基于工业以太网的污水处理控制系统的研究 | |
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| (点击题目可以在互联网中搜索该题目的相关内容)日期：2006-12-26 22:28:31 来源： 中国自动化网 作者： 点击： | |
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长期以来，可编程控制器(PLC)在工业自动化领域中得到了充分的应用，为各种各样的控制设备提供了可靠的控制和整体解决方案，满足企业对自动控制的需求，可以方便灵活地进行现场设置、检测、监控各种设备的生产参数。随着网络技术的发展，控制系统结构也向网络化，开放性发展。越来越多的PLC供应商开始提供Ethernet接口设备，从而构成了工业环境下的以太网的控制系统，采用工业以太网彻底打破了传统工业自动化“孤岛”观点，使整个厂区按生产节点有机地构成一个远程监控网络[1]。 工业以太网(Industrial Ethernet)是按照IEEE802.3(以太网)国际标准，设计用于工业应用的一种单元网络，通过它可以使自动化系统彼此连接，并为PC和工作站提供同机种和不同机种通信，它具有很高的通信性能，可作为实现范围广泛的开放式网络的解决方案。工业以太网与现场总线相比，具有向下兼容性，实现交换、全双工传输、带宽10MB/S到100MB/S至1000MB/S，主要运用于工业环境下的网络系统。工业以太网应用于自动化领域具有以下优点：低成本、易与Internet集成和受到了广泛技术支持等[4]。 某港口20万吨级铁矿石码头改扩建项目中，污水处理和堆场喷洒系统是基于工业以太网的PLC控制系统。施耐德公司的PLC可以通过工业以太网控制网络与其编程软件Concept进行交互，技术人员可以在比较良好的环境下通过以太网络对程序进行修改，而不必到环境恶劣的现场去操作。施耐德公司的透明工厂技术已经使得工业以太网技术可以成功的应用于PLC控制系统当中。本文将就如何在该系统中实现施耐德MODICON PLC网络控制系统进行研究。 2系统分析与设计 2.1控制要求 污水处理系统的控制要求：污水站集水池设有2台液下泵，根据集水池的液位自动启停，两台泵轮流先后工作。在启动液下泵的同时，启动计量泵。污水提升到中间水池后，中间水池有两台潜污泵，轮流工作，并可以在一台泵故障时，启动另一台泵。污泥池有两台污泥泵，根据浮球阀的状态自动启停污泥泵。并可在上位机监测集水池和清水池水位，容器罐、污泥增压泵及出水管的压力，出水管的流量。 洒水系统的控制要求：可在现场控制柜控制喷水和上位机远程控制操作。远程控制时可以实现上位机点动控制喷水阀喷水和堆场循环喷水。分为单堆场喷淋和全堆场循环两种模式：单堆场循环为上位机选定某个堆场喷淋；全堆场循环为根据堆场有无堆料、有无斗轮机悬臂信号和是否选中喷淋的情况对整个堆场进行全堆场循环喷淋一次。 2.2系统设计 该污水处理和堆场喷洒自动控制系统由1座现场PLC主站，10座远程I/O子站组成，计算机监控工作站设在中控室内，通过工业以太网连接。在中控室安装有一套洒水控制工业计算机，运行人—机界面，完成污水处理系统和堆场喷洒系统的监控和生产管理。它监视、控制、管理整个污水处理系统和堆场喷洒系统的全部生产过程和工艺流程。 在该系统中采用100Mbps光纤工业以太网，通过工业以太网光端机，将所有现场控制主站、操作站及所有远程I/O站等用光纤以太网连接起来。在污水处理系统现场控制主站设一套 MODICON QUANTUM系列 PLC，在堆场喷洒系统10个阀门控制箱远程控制子系统各配一套MODICON MOMENTUM系列PLC作为远程I/O站。通过光纤工业以太网和现场控制站相连接。监控工业计算机通过以太网连接现场控制PLC主站来实现污水处理系统和堆场喷洒自动控制系统与总控制系统的数据通信。因为施耐德公司的ModbusTCP/IP (1998) 是目前工业以太网的事实标准，并使以太网在传感器级和设备级得到了大量的应用。 本控制系统设备采用施耐德电气公司生产的TSX Quantum和Momentum系列PLC。以工业控制计算机作为中央操作站（操作站和工程师站）。中央操作站负责设备运行的状态监控、生产信息处理、打印、系统起停命令发送、回路调节、设定位给定等功能。现场站负责现场I/O信号采集、回路控制、联锁顺序控制，现场所有的信号通过电缆引到现场站。现场站和操作站通过工业以太网完成它们之间的信息和数据交换，真正体现了分散控制、集中管理的原则。本系统的建立遵循开放性原则，采用结构化体系，并对将来的发展具有完全的兼容性和可扩充性，采用工业以太网结构形式，具有良好的可扩充性和开放性，只要符合工业以大网协议的设备都可以上网，可以极其方便地外挂生产调度管理系统（MIS系统）。 本新闻共2页,当前在第1页1 2
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