標 題：貝加萊PLC在寧波盈展精密薄板有限公司DCS中的應(yīng)用
關(guān)鍵詞：貝加萊PLC、DCS、水處理、組態(tài)軟件，B&R
作 者：蘇州創(chuàng)博工業(yè)自動化有限公司( )
一、 序言
蘇州創(chuàng)博工業(yè)自動化有限公司是一家研究、開發(fā)、推廣和應(yīng)用新技術(shù)，致力于工業(yè)自動化控制技術(shù)，專注于研究、開發(fā)、系統(tǒng)集成和產(chǎn)品分銷的高新技術(shù)企業(yè)；蘇州創(chuàng)博工業(yè)自動化有限公司是奧地利貝加萊工業(yè)自動化有限公司中國合作伙伴和系統(tǒng)集成商，公司代理世界著名品牌貝加萊(B&R)工業(yè)自動化產(chǎn)品和系統(tǒng)，包括：DCS、PLC、人機界面、伺服驅(qū)動器、伺服電機、分布式I/O、工業(yè)軟件等。公司以豐富的項目組織和管理經(jīng)驗，提供面向水處理、電力、機械、冶金、環(huán)保、化工、石油等行業(yè)的自動控制工程設(shè)計、系統(tǒng)集成、現(xiàn)場施工等全方位的工程技術(shù)服務(wù)。
二、 系統(tǒng)框圖
根據(jù)寧波盈展精密薄板有限公司的實際情況及工藝要求，系統(tǒng)采用當今世界上流行的并成熟的由工作站計算機（IPC）與現(xiàn)場控制器（PLC）結(jié)合組成的集散控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的硬件和軟件具有開放性、多層次性、模塊化結(jié)構(gòu)的特點和強大的擴充能力及容錯性。系統(tǒng)由上位機工作站和現(xiàn)場PLC控制站二級組成，以實現(xiàn)集中監(jiān)測管理和分散控制。這樣克服了集中控制系統(tǒng)危險度集中、可靠性差、不易擴展和控制電纜用量大等缺陷，實現(xiàn)了信息、調(diào)度、管理上的集中和功能及控制危險上的分散。當上位工作站計算機出現(xiàn)故障，PLC站能獨立、穩(wěn)定工作，從根本上提高了系統(tǒng)可靠性。
根據(jù)設(shè)備安裝位置及工藝流程的要求,電氣系統(tǒng)分上位機和下位機兩大部分，上位機采用研華的工控機，下位機系統(tǒng)分為主控制柜和控制線路柜以及電力負荷開關(guān)柜?？刂凭€路柜裝有一臺可編程序控制器用于監(jiān)控各工藝流程、設(shè)備的實時運行情況及狀態(tài)，對液位、壓力、流量、水質(zhì)等工藝參數(shù)的采集和顯示以及控制參數(shù)的設(shè)定?？刂凭€路柜裝有可編程序控制器，用來作為對各點數(shù)據(jù)的采集并通過Modbus通訊協(xié)議與主控室的上位機和可編程控制器通訊，在主控室的上位機PC機通過組態(tài)軟件（MCGS）對設(shè)備的現(xiàn)場狀況進行顯示，以達到異地控制模式人機互動的效果。
三、系統(tǒng)組成
1、工作站計算機
? 工作站計算機選用臺灣研華(IP610P)工業(yè)控制計算機P4 2.8/80G/1G/19”LCD/CP202I。
? 操作系統(tǒng)：中文MICROSOFT WINDOWS/9X、WINDOWS/NT；
? 工控組態(tài)軟件：采用國產(chǎn)MCGS工控組態(tài)軟件（1024點，開發(fā)運行WIN98/NT版）。
? MCGS版工控組態(tài)軟件是由用于系統(tǒng)監(jiān)視、監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集的工控軟件。它可以運行于WinNT平臺下。MCGS優(yōu)化了OLE、ODBC和DDE技術(shù)，并結(jié)合了微軟技術(shù)。它提供了面向?qū)ο蟮膭赢嫻δ堋D象、開放的數(shù)據(jù)庫格式和DBF歷史數(shù)據(jù)儲存，從而改進了傳統(tǒng)MMI功能。
2、PLC控制器
本系統(tǒng)所選現(xiàn)場控制器為奧地利貝加萊工業(yè)自動化有限公司(PCC2005）系列可編程計算機控制器，PCC2005控制器有強大的運算及PID計算功能，保證精密計算及高速度控制要求。貝加萊(B&R)是一家總部設(shè)在奧地利薩爾堡，專業(yè)生產(chǎn)和提供自動化和工業(yè)控制設(shè)備的跨國公司。她在歐洲、美洲、非洲和亞洲的50多個國家里都設(shè)有跨國分部和眾多的合作伙伴。憑借在自動化領(lǐng)域多年的專致投入和豐富經(jīng)驗及世界的成千上萬的控制系統(tǒng)，B&R因其超越的性能及技術(shù)而享譽業(yè)界。
四、控制對象描述
1、循環(huán)水處理系統(tǒng)
|
序號 |
控制對象 |
DI |
DO |
AI |
AO |
Pt100 |
備 注 |
|
1 |
原水電磁閥 |
