污水处理系统架构设计分析论文
摘要：本文提出了一种基于PLC工业网络的污水处理系统的架构设计，详细介绍了该系统的结构框架、系统选型、传输系统及使用协议，该方案具有较高的可靠性，性价比高，对相关工程项目有一定参考价值。
关键词：PROFIBUS；PLC；工业以太网；污水处理系统
1PLC控制系统在污水处理中的优势
我国是个缺水的国家，人均水资源占有量只为世界人均水资源占有量的1/4。而且我国的水资源在时空和地域上分布不均匀，更加重了缺水的实际情况。随着中国城市化、工业化的加速，水资源的需求缺口也日益增大。在这样的背景下，污水处理行业成为我国非常重要的绿色产业。目前污水处理厂分为大、中、小三种规模：日处理量大于10万m3为大型处理厂，1-10万m3为中型污水处理厂，小于1万m3的为小型污水处理厂。近年来，大型污水处理厂建设数量相对减少，而中小型污水厂则越来越多。如何搞好中、小型污水处理厂，特别是小型污水厂，是近几年许多专家和工程技术人员比较关注的问题。随着全球水资源供应的.紧张和对自动化要求的增加，我国的污水处理厂必然是向着高度自动化和无人职守的方向发展。PLC控制为主导的控制方式始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。其主要原因，在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前污水处理厂对自动化的需要。本文主要针对小型污水处理系统提出架构设计。
2基于PLC的污水处理系统总体框架及选型
本系统设计考虑到小型污水处理厂地理位置相对较为集中，对数据传输可靠性及实时性要求高，不需要频繁对设备进行维护保养，降低后期运行成本，系统使用工业网络结构，采用有线信息传输方式，确保在各类恶劣自然环境及工业环境下可靠地将数据及时传输，总体结构分为控制中心（包括上位机和PLC）和现场通信模块（包括各类传感器和模拟量输入输出模块）两级。在PLC的选型上，综合考虑控制中心采用中国汇川公司的AM610PLC作为主机，系统功能上除包含正常分断、短路、过载、隔离等功能外，还包含触摸屏、PLC、变频器、PROFIBUS-DP通讯模块、工业以太网通讯模块、接触器、继电器、中间继电器、DC24V稳压源等；现场通信模块采用汇川AM600-RTU-DP，还包含PLC模拟量输入、PLC模拟量输出、各类传感器、现场控制器等模块。
3工业网络设计
该系统的PLC网络采用两种网络混合搭配组建，一种采用以太网通信，用在控制中心，鉴于控制中心各类信号较多，又要和上位机及组态软件通信，各类传输协议较多，以太网能够很好地完成各类通信，且控制中心一般室内环境较好，工业干扰较少，系统设备相对集中，以太网传输距离和网速均能满足使用要求且成本较低，可以实现优良的性价比。本系统中的上位机和AM610的通信以及触摸屏IT5104E-J和AM610的通信均使用以太网。第二种采用Profibus通信，用于现场控制，现场工况复杂，干扰源多，鉴于Profibus通信技术已在各类现场控制中得到验证，传输距离远，信号稳定可靠，抗干扰性强。AM610，变频器，AM600-RTU-DP上均包含Profibus接口，组建网络非常方便，各类现场传感器，阀门控制信号都可以连入输入输出模块，AM600-RTU-DP与控制中心AM610双向通信，AM600-RTU-DP将现场信号传递给AM610，AM610将指令下达给AM600-RTU-DP。系统总体架构图如图1所示。此系统的优点是充分考虑了现场工况，确保了系统通信的可靠性和实时性，性价比高，并能抵抗一定程度的外部恶劣环境。该系统综合使用了传感器、PLC、组态技术及工业网络通信。特点是自动化程度高，系统集成度高；可以实现大量智能化站点集成，兼容市场主流的各家仪表，易于实现。
4结束语
本系统设计的PLC网络，通过Profibus实现远程模块AM600-RTU-DP与控制中心AM610对现场设备采集及控制，上位机与触摸屏通过以太网实现与AM610的通信系统，可靠性高，能抵抗恶劣的自然环境，系统兼容性好，各类厂家的传感器都可以使用，而且后期维护工作量小，具有一定的实用价值。
参考文献
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