西门子模块6ES7223-1PM22-0XA8千万库存

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PLC在啤酒废水处理控制系统中的应用（上）     引言
随着环境问题对人类生存的影响日趋加重，人们对环境保护的意识也日益重视。特别是近10多年来，我国在环保方面的工作取得了一定的成绩，使环境污染得到了一定的遏制。与此同时，环保产业也取得了很大的发展，许多地区竞相将其作为重点发展的领域之一。其中城市污水处理和工厂废水处理，控制污水排放，都得到高度重视，污水处理行业已成为一个新兴、热门的行业。
我国在《污水综合排放标准》（GB8978－88）中规定了各种工业废水排入城市排水管网时，各类污染物的较高允许排放浓度，以保证城市污水处理厂的正常运行。由于各地城市污水的水源水质不同，因此相应采用的污水处理工艺方法也不同。
1 工艺介绍
1.1 啤酒厂废水翠的主要工艺
一般啤酒厂的废水处理主要采用好氧处理、水解－好氧处理和厌氧－好氧联合处理等几种工艺技术。
好氧处理工艺主要采用活性污泥法、高负荷生物过滤法和接触氧化法等。水解－好氧处理主要利用水解反应器使啤酒废水中的大分子难降解**物被转变为小分子易降解的**物，出水的可生化性能得到改善。实验结果表明，水解和好氧处理相结合，比完全好氧处理更为经济。厌氧－好氧联合处理技术是一种能有效去除**污染物并使其矿化的技术，它将**化合物转变为甲烷和二氧化碳，该处理技术系统结构简单、占地面积小、便于运行管理。
目前，啤酒的废水处理，一般采用厌氧－好氧处理技术，这是一种在处理效果、投入成本和经济运行方面都较为合理、经济的方案。
南京英特布鲁啤酒厂废水处理系统设计指标为：日处理能力为5000  /天，进水指标为：COD2500  、 、  及  ～12；经过处理后，其排放指标为：COD  、  、  及  。处理后的水质达到国家排放标准。
整个污水处理系统主要由集水井、调节池、预酸化池、IC塔、二沉池等设备和建筑物构成，自动控制系统配置一套SiemensS7－300PLC系统和一套上位机监控系统。
1.2 工艺流程
啤酒厂废水处理的工艺过程如图1所示。啤酒生产过程中的麦糟水、洗涤水等排放废水，首先进入集水井并流入调节池，进行初步的物理处理，去除污水中的杂质，在必要时进行降温处理。随后进入预酸化池进行pH值等指标调整，使其满足在IC塔处理过程，在其处理过程中产生的沼气，目前主要采用燃烧排放的方式（以后可以进行沼气利用处理）。在IC处理过程中，当污水水质达到一定要求后，废水排放到曝气池进行好氧处理，随后在二沉池进一步沉淀、分离污泥，使排放水质达到排放标准，最后才排放至附近河流或经后进行2次利用。

PLC在水处理控制系统中的应用
     本文以山东沾化炜烨电厂锅炉补给水处理'>水处理控制系统'>控制系统为例，论述了OMRONPLC'>PLC在水处理'>水处理领域的应用。对系统的硬件、软件结构及工作原理进行了说明，并且重点先容了OMRONPLC'>PLC的子程序调用结构和对模拟量信号处理的软件编程及在与人机界面通讯时的编程留意事项。运用表明，该系统能够满足电厂锅炉补给水处理的自动控制要求，并且具有先进、可靠、控制性能好等优点。

主控单元采用C200HEPLC是OMRON公司的中小型PLC产品，方便实现扩展性优良的生产现场；它能进一步增强PC的基本功能，可靠，方便的数据处理进步生产现场工作效率；CX-Programmer是OMRON开发的应用于C200HPLC的编程软件，运行在bbbbbbs2000操纵系统中，在自动化工程各方面具有友好的用户功能。它致力生产现场情报化充实适应bbbbbbs的软件；它的单元品种齐全，对各种各样的机械设备实现较佳控制。