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
原水泵 |
6 |
3 |
|
|
|
啟動/停止、故障過載 |
|
3 |
絮凝劑泵 |
2 |
2 |
|
|
|
啟停開關(guān) |
|
4 |
旁流過濾器流量 |
|
|
1 |
|
|
4-20mA輸入 |
|
5 |
旁流過濾泵 |
4 |
2 |
|
|
|
啟動/停止、故障過載 |
|
6 |
再生泵 |
2 |
2 |
|
|
|
啟停開關(guān) |
|
7 |
旁流回水調(diào)節(jié)閥 |
|
|
|
1 |
|
輸出4-20mA/0-10V |
|
8 |
柴油泵 |
2 |
1 |
|
|
|
啟動/停止、故障過載 |
|
9 |
冷卻塔風機 |
8 |
4 |
|
|
|
啟動/停止、故障過載 |
|
10 |
循環(huán)泵 |
18 |
8 |
|
|
|
1. 兩臺變頻器各接1臺電機 2. 備用軟啟接1臺電機 3. 最后1臺軟啟用于切換電機 IN: 變頻器:啟動停止/故障過載 *2=4 軟啟器:啟動停止/故障過載 *2=4 泵:運行/過載 *5 =10 |
|
11 |
出水流量調(diào)節(jié)閥 |
|
|
|
1 |
|
輸出4-20mA/0-10V |
|
12 |
砂進水壓力 |
|
|
2 |
|
|
4-20mA輸入 |
|
13 |
砂進水流量 |
|
|
2 |
|
|
4-20mA輸入 |
|
14 |
冷水池液位 |
3 |
|
|
|
|
3點式液位計 |
|
15 |
出水口壓力 |
|
|
1 |
|
|
4-20mA輸入 |
|
16 |
出水口流量 |
|
|
1 |
|
|
4-20mA輸入 |
|
17 |
出水溫度 |
|
|
1 |
|
|
4-20mA輸入 |
|
合計 |
|
45 |
23 |
8 |
2 |
|
|
2、脫鹽水處理系統(tǒng)
|
序號 |
控制對象 |
DI |
DO |
AI |
AO |
PT100 |
備 注 |
|
|
原水電磁閥 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
熱交換器 |
|
|
|
1 |
|
熱交換器運行狀態(tài) |
|
|
原水泵 |
6 |
3 |
|
|
|
運行停止、故障過載 |
|
|
高壓泵 |
4 |
2 |
|
|
|
運行停止、故障過載 |
|
|
增壓泵 |
6 |
3 |
|
|
|
運行停止、故障過載 |
|
|
純水泵 |
6 |
3 |
|
|
|
運行停止、故障過載 |
|
|
清洗泵 |
2 |
1 |
|
|
|
運行狀態(tài)、故障過載 |
|
|
酸泵 |
2 |
1 |
|
|
|
運行停止、故障過載 |
|
|
堿泵 |
2 |
1 |
|
|
|
運行停止、故障過載 |
|
|
絮凝劑泵 |
4 |
2 |
|
|
|
絮凝劑泵運行、故障過載 |
|
|
阻垢劑泵 |
4 |
2 |
|
|
|
阻垢劑泵運行、故障過載 |
|
|
濃水排放閥 |
|
2 |
|
|
|
定時排放閥 |
|
|
絮凝劑低液位開關(guān) |
2 |
|
|
|
|
低液位報警開關(guān) |
|
|
阻垢劑低液位開關(guān) |
2 |
|
|
|
|
低液位報警開關(guān) |
|
|
高壓泵高壓、低壓報警 |
2 |
|
|
|
|
動圈式接點報警 |
|
|
混床高壓報警 |
|
|
|
|
|
|
|
|
報警 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
原水箱液位 |
|
|
1 |
|
|
4-20mA 輸入 |
|
|
脫氣塔液位 |
|
|
1 |
|
|
4-20mA 輸入 |
|
|
純水箱液位 |
|
|
1 |
|
|
4-20mA 輸入 |
|
|
砂進水壓力 |
|
|
2 |
|
|
4-20mA 輸入 |
|
|
高壓泵出口壓力 |
|
|
2 |
|
|
4-20mA 輸入 |
|
|
增壓泵出口壓力 |
|
|
2 |
|
|
4-20mA 輸入 |
|
|
純水泵出口壓力 |
|
|
1 |
|
|
4-20mA 輸入 |
|
|
砂進水流量 |
|
|
2 |
|
|
4-20mA 輸入 |
|
|
淡水流量 |
|
|
2 |
|
|
4-20mA 輸入 |
|
|
增壓泵出口流量 |
|
|
2 |
|
|
4-20mA 輸入 |
|
|
純水泵出口流量 |
|
|
1 |
|
|
4-20mA 輸入 |
|
|
熱次換器溫度 |
|
|
1 |
|
|
Pt100 |
|
|
電導(dǎo)儀 |
|
|
2 |
|
|
電導(dǎo)4-20mA輸入 |
|
|
電阻儀 |
|
|
2 |
|
|
電阻儀4-20mA 輸入 |
|
合計 |
|
42 |
22 |
22 |
1 |
|
|
五、控制功能描述
控制方式分為自動、手動和停止三種；
