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1.引言
B&R(貝加萊,www.br-automation.com)公司於1979年創建於奧地利。從創建以來,B&Ryizhizhiliyugongyezidonghuajishuchuangxinbingyinlingzhejishufazhandechaoliu。zhuoyuebingqiekaifangxingdechanpinzuidaxiandudimanzulekehuxuqiu,shikehudechanpinhexiangmujugexingyujingzhengli。1996年貝加萊來到中國,如今,貝加萊產品已在中國國內的塑料、包裝、印刷、紡織、食品等多個行業的機械自動化及電力、冶金、石化、汙水、市政工程等過程自動化領域中被廣泛地采用。產品含蓋PCC(可編程計算機控製器)、IPC(工控機),Panel System(人機界麵)、ACOPOS (伺服產品)、X20,X67(分布式I/O),APROL係統(DCS係統)等產品係列。豐富的控製部件和DCS係(xi)統(tong)被(bei)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)在(zai)各(ge)大(da)先(xian)進(jin)的(de)汙(wu)水(shui)處(chu)理(li)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)中(zhong),目(mu)前(qian)已(yi)有(you)上(shang)千(qian)套(tao)貝(bei)加(jia)萊(lai)的(de)汙(wu)水(shui)處(chu)理(li)係(xi)統(tong)運(yun)行(xing)在(zai)全(quan)球(qiu)的(de)各(ge)個(ge)國(guo)家(jia),係(xi)統(tong)性(xing)能(neng)有(you)口(kou)皆(jie)碑(bei)。
2.汙水工藝及特點
汙水處理的工藝流程大體分為:格柵處理、泵房提升、沉砂處理、一次沉澱池、曝氣池處理、二次沉澱池處理、泥漿製備、昭氣利用。需要控製的區域主要有進水泵房,鼓風機房,脫水機房,變電所,加藥間等區域。有柵格、總泵房、沉砂池、生物反應池、沉澱池、加氯間、汙泥處理裝置、變電站等控製對象。

在進水泵房,係統需要檢測粗、細格柵前後的液位,及設備的故障工況,手動/自動控製粗、細格柵的運行;采集泵房內及水泵運行工況及液位參數,並根據泵的運行時間,先後開啟水泵機組。
在zai鼓gu風feng機ji房fang,係xi統tong需xu要yao控kong製zhi鼓gu風feng機ji組zu的de開kai關guan機ji順shun序xu,檢jian測ce鼓gu風feng機ji組zu的de故gu障zhang報bao警jing,根gen據ju生sheng化hua池chi中zhong溶rong氧yang的de濃nong度du調tiao節jie出chu風feng閥fa開kai啟qi度du,檢jian測ce生sheng化hua池chi等deng相xiang關guan儀yi表biao的de參can數shu。在zai脫tuo水shui機ji房fang係xi統tong需xu要yao采cai集ji脫tuo水shui機ji房fang、汙(wu)泥(ni)池(chi)內(nei)電(dian)氣(qi)設(she)備(bei)運(yun)行(xing)工(gong)況(kuang)及(ji)附(fu)近(jin)的(de)儀(yi)表(biao)參(can)數(shu)並(bing)對(dui)相(xiang)應(ying)電(dian)氣(qi)設(she)備(bei)進(jin)行(xing)控(kong)。在(zai)變(bian)電(dian)所(suo)需(xu)要(yao)采(cai)集(ji)鼓(gu)風(feng)機(ji)房(fang)高(gao)壓(ya)變(bian)配(pei)電(dian)所(suo)設(she)備(bei)的(de)運(yun)行(xing)工(gong)況(kuang)及(ji)對(dui)附(fu)近(jin)電(dian)氣(qi)設(she)備(bei)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)等(deng)。具(ju)有(you)現(xian)場(chang)設(she)備(bei)查(zha)詢(xun),故(gu)障(zhang)記(ji)錄(lu)及(ji)報(bao)警(jing),各(ge)項(xiang)數(shu)據(ju)曲(qu)線(xian)等(deng)功(gong)能(neng)。
3.貝加萊控製係統方案:
根據項目的需求及特點,貝加萊方案為監控中心采用先進的管理控製技術,係統設計為控製層、監控層、管理層三層進行監測和控製。控製層分若幹個PCC子站分別對廠內設備、及監測點進行控製、監測,采集信號,控製生產設備;監(jian)控(kong)層(ceng),在(zai)廠(chang)內(nei)設(she)中(zhong)心(xin)控(kong)製(zhi)室(shi),對(dui)於(yu)獨(du)立(li)運(yun)行(xing)的(de)汙(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠(chang),中(zhong)控(kong)室(shi)有(you)二(er)個(ge)功(gong)能(neng),一(yi)是(shi)監(jian)控(kong)全(quan)廠(chang)的(de)整(zheng)個(ge)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng),二(er)是(shi)將(jiang)有(you)關(guan)汙(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠(chang)的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)況(kuang)上(shang)傳(chuan)汙(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠(chang)監(jian)控(kong)中(zhong)心(xin);將汙水處理廠監控中心執行指令下傳各PCC,由PCC控製各現場儀器及儀表;管理層主要在汙水處理廠監控中心完成。係統同時還充分考慮設計了特殊情況下的現場手動控製。
係統結構圖:

