基于S7_200的污水处理厂电气自控系统_胡金明

1.引言电气自控系统是一个利用计算机软硬件资源以及数据库和PLC控制的人———机系统.它能使操作者通过计算机来控制各个机器的运转，并且可以实时的对每台设备提供参数监控[1].计算机实时控制系统将控制对象与计算机系统连接起来，通过采集系统将信息送入计算机，经各种控制策略在计算机内实时运算，输出控制量到控制对象完成实时控制.计算机控制系统原理图如下：污水处理厂电气自控系统主要满足该处理厂对其污水处理过程采集的参数校验，然后对其进行分析，以便做出合理的控制.系统整体可以分为PLC程序设计和VB程序设计[3]两个部分来完成.PLC程序负责自动化控制，VB程序负责PC与PLC之间的数据通讯[4]，本次设计主要侧重于如何应用PLC来实现自动化控制，程序设计的整体思想完全按照软件工程的步骤进行[5].2.工程简介考虑到污水处理厂的建设地址，为保证招待所周围环境的美观，提供优质的景观用水及绿化用水，污水处理厂处理工艺除进行生物降解外，还增加了脱氮除磷功能，并后续先进的深度处理工艺———紫外消毒，保证提供优质的出水，其工艺流程如下：为提高处理设施的自动化运行水平，使整个处理过程基本不需要专人进行运行，处理厂全部采用自动化控制.3.工程PLC设计部分3.1可行性研究和需求分析需要用到的液位条件为污水池、中间水池、清水池各三个液位（低液位、中液位、高液位）.其中用于控制设备启停条件的液位为低液位、中液位，用于事故报警的液位为高液位，所以作为液位条件需要向PLC输入的点数为2+2+2=6点.通过设备列表可以统计出需要自动控制的设备有：两台污水提升泵、两台中间水泵、两台反冲洗泵、两台回用水泵、两台鼓风机、六个电动阀门、一个电磁阀门.由于电动阀门分正转和反转，所以它的状态分为开阀和关阀两种状态.每台设备都有自己的自动与手动转换开关，这样设备都需要向PLC输入自动信号，以使PLC对各个设备实施控制方案.所以设备需要向PLC输入的状态的点数为2（两台提升泵状态）+1（提升泵自动）+2（两台中间水泵状态）基于S7-200的污水处理厂电气自控系统胡金明（河北工业大学计算机科学系，河北廊坊065000）摘要：电气自控系统主要是靠PLC来对采集的数据进行分析并发出控制指令.S7-200系列是一类可编程控制器（MicroPLC）.这一系列产品可以满足各种各样的自动化控制需要.污水处理厂电气自控系统主要满足该处理厂对其污水处理过程采集的参数校验，然后对其进行分析，做出合理的控制.关键词：电气自控；PLCS7-200；污水处理厂中图分类号：TN915.02/TP313文献标识码：A文章编号：1671-1416(2007)03-0019-04作者简介：胡金明（1968-），男，河北霸州人，河北工业大学计算机科学系讲师，主要研究自动控制.图1计算机控制系统的原理图[2]第23卷第3期Vol.23No.3廊坊师范学院学报JOURNALOFLANGFANGTEACHERSCOLLEGE2007年6月Jun.2007收稿日期：2006-06-2819..DOI:10.16124/j.cnki.cn13-1390/c.2007.03.008+1（中间水泵自动）+2（两台反冲洗泵状态）+1（反冲洗泵自动）+2（两台鼓风机状态）+1（鼓风机自动）+2（两台回用水泵工频状态）+2（两台回用水泵变频状态）+1（回用水泵自动）+6（六个电动阀状态）x2+1（电动阀自动）+1（一个电磁阀状态）+1(电磁阀自动)=32点.现在总共需要向PLC输入状态6+32=38点.通过PLC向设备发出的动作指令为PLC的输出接点，也就是被控制的设备与PLC的连接点.所以一共有2（两台提升泵启停）+2（两台中间水泵启停）+2（两台反冲洗泵启停）+2（两台鼓风机启停）+2（两台回用水泵启停）+6（六个电动阀开阀）+6（六个电动阀关阀）+1（一个电磁阀开关）=23点.针对系统规模（DI+DO）数量<256点，本系统采用西门子公司的S7-200PLC系列产品[6]，它以控制小型系统著称，在自动控制领域真可谓是元老级品牌，其灵活、稳定、可靠和价格低等特点，奠定了它的不衰的基础，广为自动化技术控制公司采用.S7-200系列产品最多可以控制达256点，一块S7-200主站（CPU）最多可以扩展7个附加模块.这样可以根据工程的大小来决定系统模块，在一定程度上节约了资金.还有一点就是S7-200系列的编程软件STEP7Micro/WIN32为免费软件[7]，这样开发后的软件成本就会大大的降低.技术上采用成熟的PLC+IPC的系统结构，能够很好地完成自动化控制和数据记录.3.2系统和功能分析按照“集中控制”的原则，自控系统将现场仪表、电气设备有机地集中成一体，组成一个实时高效的监控系统.在控制方式上采用两种控制，即手动控制和全自动