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摘要：该文以茂名滨海新区生活垃圾无害化处理场渗透液处理自控系统为例，介绍PLC和组态王软件在渗透液处理系统中的应用。通过进行设计渗透液处理控制站，分析上位机和下位机软件和硬件的选型和特点，设计相应的程序实现包括超滤和RO系统等功能的自控系统，目前系统运行稳定、良好。
关键词：渗透液；PLC；组态王；自控系统
1、引言
为了保证茂名滨海新区生活垃圾无害化处理场渗透液处理站的稳定和高效，减轻劳动强度，改善操作环境，实现生活垃圾无害化处理场渗透液处理站的现代化生产管理，因此渗透液处理系统上的自控系统要在充分考虑生活垃圾无害化处理场工艺特性的基础上，按照具有先进技术水平的现代化填埋场进行设计，既考虑操作的合理性、管理水平的先进性，同时也考虑到高新技术应用的合理性、经济性，在保证生产管理要求的前提下，尽可能节约投资，获得良好的技术经济指标，从而设置计算机监控及数据采集系统，并能保证系统长期稳定高效地运行。本文以茂名滨海新区生活垃圾无害化处理场渗透液处理自控系统为例，介绍PLC和组态王软件在渗透液处理系统中的应用。
2、渗透液处理站控制站设计
茂名滨海新区生活垃圾无害化处理场渗透液处理站采用MBR+RO工艺，MBR系统主要由反硝化池、硝化池、后置反硝化池、末端硝化池、曝气系统、营养剂投加系统、消泡系统、冷却系统、自控系统等组成，一般常压的RO处理系统的产水率约为70%~75％左右。RO系统主要包括中间水池、浓缩液储池、提升泵、1套100吨常压RO系统。因为本系统处理渗滤液量较少，产生的RO浓缩液经浓缩液池收集后可直接回灌至垃圾堆体内。
渗透液处理系统控制站设于渗滤液处理站由两台监控计算机、一台激光打印机、一台针式打印机、一组不间断电源（UPS）、操作台、通讯装置等组成，两台监控计算机互为备用。本工程在控制室控制站（PLC1）、RO系统（PLC2）及超滤系统（PLC3）、、进厂区计量控制系统（PLC4）各设有一套现场PLC站，具体网络系统图如图一。其中PLC2-PLC4由设备自带，要求带以太网通讯接口，支持TCP/IP通讯协议。本控制站通过工业网络向下采集渗滤液处理厂各现场控制站传来的数据和信号，对PLC1-PLC3进行数据的存储、趋势曲线绘制、报表打印、动态画面显示、过程监视和故障报警等工作，并可对现场设备进行直接控制。
渗透液处理系统按以下要求设计：能处理突然停电再得电的特殊情况，保证所有电机在断电后再得电时，按照已设置的顺序开机，避免多台设备同时起动；开机顺序从工艺流程的最末工序开始；同一工序的设备起动时，应避免大功率设备同时起动。
3、上位机监控软件设计
渗透液处理系统的监控软件系统主要由中央控制站、现场控制站和网络系统组成，完成填埋场设备运行状态监控、仪表监测、故障报警以及数据处理等工作。为达到“集中管理，分散控制”的目的，系统设计成分布式结构。生产过程中的信息能够集中管理，以实现整体操作、管理和优化；同时，使控制风险分散，提高系统可靠性。当下位某个分站设备故障时，其余分站不受影响；当上位设备故障时，下位各控制设备仍可继续工作而不影响整个工艺过程控制。本系统具有图形显示、动态模拟、智能化处理、数据通讯、打印记录、故障报警等多种功能；具有高速数据传输总线，具有操作简便、可靠性高、组态灵活等特点。
本系统上位机监控软件采用组态王软件，组态王软件是一种通用的工业监控软件，它融过程控制设计、现场操作以及工厂资源管理于一体，将一个企业内部的各种生产系统和应用以及信息交流汇集在一起，实现最优化管理[1]。它基于Microsoft Windows 7/XP/NT/2000 操作系统，用户可以在企业网络的所有层次的各个位置上都可以及时获得系统的实时信息。采用组态王软件开发工业监控工程，可以极大地增强用户生产控制能力、提高工厂的生产力和效率、提高产品的质量、减少成本及原材料的消耗。它适用于从单一设备的生产运营管理和故障诊断，到网络结构分布式大型集中监控管理系统的开发。
组态监控操作画面之前，必须在组态王和 PLC 之间建立可靠的通信连接，配置组态王软件的设备I／O 驱动程序，通过SIMATIC NET OPC 服务器与PLC 的PLC Siemens S7－300数据连接，SIMATIC NET 是西门子在工业控制层面上提供给您的一个开放的，多元的通讯系统。它意味着您能将工业现场的 PLC、主机、工作站和个人电脑联网通讯，为了适应自动化工程中的种类多样性，SIMATIC NET推出了多种不同的通讯网络以因地制宜，这些通讯网络符合德国或国际标准，OPC（OLE For Process Control，用于过程控制的 OLE）的基本原理是，OPC客户应用程序可以通过一个标准、开放的多供应商接口，与OPC服务器进行通讯[2]。完成通讯配置后，根据工艺需求进行编制组态操作画面，包括数据列表、历史趋势等画面，上位机工艺流程监控界面如图二。
4、PLC 控制软件设计
本系统的现场控制站主要由可编程控制器PLC、隔离装置、通讯装置、UPS和过电压保护装置等组成。可编程控制器PLC需具有先进性、高可靠性、可扩充性，具有抗腐蚀性，能承受工业环境的严格要求，满足中高控制性能要求[3]。本系统设计采用西门子300PLC，CPU配置为CPU 315-2 PN/DP，考虑输入输出控制点有20%的余量，输入输出模块均具备隔离性
论文作者:蔡亦汤
论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/6
标签：系统论文; 设备论文; 通讯论文; 茂名论文; 自控论文; 上位论文; 组态王论文; 《基层建设》2017年第20期论文;