係統設計在現場采用貝加萊的PP400係列控製器,貝加萊的PP400是一款集成觸摸屏,控製器於一身的高性能控製器.一個設備同時實現現場的監控和操作以及I/O的處理.提高整個汙水係統的靈活度.支持100米I/O擴展的X20係統。各PCC站的通訊,采用CPU自帶的以太網接口,實現個站間的通訊和與監控中心的數據交換。設計自控係統的組成主要包括:
1. 1#PCC,2#PCC,3#PCC控製站
主控製器選用X20的高性能X20CP1485控製器,自帶以太網,和RS232或CAN通訊接口,其處理頻率達到Celeron 400MHZ,達到400US的任務執行時間。通過預先編製好的控製程序,對現場控製站I/O模塊進行數據采集和分析、運算並相應的輸出結果。通過自帶以太網接口實現與監控中心的數據通訊,並且采用容易擴展的X20的I/O單元,采用CAN,X2X通訊方式實現I/O的通訊,采集遠程設備的數據信號。12路的I/O寬度僅為12.5mm,長為9.9mm.結構緊湊,功能齊全,性價比高,安裝方便。
3個PCC站分別位於預處理站,鼓風機室,濾池和沉澱池。鼓風機房現場HMI采用貝加萊的PP100觸摸屏,PP100采用266MH高性能處理器,128MB DRAM,TFT 640*480 真彩10.4寸的大尺寸,IP65的防水等級。全金屬外殼。模擬電阻式觸摸屏其特性決定了長壽命,正常使用可達6年以上。並且具有很強的抗幹擾能力,並集成RS232,以太網,USB接口,方便用戶的通訊或擴展。主控製器與觸摸屏的通訊采用RS232。

2.變電站
控製器選用貝加萊的PP400,貝加萊的PP400是一款集成觸摸屏,PCC控製器於一身的高性能控製器,采用高速266MHZ CPU ,可達8GB的大容量的存儲器,具有IP65的防護等級,USB,以太網,RS232通訊接口豐富,256色真彩顯示。10.4寸的PP400作(zuo)為(wei)控(kong)製(zhi)主(zhu)站(zhan)的(de)控(kong)製(zhi)器(qi)和(he)人(ren)機(ji)界(jie)麵(mian)的(de)同(tong)時(shi)。還(hai)可(ke)通(tong)過(guo)屏(ping)查(zha)詢(xun)設(she)備(bei)狀(zhuang)態(tai),工(gong)作(zuo)記(ji)錄(lu),數(shu)據(ju)報(bao)表(biao),修(xiu)改(gai)係(xi)統(tong)參(can)數(shu)等(deng)功(gong)能(neng)。滿(man)足(zu)在(zai)變(bian)電(dian)站(zhan)本(ben)地(di)監(jian)控(kong)本(ben)地(di)操(cao)作(zuo)的(de)功(gong)能(neng),一(yi)體(ti)化(hua)的(de)設(she)計(ji)緊(jin)湊(cou)而(er)小(xiao)巧(qiao)。I/O模塊支持多種遠程擴展方式,如CAN ,X2X, POWERLINK,ProfibusDP,DeviceNet等。

