污水处理厂plc控制系统-pg电子官网

项目案例：湖北省宜都市高坝洲污水处理厂plc控制系统

项目施工：南京康卓环境科技有限公司

 

plc控制系统概况

 

在现场控制层，现场各设备状态信号输入plc的开关量输入模块（di模块），plc的cpu通过逻辑运算和数据转换成为控制信号，由开关量输出模块（do模块）输出信号，控制各泵动作，同时plc将采集到的各设备的状态信号传输上位机控制系统，由上位机组态软件直观形象的显示出来。另外通过现场仪器仪表对系统的参数进行测量，并将所测的数据传输至plc的输入模块中，plc根据从控制上位机上设定的各项参数（各液位的高度等）实现对系统的全自动控制。由上图可知，在现场控制层的所有信号的采集和传输全部通过plc来实现；上位机起人机对话媒介，能够对所有设备及数据进行监视、控制、参数设定、事件存储、报警查询等操作。plc与上位机采用工业以太网的通讯方式，保证通讯的实时性与可靠性，若中控室与plc控制柜之间的距离较远，可采用光纤通讯。另外此系统还可以改进成双环网的控制系统，以增加监控系统的可靠性。

 

 

1、用于开关量控制

plc控制开关量的能力是很强的。所控制的入出点数，少的十几点、几十点，多的可到几百、几千，甚至几万点，由于它能联网，点数几乎不受限制，不管多少点都能控制，所控制的逻辑问题可以是多种多样的：组合的、时序的、即时的、延时的、不需计数的、需要计数的、固定顺序的、随机工作的等等，都可进行。

plc的硬件结构是可变的，软件程序是可编的，用于控制时，非常灵活。必要时可编写多套或多组程序，依需要调用。它很适应于工业现场多工况、多状态变换的需要。

 

2、用于模拟量控制

模拟量，如电流、电压、温度、压力等等，它的大小是连续变化的。工业生产，特别是连续型生产过程，常要对这些物理量进行控制。

作为一种工业控制电子装置，plc若不能对这些量进行控制，那是一大不足，为此各plc厂家都在这方面进行大量的开发。目前，不仅大型、中型机可以进行模拟量控制，就是小型机，也能进行这样的控制。plc进行模拟量控制，要配置有模拟量与数字量相互转换的a/d、d/a单元。它也是i/o单元，不过是特殊的i/o单元。

a/d单元是把外电路的模拟量，转换成数字量，然后送入plc;d/a单元，是把plc的数字量转换成模拟量，再送给外电路。作为一种特殊的i/o单元，它仍具有i/o电路抗干扰、内外电路隔离、与输入输出继电器(或内部继电器，它也是plc工作内存的一个区，可读写)交换信息等等特点。

这里的a/d中的a，多为电流，或电压，也有温度。d/a中的a，多为电压，或电流。电压、电流变化范围多为0～5v，0～10v，4～20ma，有的还可处理正负值的。这里的d，小型机多为8位二进制数，中、大型多为12位二进制数。a/d、d/a有单路，也有多路。多路占的输入输出继电器多。有了a/d、d/a单元，余下的处理都是数字量，这对有信息处理能力的plc并不难。中、大型plc处理能力更强，不仅可进行数字的加、减、乘、除，还可开方、插值，还可进行浮点运算，有的还有pid指令，可对偏差制量进行比例、微分、积分运算，进而产生相应的输出，计算机能算的它几乎都能算。

这样，用plc实现模拟量控制是完全可能的。

plc进行模拟量控制，还有a/d、d/a组合在一起的单元，并可用pid或模糊控制算法实现控制，可得到很高的控制质量。用plc进行模拟量控制的好处是，在进行模拟量控制的同时，开关量也可控制。这个优点是别的控制器所不具备的，或控制的实现不如plc方便。当然，若纯为模拟量的系统，用plc可能在性能价格比上不如用调节器。

 

3、用于运动控制

实际的物理量，除了开关量、模拟量，还有运动控制。如机床部件的位移，常以数字量表示。运动控制，有效的办法是nc，即数字控制技术。这是50年代诞生于美国的基于计算机的控制技术。当今已很普及，并也很完善。目前，先进国家的金属切削机床，数控化的比率已超过40%～80%，有的甚至更高。plc也是基于计算机的技术，并日益完善。plc可接收计数脉冲，频率可高达几k到几十k赫兹，可用多种方式接收这脉冲，还可多路接收。有的plc还有脉冲输出功能，脉冲频率也可达几十k，有了这两种功能，加上plc有数据处理及运算能力，若再配备相应的传感器(如旋转编码器)或脉冲伺服装置，则完全可以依nc的原理实现种种控制。高、中档的plc，还开发有nc单元，或运动单元，可实现点位控制。运动单元还可实现曲线插补，可控制曲线运动。所以，若plc配置了这种单元，则完全可以用nc的办法，进行数字量的控制。新开发的运动单元，甚至还发行了nc技术的编程语言，为更好地用plc进行数字控制提供了方便。

 

4、用于数据采集

随着plc技术的发展，其数据存储区越来越大。如德维森公司的plc，其数据存储区(dm区)可达到9999个字。这样庞大的数据存储区，可以存储大量数据。数据采集可以用计数器，累计记录采集到的脉冲数，并定时地转存到dm区中去。数据采集也可用a/d单元，当模拟量转换成数字量后，再定时地转存到dm区中去。plc还可配置上小型打印机，定期把dm区的数据打出来。

plc也可与计算机通讯，由计算机把dm区的数据读出，并由计算机再对这些数据作处理。这时，plc即成为计算机的数据终端。

电力用户曾使用plc，用以实时记录用户用电情况，以实现不同用电时间、不同计价的收费办法，鼓励用户在用电低谷时多用电，达到合理用电与节约用电的目的。

 

5、用于信号监控

plc自检信号很多，内部器件也很多，多数使用者未充分发挥其作用。其实，完全可利用它进行plc自身工作的监控，或对控制对象进行监控。对一个复杂的控制系统，特别是自动控制系统，监控以至进一步能自诊断是非常必要的，它可减少系统的故障，出了故障也好查找，可提高累计平均无故障运行时间，降低故障修复时间，提高系统的可靠性。

   

6、用于联网、通讯

plc联网、通讯能力很强，不断有新的联网的结构推出。

plc可与个人计算机相连接进行通讯，可用计算机参与编程及对plc进行控制的管理，使plc用起来更方便。

为了充分发挥计算机的作用，可实行一台计算机控制与管理多台plc，多的可达32台。也可一台plc与两台或更多的计算机通讯，交换信息，以实现多的对plc控制系统的监控。plc与plc也可通讯，可一对一plc通讯，可几个plc通讯，可多到几十、几百。

plc与智能仪表、智能执行装置(如变频器)，也可联网通讯，交换数据，相互操作。可联接成远程控制系统，系统范围面可大到10公里或更大。可组成局部网，不仅plc，而且高档计算机、各种智能装置也都可进网。可用总线网，也可用环形网。网还可套网。网与网还可桥接。联网可把成千上万的plc、计算机、智能装置组织在一个网中。网间的结点可直接或间接地通讯、交换信息。

联网、通讯，正适应了当今计算机集成制造系统(cims)及智能化工厂发展的需要。它可使工业控制从点(point)、到线((line)再到面(aero)，使设备级的控制、生产线的控制、工厂管理层的控制连成一个整体，进而可创造更高的效益。这个无限美好的前景，已越来越清楚地展现在我们这一代人的面前。