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AC500在SBR控制中的具體實(shí)現(xiàn)
　　　　SBR污水處理廠的自動(dòng)控制系統(tǒng)由三級(jí)分布式控制系統(tǒng)組成（如圖3）：
　　
　　

　　
　　 圖3 污水處理控制系統(tǒng)圖
　　
　　　　級(jí)—監(jiān)控管理，由中央控制室的操作站實(shí)現(xiàn)。選用工控計(jì)算機(jī)，以TCP/ IP工業(yè)以太網(wǎng)與PLC系統(tǒng)通訊,實(shí)行集中控制。通過工控軟件實(shí)時(shí)監(jiān)視全廠工藝參數(shù)變化、設(shè)備運(yùn)行、故障發(fā)生等情況，同時(shí)負(fù)責(zé)日常報(bào)表打印、事故打印和數(shù)據(jù)記錄等。
　　　　第二級(jí)—過程控制，由現(xiàn)場的各分系統(tǒng)或成套設(shè)備的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。以AC500 PLC系統(tǒng)作為現(xiàn)場控制核心 ,按場區(qū)配置分站 ,通過CS31網(wǎng)與所屬分布I/O通訊對流量、液位、pH值、電機(jī)等參數(shù)進(jìn)行采集、控制。
　　　　第三級(jí)—單機(jī)就地控制，由現(xiàn)場電氣控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。采用ABB公司的AC31系列產(chǎn)品組成分布I/O,采集現(xiàn)場參數(shù),執(zhí)行上一級(jí)PLC主站的控制命令。
　　監(jiān)控組態(tài)設(shè)計(jì)及與PLC主站的通訊
　　　　由于污水處理控制對象多且分散,生產(chǎn)工藝流程復(fù)雜,如果采用集中控制方式,則需要使用大量導(dǎo)線，在長距離傳輸過程中非常容易受到干擾,所以本系統(tǒng)采用分布式集散控制系統(tǒng),將管理與控制分離。計(jì)算機(jī)選用HP工業(yè)PC機(jī),預(yù)裝北京昆侖通態(tài)公司的MCGS 5.5通用版。MCGS監(jiān)控組態(tài)設(shè)計(jì)包含監(jiān)控界面設(shè)計(jì)，定義數(shù)據(jù)變量，組態(tài)設(shè)計(jì)，動(dòng)畫等方面。用MCGS提供的基本繪圖工具與元件庫創(chuàng)建圖形塊并進(jìn)行組態(tài)設(shè)計(jì)，污水處理系統(tǒng)工藝流程組態(tài)畫面（如圖4）：
　　 
　　

　　
　　 圖4 污水處理工藝流程組態(tài)圖
　　　　
　　 鼓風(fēng)機(jī)，水泵，運(yùn)行閥的工作狀態(tài)可以通過動(dòng)畫實(shí)時(shí)顯示；污水，污泥，藥水，空氣的流動(dòng)方向及流量表的數(shù)據(jù)也能根據(jù)現(xiàn)場的情況隨時(shí)更新。操作人員在登陸并輸入用戶名和密碼后，可任意調(diào)入各局部工藝圖、運(yùn)行表、設(shè)定表和控制表，工藝圖以圖形的方式顯示各個(gè)工段的工藝流程和數(shù)據(jù)，并能根據(jù)控制的需要直接設(shè)定現(xiàn)場的相應(yīng)參數(shù)（例如，泵站的變頻器的恒定水位，報(bào)警水位，停泵水位的設(shè)定，排泥時(shí)間的設(shè)定等）。此外，系統(tǒng)還可以提供故障報(bào)警查詢，工作報(bào)表生成等功能。MCGS中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是監(jiān)控系統(tǒng)的核心，而數(shù)據(jù)變量是構(gòu)成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的基本單元。將用戶界面中的圖形對象與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)變量建立聯(lián)系，現(xiàn)場的運(yùn)行情況就可以通過動(dòng)畫實(shí)時(shí)的顯示在監(jiān)控界面上了。
　　　　工控計(jì)算機(jī)只需一塊普通的網(wǎng)卡就可以通過Ethernet LAN接收到來自PLC主站的數(shù)據(jù)。PLC主站由1臺(tái)AC500系列PLC及相應(yīng)的外圍設(shè)備組成,置于中央控制室。PLC主站從分布I/O接收數(shù)據(jù)，進(jìn)行相關(guān)的處理與控制，同時(shí)通過標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP通訊模塊(TB521-ETH)傳輸給工控計(jì)算機(jī),傳輸速率為10Mbit/s ,介質(zhì)為屏蔽雙絞線。
　　PLC主站與分布I/O的通信
　　　　PLC主站與分布I/O的通訊網(wǎng)絡(luò)框圖，如圖5所示：　　
　　

