈系统分析与设计中的实际应用。控制....

  “模糊控制”是一种基于模糊数学理论,采用语言规则与模糊推理和先进控制策略,它是近代智能控制理论中的一....

  适时放弃,当你开始怀疑一个解决方案的时候,你就应该考虑抛弃它,并且重新思考这个问题。不管你已经在这个....

  三防漆操作中的浸涂法一直有较广泛的使用,适用于需完全涂覆的场合;就涂覆的效果而言,浸涂方法是比较有效....

  本文档的主要内容详细介绍的是纯性控制系统工程教程之状态空间系统的响应能控性和能观性和状态空间系统描述....

  简要介绍了ARM体系及其特点,详细分析了ARM的流水技术、Cache技术、低功耗技术、代码压缩技术等....

  工业机器人广泛使用在产业制造上,汽车制造、电器、食品等,能替代反复机器式操纵工作,是靠本身动力和控制....

  作为控制理论与控制工程及其计算机仿真的强有力工具,近年来MATLAB/Simulink得到了业界的一....

  液化石油气简称 LPG(Liquefied Petroleum Gas)。在常温下,它是一种无色,无....

  咱们买东西的时候一般会考虑三个因素,好用、便宜、耐用。对于控制系统来说,很多人在项目设计阶段更多的考....

  比例控制(P)是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。根据设备有所不同,比例....

  自2014年起,新诞生的“星光”一词在安防领域几乎成为“低照度”的代名词,2016年至今,低照度摄像....

  11月15日消息,据麦姆斯咨询报道,Teledyne Technologies旗下的全球成像解决方案....

  随着一系列国家重点工程项目的实施,工业自动控制系统装置制造行业日益得到政府的重视和扶持。业内人士认为....

  本文首先介绍了计算机系统总线的特点,其次介绍了系统总线工作原理,最后介绍了系统总线技术规范。

  本文首先阐述了系统总线的概念,其次阐述了系统总线技术指标,最后介绍了系统总线的三大分类。

  随着微电子技术和计算机技术的迅速发展,PLC(即可编程控制器)在工业控制领域内得☆△◆▲■到十分广泛地应用。P....

  第4版共3篇,第1篇直流调速系统,第2篇交流调速系统,第3篇伺服系统。编写的思路继承了前三版◁☆●•○△的特色,....

  三相电压型PWM整流系统的基本原理和使用MATLAB进行仿真的资料说明

  本文介绍了三相电压PWM整流的基本原理,根据系统原理进行了控制系统的设计,用MATLAB7.0软件建....

  由于PLC和CNC同时控制工厂内的大量节点或功能,所以它们运营的实时性至关重要。对于一个解决方案而言....

  一台正作用执行机构只要装上反作用定位器,就能实现反作用执行机构的动作;相反,一台反作用执行机构只要装....

  将制造车间的数控设备与计算机联网构成DNC(DistributedNumericalContro1)....

  据外媒报道称,今年早些时候收购了NEEO的Control4公司已经完成了全新的NEEO Remote....

  通过综合采用用户级别的top、ps等系统工具以及Linux内核防护技术,我们可以从用户/内核两个层次全方位地保护Linux系统中重要系...

  IEEE 1394,又称火线(FireWire)接口,是一种高速度传送接口,适用于主板的标准工作速率为12.5、25或50 Mb/s,适用于外设...

  在采用主机轮询的机制下,我还想增加总线有A、B、RI、RO,我想知道RO在总线空闲时,电平是否稳定,一直为...

  在不同的工业控制系统中,工控软件虽然完成的功能不同,但就其结构来说,一般具有如下特点:实时性:工业◇•■★▼控....

  您好,在spi和声动态驱动程序中,CS管脚高和低之间有混淆,我们想在SPI总线上发送上百条以上的消息,并且每条消息都有CS高...

  这个不是直接把MAC时钟给关了吗? void ETH_DeInit(void) { RCC_AHB1PeriphResetCmd(RCC_A...

  接触器是控制系统中常见的电气元件,常用于电机的控制,那么如何在接触器上获取运行信号呢?

  大家好, 我将数据从一个总线传输到另一个总线,虽然它是直接映射,但它没有正确传输,存在误码。 任何人都可以给我这个问题的...

  Complete solutions for characterization and test of jitter in high-speed digital transmission systems, high-speed I/O...

  VME总线、结构:Master/Slave 2、数据传输方式:异步传输,复用/非复用周期...

  现场总线是近年来发展迅速的一种工业数据总线,作为工厂数字通信网络的基础,它是沟通生产过程现场及控制设备之间及其与高控制管...

  您好,我用我自己的PIC18F6527板作为执行器控制器。它用RS485总线 Modbus)配置的RC6和RC7管脚作为UART...

  SN54LVC646A八路总线收发器和寄存器设计用于2.7 V至3.6 VVCC操作,SN74LVC646A八路总线收发器和寄存器设计用于1.65V至3.6VVCC操作。 这些器件由总线收发器电路,D型触发器和控制电路组成用于直接从输入总线或内部寄存器多路传输数据。 A或B总线上的数据在适当时钟(CLKAB或CLKBA)输入的低到高转换时被输入寄存器。图1显示了使用?? LVC646A器件执行的四种基本总线管理功能。 输出使能(OE)和方向控制(DIR)输入控制收发器功能。在收发器模式下,高阻抗端口的数据存储在任一寄存器或两者中。 选择控制(SAB和SBA)输入可以复用存储的和实时(透明模式)数据。当OE \低时,DIR确定哪个总线接收数据。在隔离模式(OE \ high)中,A数据存储在一个寄存器中,B数据可以存储在另一个寄存器中。 当禁用输出功能时,输入功能仍然★-●=•▽有效,并且可以用于存储和传输数据。一次只能驱动两条总线A或B中的一条。 输入可以从3.3 V或5 V器件驱动。此功能允许在混合的3.3 V /5 V系统环境中将这些器件用作转换器。 这些器件完全指定用于部分断...

  HCT652器件由总线收发器电路,D型触发器和控制电路组成,用于直接从数据中复用数据传输总线或从内部存储寄存器。提供输出使能(OEAB和OEBA \)输入以控制收发器功能。提供选择控制(SAB和SBA)输入以选择实时或存储的数据传输。低输入电平选择实时数据;高输入级别选择存储的数据。图1显示了可以使用这些器件执行的四种基本总线管理功能。 A或B数据总线上的数据或两者都可以存储在内部D型触发器中无论选择控制端子还是输出控制端子,在适当的时钟(CLKAB或CLKBA)端子上都会发生从低到高的跳变。当SAB和SBA处于实时传输模式时,通过同时启用OEAB和OEBA \,可以在不使用内部D型触发器的情况下存储数据。在此配置中,每个输出都会增强其输入。当两组总线的所有其他数据源都处于高阻态时,每组总线保持最后状态。 为确保上电或断电期间的高阻态,OEBA \应通过上拉电阻连接到VCC,OEAB应通过下拉电阻连接到GND;电阻的最小值由驱动器的电流吸收/电流源能力决定。 特性 工作电压范围4.5 V至5.5 V 低功耗,80-A...

全民炸金花官方下载

上一篇:多人被拘、罚款!重拳出击环境违法行为
下一篇:农村生活污水处理一体化污水处理设备