現場總線在污水處理廠控制系統中的應用

圖3 profibus網絡連接圖

　　由于采用了多個plc控制站，不僅縮小了計算機控制規模，提高了系統控制的速度和可靠性，同時由于采用合理的分布，解決了大量信號傳輸引起的布線問題。另外，采用多級控制，現場手動優先級最高，在上位機或plc故障的情況下，設備仍能手動操作，當上位機故障時，可手動操作，實現了集中控制，危險分散。

　　profibus網絡是本自控系統的核心，設備的監視和控制都是通過本網絡來完成。

　　3.5 profibus工程施工關鍵

　　項目自控系統profibus子站較多，共17個站，profibus電纜總長較長，約700米，同時該廠處于雷區。使用一段時間后，發現profibus網絡不太穩定，有時不能投入終端電阻；容易遭受雷擊，造成profibus適配器、連接器或防雷器的損壞。針對上述問題，采取了以下方案：（1）plc及各profibus子站設備使用專用的接地網，與強電地網隔離；（2）每個profibus子站安裝了電源防雷器和信號防雷器。

　　采用上述方案完成改造后，profibus網絡運行可靠和穩定，即使是雷雨季節，網絡的故障率極低，能經受時間的考驗。

　　3.6 上位機監控系統

　　上位機系統由兩臺dell臺式機組成，它們互為冗余和備份；上位機采用windows xp操作系統，intouch9.0版本的工廠監控軟件。上位機不僅能夠實時顯示全廠所有設備運行狀態和各種參數值，而且能夠對所有設備進行啟停操作，當故障發生時，記錄故障的時間、類別等信息并打印，同時屏幕閃現紅色報警，提醒操作人員注意。監控計算機還顯示所有設備的累計運行時間，機械工程師根據此時間可較準確地制定設備的維護保養計劃，設備累計運行時間可根據權限清零。系統還具有實時曲線和歷史曲線，顯示主要模擬量的變化情況。管理計算機定時從監控計算機采集數據，并通過excel輸出每日報表。intouch監控軟件的遠程監視和控制功能。該公司管理具有或類似上述自控和網絡結構的三間工廠，通過三層交換機、防火墻和固定ip地址，使用移動筆記本計算機，在家里或其他地方接入互聯網，建立vpn隧道，和三工廠的plc進行通訊，采集plc的數據，實現了遠程監視和控制三個工廠的生產情況。實踐表明，通過防火墻設置訪問控制的權限和策略，遠程監控工廠的生產是穩定可靠的。經過一段時間的實踐和試驗后，其中一工廠夜間生產可以不需要工人值班，這樣就降低了勞動力，提高了工作效率。

　　4 結束語

　　由plc和上位機構成的控制系統自動化程度高，運行可靠，故障率低，全面反映了全廠的設備狀態，減輕了工作強度，提高了工作效率。由于進水流量及水質指標cod、tn等參數變化較大，溶解氧儀或溶解氧儀＋orp的控制模型有一定的適用范圍和局限性，超過范圍就不能很好地實現水質達標排放和能耗的降低。因此，在plc保證基本控制功能的同時，上位機在污水廠運行穩定的基礎上，通過總結歷史數據和運行經驗，使用上位機開發出專家控制和模糊控制等后續高級控制功能，在保證出水達標的同時，又能實現降低能耗的最佳控制。