污水處理控制系統(tǒng)中PLC和變頻器的組合應(yīng)用
小編合肥自動化鴻昇科技針對技污水處理控制系統(tǒng)中PLC和變頻器的組合應(yīng)用做一下介紹:
在污水處理控制系統(tǒng)中,PLC和變頻器組成的自動化控制系統(tǒng)實現(xiàn)了pH值的自動控制。重點(diǎn)分析了該系統(tǒng)硬件構(gòu)成和軟件編程的特點(diǎn)?,F(xiàn)場運(yùn)行的結(jié)果表明,該系統(tǒng)具有很好的可擴(kuò)展性、靈活性和可靠性。
隨著生活水平的提高及環(huán)境意識的增強(qiáng),人們對自身生活環(huán)境的要求越來越高,對各種污染問題越來越關(guān)注。政府部門為了緩解并逐步解決污染問題,要求各個工廠和城鎮(zhèn)建立污水處理廠。
根據(jù)環(huán)保部門要求處理后水的pH值應(yīng)在6~8之間,當(dāng)pH值小于6呈酸性時,需要加入堿性藥水來中和;當(dāng)pH值大于8呈堿性時,需要進(jìn)入酸性藥水。通常某工廠的生產(chǎn)工藝穩(wěn)定后,pH值要么呈現(xiàn)酸性,要么呈現(xiàn)堿性,不可能來回擺動,所以加入藥水的性質(zhì)也是一定的。由于水的pH值在7附近極易波動,如果加入的中和用藥水過多或過少,都會使其pH發(fā)生偏差。采用人工控制的方式很難完成控制要求,故需要依靠自動化控制系統(tǒng),并配以PID算法來保證控制精度。在工廠中,通常有大量的強(qiáng)電設(shè)備,電源和電磁環(huán)境有時非常復(fù)雜,采用單片機(jī)自身在性能上的局限性,所以無法滿足控制要求。采用工控機(jī)為核心的自動化控制系統(tǒng),在性能方面沒有問題,但成本相對較高。由于可編程邏輯控制器可靠性高、環(huán)境要求低,有多種輸入/輸出開關(guān)量點(diǎn)數(shù)組合,開關(guān)量和模擬量有良好的可擴(kuò)展性,可獨(dú)立組成成本較低的自動化控制系統(tǒng),所以在污水處理控制系統(tǒng)中大量采用。
1系統(tǒng)描述
采用三菱公司的 系列plc編程控制系統(tǒng)邏輯控制器實現(xiàn)的自動化控制系統(tǒng),配置模擬量輸入、輸出模塊FX-4AD和FX-2DA各一塊。系統(tǒng)組成如圖1所示。
plc編程控制系統(tǒng)邏輯控制器通電后立即對A/D和D/A模塊進(jìn)行初始化參數(shù)設(shè)定,對它們的工作狀態(tài)進(jìn)行規(guī)定;在運(yùn)行過程中則負(fù)責(zé)控制A/D模塊轉(zhuǎn)換,接收傳輸來的pH模擬量,并且通過科學(xué)計算得到相應(yīng)的控制用數(shù)字量,再把這個數(shù)字量傳輸?shù)紻/A模塊。
A/D模塊負(fù)責(zé)接收在線檢測pH計傳輸過來的模擬量信號,將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號傳輸給PLG。FX-4AD總共有4路A/D通道,最大轉(zhuǎn)換精度為12位,典型轉(zhuǎn)換時間每通道每次為15ms,最快為6ms,可以通過初始化設(shè)定緩存字段中的數(shù)據(jù)來選擇。在A/D模塊中有31個緩沖字段,除了少數(shù)幾個保留未用外,其它各個字段都有特殊的含義和用途,在編程的過程中,合理地使用它們,可以使控制品質(zhì)提高,控制更加有效。
D/A模塊接收PLG發(fā)出的數(shù)字信號,根據(jù)初始化時PLC對它的參數(shù)設(shè)定,把它轉(zhuǎn)換為4~20mA的模擬量信號以控制變頻器的輸出頻率,實現(xiàn)對藥水泵轉(zhuǎn)速的控制,使污水加入的藥水量能根據(jù)信號大小而增減。采用三菱公司的F540系列變頻器,功率為3.7kW。這種系列的變頻器主要適用于風(fēng)機(jī)、水泵類的負(fù)荷,有較高的可靠性和性價比,非常適合這種場合使用。