　　
　　 圖5 CS31通訊網(wǎng)絡(luò)圖
　　
　　　　PLC主站通過CPU(PM581)上保留的CS31通訊接口、CS31通訊總線與分布I/O（AC31遠(yuǎn)程擴(kuò)展模塊）構(gòu)成高速通訊網(wǎng)絡(luò),隨時(shí)采集現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀況和故障信息,并上傳工控計(jì)算機(jī) ,形成分布控制。
　　　　本系統(tǒng)共設(shè)8個(gè)分布I/O。從經(jīng)濟(jì)角度考慮，由于AC500系統(tǒng)可以兼容AC31的遠(yuǎn)程擴(kuò)展模塊， 1#～8# 分布I/O分別選用AC31系統(tǒng)的遠(yuǎn)程擴(kuò)展模塊（ICMK14 N1-24DC）。分布I/O置于污水控制現(xiàn)場, 就近控制所屬設(shè)備,形成分布控制的能力,并采集現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀況和故障信息,通過CS31總線聯(lián)接到PLC主站。CS31總線是一種點(diǎn)對多點(diǎn)的RS485串行通訊。每個(gè)通訊系統(tǒng)由一個(gè)主站和*大31個(gè)從站組成。通訊距離不加中繼為500米，加中繼*大可達(dá)到2000米。通訊介質(zhì)為:屏蔽雙絞線。
　　　　以1＃分布I/O遠(yuǎn)程擴(kuò)展模塊為例，定義它的地址表，如表1：　　

　　
　　 地址%MX0.0.0至%MX0.0.7是ICMK14N1-M的系統(tǒng)保留區(qū)域，不能使用。地址%MX0.1.0至%MX0.1.7作為此遠(yuǎn)程擴(kuò)展模塊自帶的開關(guān)量輸入，分別對應(yīng)進(jìn)水泵房及沉砂池的相應(yīng)設(shè)備。依照同樣的方法，可以繼續(xù)定義1＃分布I/O的（XI16E1,XC32L,HE10-20,…等）開關(guān)量及模擬量輸入/輸出模塊，然后依次是2?！?span>8＃分布I/O的所有模塊。
　　　　在完成所有I/O地址表的設(shè)定后，就可以通過AC500的Control Builder軟件來編寫PLC的內(nèi)部通信程序。由于AC500的Control Builder軟件可以提供現(xiàn)成的MODBUS功能塊，編程十分簡單。以1#分布I/O的讀指令為例，如圖6： 
　　

　　 只需設(shè)定好MODBUS功能塊的（COM,SLAVE,FCT,ADDR,NB等）參數(shù)，PLC主站就可以順利的從1#I/O子站讀取數(shù)據(jù)。其中FCT，NB的參數(shù)可根據(jù)實(shí)際情況依照表2確定?！　　　?/span>

　　
　　 運(yùn)用MODBUS功能塊依次完成1～8＃分布I/O的讀，寫指令的編程，PLC主站與分布I/O之間的通信就建立完成了。在實(shí)際調(diào)試中，發(fā)現(xiàn)還需通過軟件的PLC組態(tài)選項(xiàng)，將MODBUS的參數(shù)：RTS control設(shè)置為“telegram”, Parity設(shè)置為“none”，Operation Mode設(shè)置為：“Master”。至此，PLC的主站已經(jīng)可以對I/O從站中的各種參數(shù)進(jìn)行采集與控制，并通過以太網(wǎng)顯示在工控計(jì)算機(jī)的監(jiān)控界面上。
　　
　　五，結(jié)語
　　　　以本文的研究結(jié)果為基礎(chǔ)的技術(shù)方案,在浙江某生活污水處理廠具體實(shí)施。實(shí)際的運(yùn)行結(jié)果表明,其設(shè)計(jì)合理,安全可靠,控制精度高，滿足了生產(chǎn)的實(shí)際需要，性價(jià)比高。AC500 PLC系統(tǒng)除了有外形美觀，性能可靠，價(jià)格適中等特點(diǎn)，在項(xiàng)目具體實(shí)施中還具有如下優(yōu)點(diǎn)：可設(shè)置輸入/輸出的開關(guān)量模塊，為備用點(diǎn)數(shù)的設(shè)置提供了方便并能進(jìn)一步降低成本；模擬量的每個(gè)輸入通道都可以設(shè)定電流，電壓或者熱電阻等輸入信號(hào)，使用方便；編程軟件中集成的MODBUS功能塊，非常實(shí)用，易于操作，大大節(jié)省了編程時(shí)間；此外，CS31總線的連接只需要普通的屏蔽雙絞線就可以完成，成本低廉，操作靈活簡單。