手動操作方式下，可以通過現(xiàn)場的各個泵的控制按鈕對整個水處理系統(tǒng)的各個單體設(shè)備進行打開、停止等操作。
自動操作方式下:
循環(huán)水處理系統(tǒng)控制功能：
1、 控制系統(tǒng)由計算機工作站IPC和PLC控制站組成
2、 PLC控制站采用高性能的B&R公司的PCC2005系列CP676作為主CPU，計算機工作站與PLC采用RS485方式組成工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)，進行數(shù)據(jù)采集和交換，用戶可在計算機工作站進行上觀察現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，同時對PLC主控站進行參數(shù)設(shè)置和運行模式選擇。
3、 PID調(diào)節(jié)
A. 回水流量具有PID調(diào)節(jié)功能,參考量為循環(huán)水出水流量
B. 旁流流量具有PID調(diào)節(jié)功能,參考量為旁流泵的出水流量
C. 變頻器A/B都可以實現(xiàn)與出水壓力的PID自動調(diào)節(jié)
4、 原水泵：手動開關(guān),具有過載熱保功能
5、 原水電磁閥：與原水泵同步，只要有一只原水泵打開，原水電磁閥自動打開，同樣原水泵全部關(guān)閉時，電磁閥關(guān)閉。
6、 柴油泵：在系統(tǒng)故障失電的情況下，6秒內(nèi)柴油泵自動啟動(系統(tǒng)設(shè)計)。
7、 循環(huán)泵C/D：采用一個軟啟動進行切換,不可以同時啟動,必須先啟動一臺并正常運轉(zhuǎn)后10S,再啟動另一臺循環(huán)泵。
8、 冷卻塔風機：手動開關(guān)，具有過載熱保功能。
9、 旁流泵：手動開關(guān)，具有過載熱保功能。
10、壓力的監(jiān)測：在原水泵出口/出水口進行出水壓力的監(jiān)測，并設(shè)定報警限定值；
11、流量的控制：在原水泵出口/出水口進行出水流量的監(jiān)測，并設(shè)定報警限定值；
12、所有的設(shè)備均有現(xiàn)場手動與計算機工作站點動開啟功能。
13、所有泵的運行狀態(tài)、開停反饋、故障信息均回饋到計算機工作。
脫鹽水處理系統(tǒng)功能：
1、 控制系統(tǒng)由計算機工作站IPC和PLC控制站組成
2、 PLC控制站采用高性能的B&R公司的PCC-2005系列CP476作為主CPU，計算機工作站與PLC采用RS485方式組成工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)，進行數(shù)據(jù)采集和交換，用戶可在計算機工作站進行上觀察現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，同時對PLC主控站進行參數(shù)設(shè)置和運行模式選擇。
3、 所有的設(shè)備均有現(xiàn)場手動與計算機工作站遠控開啟功能
4、 所有的泵都具有過載保護功能
5、 液位/流量/壓力/溫度/電導(dǎo)率等都可設(shè)定量程，并可設(shè)定相應(yīng)的上/下限報警值
6、 濃水排放閥在系統(tǒng)開動的條件下，可設(shè)定工作在定時排污方式，另外也可選擇人工干預(yù)方式。
7、 出水流量具有累計/清0/初始值初定等功能。
8、 高壓泵高壓/低壓報警，當條件成立5秒時，將高壓泵/原水泵關(guān)閉并恢復(fù)到手動狀態(tài)，報警。
9、 混床高壓報警，當條件成立5秒時，將增壓泵關(guān)閉并恢復(fù)到手動狀態(tài)，報警。
10、純水泵出口高壓時（極限參數(shù)可設(shè)定），5秒后，將純水泵全部關(guān)閉，并報警。
11、部分控制功能：（參數(shù)可設(shè)定，=0時關(guān)閉此功能）
原水池上液位時關(guān)原水閥，
原水池中液位時開原水閥
原水池液位小于下液位時,關(guān)閉原水泵/高壓泵
原水池液位大于中液位時并且脫氣塔液位小于中液位時,打開原水泵/高壓泵
脫氣塔液位低于下液位時,關(guān)閉增壓泵
脫氣塔液位大于中液位時并且純水箱液小于中液位時,打開增壓泵
脫氣塔液位大于上液位時,關(guān)閉高壓泵/原水泵
脫氣塔液位小于中液位時并且原水池液位大于中液位,打開原水泵/高壓泵
純水箱小于下液位時,關(guān)閉純水泵1/2/3
純水箱大于中液位時,啟動純水泵1/2/3
純水箱小于中液位時并且脫氣塔>中液位時,開啟增壓泵1/2/3
純水箱大于上液位時,關(guān)閉增壓泵
后記
本文系作者自行創(chuàng)作，如有轉(zhuǎn)載或摘轉(zhuǎn)，請注明引用或預(yù)先聯(lián)系本人0512-67547301 67547305 13606130995 蘇州創(chuàng)博工業(yè)自動化有限公司(2007年12月20日)
（轉(zhuǎn)載）