工業(yè)污水處理控制系統(tǒng)中,應(yīng)采用性能穩(wěn)定、壽命較長的在線pH計,最好帶自清洗裝置,定期清洗pH探頭,保證系統(tǒng)能長期在高污染的水中測量。PH計由二次儀表和探頭兩部分組成,探頭應(yīng)固定在能比較真實地代表被測污水整體pH值的位置,二次儀表放置在離PLC系統(tǒng)較近的位置,便于pH值的位置,二次儀表放置在離PLC系統(tǒng)較近的位置,便于pH值信號的傳輸。PH計二次意表輸出的模擬量信號大小為4~20mA與pH測量范圍(0~14)成線性對應(yīng)關(guān)系。
2系統(tǒng)工作流程
PLC在上電工作時,首先初始化設(shè)定A/D模塊和D/A模塊的工作狀態(tài),然后才根據(jù)輸入條件做出相應(yīng)的輸出反應(yīng)。
在PLC的輸入端口中,X0用于判斷系統(tǒng)是否進(jìn)入pH調(diào)節(jié)程序段(包括手、自動兩種方式)。當(dāng)X0閉合時,Y0控制中間繼電器J11得電,并使變頻器上電;同時變頻器的輸入端STF也得到J11輸出的另一路閉合信號,使變頻器可以輸出電機(jī)正轉(zhuǎn)的信號,變頻器處于預(yù)備運(yùn)行狀態(tài)。
X1只有在X0閉合時才有效,它是手、自動切換開關(guān)。當(dāng)X1的開關(guān)沒有閉合時,PLC不進(jìn)行加藥自動控制;這時,可以手動調(diào)節(jié)頻率設(shè)定器來人為控制藥水的流入量。通常在某些設(shè)備發(fā)生故障不能使用自動方式來控制時,才會采用手動調(diào)節(jié)頻率控制方式。 當(dāng)X1輸入端閉合后,PLG即會自動地向待處理污水水池中加入中和藥水,進(jìn)行pH值控制。在自動控制中,PLC會通過讀取A/D模塊中特殊存儲器中的數(shù)據(jù)獲取表針pH值的數(shù)字量,利用PLC內(nèi)部PID(第88號)特殊指令可以計算出輸出數(shù)值,再將該數(shù)值輸出給D/A模塊。如前所述,D/A會輸出與該數(shù)值相應(yīng)的電量信號來控制藥水泵的轉(zhuǎn)速以控制加藥量,完成對污水pH值的控制,使pH能穩(wěn)定在6~8之間,中心位置是7。
3軟件編制
軟件的編制分別為初始化、采樣、分析和輸出四個部分。PH值控制的總體框圖如圖2所示。
3.1 初始化
程序的初始化部分是pH控制軟件編制中最為重要的部分之一,主要完成對A/D和D/A模塊工作狀態(tài)的設(shè)置,調(diào)入數(shù)據(jù)處理和計算時所需的各個參數(shù)。如圖3所示,在FX-4AD中,用1#通道接收表示pH值的4~20mA信號,其它通道不使用,這就需要設(shè)定第0#字段,數(shù)值為“H3331”其中三個“3”表示第2、3、4號通道不使用,“1”代表第1#通道接收4~20mA的pH值信號。在第1#字段中置入的數(shù)值表示A/D要經(jīng)過幾次累加后取出平均值作為轉(zhuǎn)換的結(jié)果,若在這個字段中置入10,表示A/D模塊自動累加10次A/D轉(zhuǎn)換數(shù)值后,再除以10,得到A/D數(shù)字量。這樣,可以起到濾波的作用,防止A/D信號突變。對于其它字段,如數(shù)據(jù)采集速度,各個通道的偏差量和增益量等可以根據(jù)實際情況設(shè)定。對于FX-2DA,它的第0#字段,數(shù)值設(shè)為:“H11”,“1”表示輸出的電量信號為4~20mA。另外還要設(shè)置停機(jī)后數(shù)據(jù)是否要求保存到下次開機(jī)、各個通道的偏差量和增益量等。
詳情請咨詢合肥自動化鴻昇科技。
標(biāo)簽:   自動化控制系統(tǒng) 污水處理控制系統(tǒng) plc編程控制系統(tǒng) 合肥自動化