1工艺简介

本例根据原水水质条件、锅炉汽水系统对补给水的水质要求，锅炉补给水处理系统流程为：原水→原水箱→原水泵→热交换器→多介质过滤器→活性炭过滤器→反渗透预脱盐系统→中间水箱→中间水泵→混和离子交换床→除盐水箱→除盐水泵→主厂房。另外包括过滤器反洗系统、混合离子交换床再生系统、加药系统等。

原水箱用于贮存进进本系统的原水，其目的是为了调节进水流量的变化，防止进水波动影响到系统运行，保证系统的进水量及进水水质的稳定。

原水泵是为预处理系统提供充足的原水流量和压力。

热交换器的作用是使进水维持在一定的温度范围之内，以利于保反渗透系统出力的稳定。

多介质过滤器的作用是滤除原水带来的细小颗粒、悬浮物、胶体，**物等杂质，以及经加药后形成的矾花，从而保其出水SDI（污染指数）≤4。

活性炭过滤器的作用是往除水中低分子**物，游离氯，也能较少水中异味，色度和嗅味。

反渗透预脱盐系统利用反渗透膜的特性来除往水中尽大部分可溶性盐分，胶体，**物及微生物。

中间水箱使反渗透产水侧承受较低的压力，避免反渗透膜受到背压而导致不可恢复的损坏，同时缓冲由于后级离子交换系统阀门切换时造成的压力波动，并可通过中间水箱的液位控制反渗透的启、停运行。

中间水泵的作用是为后续水处理系统提供稳定的压力和水量。

混和离子交换床的作用是将反渗透产水中保存的离子进一步往除。

除盐水箱用于贮存本系统的产水，其目的是为了保证锅炉供水水量的稳定。

除盐水泵的作用是为锅炉系统提供稳定的压力和水量。

图1锅炉补给水处理流程

2控制系统'>控制系统配置及说明

2.1总体控制要求及功能

电厂锅炉补给水处理自控系统的要求是对水处理过程进行自动控制和自动调节，使处理后的水质指标达到要求的范围。在公司水处理控制室上位机发出指令时，将当前时刻运行过程中的主要工作参数（水质参数、流量、液位等）、运行状态及一定时间段内的主要工艺过程曲线等信息由现场上传到水处理控制室上位机。

功能如下：

控制：在水处理控制室能对被控设备进行在线实时控制。
显示功能：用图形实时地显示各现场被控设备的运行工况，以及现场的状态参数。
数据治理：依据不同运行参数的变化快慢和重要程度，建立生产历史数据库，存储生产原始数据，供统计分析使用。利用实时数据库和历史数据库中的数据进行比较和分析，得出一些有用的经验参数，有利于优化控制，并把一些必要的参数和结果显示到实时画面和报表中往。
报警功能：当某一模拟量（如流量、电导、水位等）丈量值**过给定范围或某一开关量（如电机启停、阀门开关）发生变位时，可根据不同的需要发出不同等级的报警。另外还可对PLC进行诊断报警。
打印功能：可以实现报表和趋势打印以及各种事件和报警实时打印。

图2锅炉补给水处理控制系统配置

2.2PLC程序结构及实现

2.2.1本工程根据工艺特点，在PLC编程中采用子程序调用的形式，这样不仅程序可读性强，而且缩短PLC程序扫描周期。以反渗透除盐系统控制程序为例，根据工艺要求反渗透除盐系统控制程序包括反渗透装置阀门上位机软手操控制（ROSoftoperation），反渗透除盐系统备用控制（ROStandby），反渗透除盐系统运行控制（RORunning）和反渗透除盐系统冲洗控制（RORinse）。这四种工作状态在同一时刻是一的，我们可将其做成子程序的方式，被反渗透程序（RO）调用。反渗透程序（RO）又和报警程序（Alarm）、泵控制程序（PumpControl）、模拟量处理程序（AD003Setting）、地址转换程序（IOConvert）、液位联锁程序（LevelInterlock）等作为子程序被控制主程序（MainProgram）调用，这样做大大缩短了PLC的扫描时间，而且控制思路清楚，程序可读性强。操纵职员只需在上位机上发出简单的指令如，软手操请求、运行请求、冲洗请求等，控制程序即可按照工艺要求步骤对现场设备进行控制。