3. ECU01-ECU10現場控製站
現場控製站的主要功能是遠程I/O模塊和通訊的功能,它主要包括模擬輸入模塊、數字輸入模塊、數字輸出模塊、以及通訊模塊。采集10個濾池的信號監控等。控製器選用貝加萊的X20自帶以太網,RS232,CAN接口緊湊型X20CP0291,達到2MS的快速掃描周期。采集10個濾池的控製信號,通過100M的以太網傳輸上下位的數據信息。I/O部分采用貝加萊的X20 I/O係統。如果濾池控製部分離其餘控製部分有一定距離,並且I/O點不多。我們采用貝加萊的具有12M 通訊速度,站間距離可達100米的X2X通訊總線,進行遠程擴展。方便現場的安裝,滿足實際客戶要求。並且X20係xi統tong支zhi持chi熱re插cha拔ba,即ji使shi個ge別bie模mo塊kuai或huo外wai圍wei設she備bei的de故gu障zhang也ye不bu會hui影ying響xiang其qi餘yu模mo塊kuai的de正zheng常chang工gong作zuo,避bi免mian因yin一yi些xie小xiao故gu障zhang而er導dao致zhi整zheng個ge係xi統tong癱tan瘓huan。節jie省sheng維wei護hu和he使shi用yong成cheng本ben。
4. 監控中心
采用貝加萊無風扇無線纜,可免硬盤運行的工控機APC620,采集現場PCC的實時數據和記錄狀況報表及報警等。實現全廠的綜合調度。兩台工控機互為主備,提高係統可靠性。控製係統具有全自動邏輯控製、在線工藝狀態顯示及參數記錄、運行故障診斷記錄、生產報表顯示記錄等功能。係統能長周期安全無故障運行。
5.網絡通訊及結構
利用各PCC自帶的以太網接口實現PCC站站以及ECU各站的通訊,以及與監控中心的數據通訊.光纖連接現場和監控中心。遠程I/O的擴展采用12M速率的X2X總線。通過RS485接口模塊控製現場變頻器的運轉,以及與儀器儀表的通訊連接。

貝加萊的控製係統支持分時多任務操作係統,觸摸屏和PCC均采用一個開發軟件來開發,麵向對象的編程方式,除常規編程語言外,並且支持C語言,BASIC語言等多種高級編程語言。以及完善的PID算法完成生產過程壓力、溫度、流量等工藝參數的PID回路調節。高性能的控製器和支持帶電插拔的X20 I/O 係統,單個模塊或部件的損壞不會影響其他設備的正常運行,提高汙水係統可靠性,利於係統維護。I/Odejiudijieru,zaitongguotongxunshangsong,tongxunjiezhiweipingbishuangjiaoxian,jianshaobuxianchengben,tigaodianqixitongkekaoxing。shixianjiujinjiexian,yuanchengjiankong。jiekoufengfu,taiwangtongxunjiekou, Modbus接口,CAN 通訊,RS485總線等與三方設備通訊的接口都包含在係統中,方便用戶的擴展和使用。
4.結束語:
貝加萊的汙水控製係統是以PCC、工控計算機、管理計算機、服務器、計(ji)算(suan)機(ji)網(wang)絡(luo)及(ji)軟(ruan)件(jian)係(xi)統(tong)為(wei)核(he)心(xin)的(de)汙(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠(chang)實(shi)時(shi)管(guan)理(li)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong),自(zi)動(dong)監(jian)測(ce)或(huo)監(jian)控(kong)汙(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠(chang)設(she)備(bei)及(ji)生(sheng)產(chan)運(yun)行(xing),達(da)到(dao)汙(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠(chang)遠(yuan)程(cheng)監(jian)測(ce)或(huo)監(jian)控(kong)自(zi)動(dong)化(hua)、管理信息化。使汙水處理廠內自動化控製及技術水平得到全麵顯著提升,可以安全、可ke靠kao地di實shi現xian各ge種zhong複fu雜za的de汙wu水shui處chu理li工gong藝yi流liu程cheng,減jian少shao人ren為wei因yin素su帶dai來lai的de可ke能neng事shi故gu和he隱yin患huan,保bao證zheng汙wu水shui處chu理li的de質zhi量liang,同tong時shi減jian輕qing勞lao動dong強qiang度du,提ti高gao工gong作zuo效xiao率lv和he經jing濟ji效xiao益yi。使shi傳chuan統tong汙wu水shui處chu理li廠chang生sheng產chan運yun行xing及ji管guan理li產chan生sheng了le質zhi的de變bian化hua。 |