图3控制系统部分人机界面

对于OMRONPLCC200HE控制器的编程软件CX-Programmer来说，通过简单的指令既可以实现子程序调用。例如：

在控制主程序中写进下面的指令，用来调用“0”号子程序：

在“0”号子程序中的首端写进下面的指令：

在“0”号子程序中的末端写进下面的指令：

这样就完成了主程序对子程序的调用和子程序的返回。

本工程使用的模拟量输进模块是OMRON的AD003，该模块的实际使用通道数和模拟量电信号类型可以通过PLC指令灵活配置。本例中每个模拟量输进模块所包含的8个通道均配置成使用状态，模拟量电信号类型配置成4~20mA。在模拟量处理程序（AD003Setting）中写进的指令如下：

对于OMRONC200HEPLC的模拟量输进模块AD003来说，当来自仪表的4~20mA信号不在4~20mA范围内（低于零点或**出量程）时，AD003模块会将现场模拟量值转换成大于1000（16位的二进制数）的数值，相应在上位机上会显示该模拟量的满量程值。造成显示错误，引起操纵职员误解。为了避免这种现象发生，我们需要在程序中往除**出范围（小于0000(4mA)和大于1000(20mA)）的干扰信号。具体指令如下：

对于OMRONPLC与上位机交换的地址，建议将其放在控制主程序中，转成HR保持数据区格式。

3结语

此控制系统运行系统稳定、可靠。较大地进步了劳动生产率，该系统有效地解决了生产中的很多题目，如减少了生产过程中的突发故障，缩短了生产预备时间和抢修时间，减少了工人的劳动强度，为电厂锅炉补给水处理创造了可观的经济效益和社会效益，达到了节能、降耗的目的。

PLC中辅助继电器M和状态继电器S的区别主要是：
 
辅助继电器M和状态继电器S都是PLC内部的软继电器，只有0和1两个判断状态，但是他们的功能和使用位置却完全不一样。
 
1、辅助继电器M：
   辅助继电器M相当于实践当中一般控制电路的中间继电器，它只是在PLC内部程序(梯形图)中使用，不能对外驱动外部负载，在PLC梯形图用于逻辑变换和逻辑记忆作用。辅助继电器M有通用辅助继电器、断电保持辅助继电器M和特殊辅助继电器M，辅助继电器M接受外部的信号也可以接受内部其他软元件的控制信号来控制其他部分，M的触点（常开、常闭）可以无数次被使用，但是线圈却只有一个，这是常用的辅助继电器M；还有特殊用辅助继电器M，一种只用它的触点，一种只用它的线圈。
 
2、状态继电器S：
状态继电器S一般都是用在步进状态编程SFC内，一个状态一般用一个状态继电器，只用S的线圈而不是触点，PLC编程时一般用指令STL+状态继电器S的触点符号就表示进入这个继电器代号的状态，所以在编程的电路中不用触点。
状态继电器S如果不用于步进指令编程SFC，它也可以当作辅助继电器M使用，使用方法和辅助继电器M一样。PLC的控制性能
可以分为高档机、中档机和低档机。
低档机
这类可编程序控制器，具有基本的控制功能和一般的运算能力。工作速度比较低，能带的输入和输出模块的数量比较少。
比如，德国SIEMENS公司生产的S7-200就属于这一类。
中档机
这类可编程序控制器，具有较强的控制功能和较强的运算能力。它不仅能完成一般的逻辑运算，也能完成比较复杂的三角函数、指数和PID运算。工作速度比较快，能带的输入输出模块的数量也比较多，输入和输出模块的种类也比较多。
比如，德国SIEMENS公司生产的S7-300就属于这一类。
高档机
这类可编程序控制器，具有强大的控制功能和强大的运算能力。它不仅能完成逻辑运算、三角函数运算、指数运算和PID运算，还能进行复杂的矩阵运算。工作速度很快，能带的输入输出模块的数量很多，输入和输出模块的种类也很全面。这类可编程序控制器可以完成规模很大的控制任务。在联网中一般做主站使用。
比如，德国SIEMENS公司生产的S7-400就属于这一类