為了污水處理廠處理過程的安全性,可靠性和生產(chǎn)的連續(xù)性,提高污水處理廠的自動化水平,控制系統(tǒng)采用目前國內(nèi)外污水處理廠廣泛應(yīng)用并取得良好效果的基于可編程序控制器PLC的集散型控制系統(tǒng),并以各種儀表及計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)組成監(jiān)控和數(shù)據(jù)的采集(SCADA)系統(tǒng)。集散型控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是將管理層和控制層分開。管理屋主要是對全廠整個生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)視;控制層主要是通過現(xiàn)場PLC完成各自轄域內(nèi)的自動控制。SCADA系統(tǒng)可理解為通過現(xiàn)場檢測儀表和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備完成對主要工藝流程的監(jiān)控和對生產(chǎn)過程的工藝參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
PLC控制柜柜體如何選擇
PLC的柜型通常選用固定柜,且門板為整門的柜型,如KB柜、九折柜和十六折柜等,不宜選GGD柜、固定分割柜、抽屜柜。因?yàn)镻LC柜內(nèi)元件基本上為整板安裝,如果采用了柜門分割的柜型,不便于安裝和調(diào)試。對于GGD柜如果選用時,需做一下非標(biāo)設(shè)計(jì),將儀表門、前門和下通風(fēng)門合并成一個整門,且柜體框架上取消前后橫梁,以便于安裝和維護(hù)。
PLC控制柜元器件如何布置
PLC控制柜內(nèi)元器件布置,一般是從上到下,從左向右。便于操作與維護(hù),經(jīng)常操作或維護(hù)的元器件應(yīng)安裝在較容易觸及到的位置,從高度上講,盡量安裝在離地面400mm至1800mm的高度范圍內(nèi)。如果元器件較多,可考慮將不常操作的元器件(如直流電源)安裝在柜體高度2000mm左右的位置上,底部元件安裝位置不能低于離地面200mm,否則現(xiàn)場無法接線。布置時避免線在線槽內(nèi)反復(fù)繞,注意節(jié)約成本。
PLC控制柜柜內(nèi)布置及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)以上布置原則,結(jié)合原理圖和分柜清單,繪制柜內(nèi)布置圖。無論是柜體、元器件還是線槽等輔料,都采用大外形尺寸,按照1∶1的比例進(jìn)行繪制。布置圖繪制完成后,根據(jù)元器件的位置及安裝方式,進(jìn)行安裝板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),安裝板的材質(zhì)通常選用敷鋁鋅板,厚度在2.0mm~3.0mm。
PLC控制柜的工作原理
當(dāng)PLC投入運(yùn)行后,其工作過程一般分為三個階段,即輸入采樣,用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段,完成上述三個階段稱作一個掃描周期,在整個運(yùn)行期間,PLC和CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段
(一)輸入采樣:在輸入采樣階段,PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入端的狀態(tài)和數(shù)據(jù),并將它們存入輸入映象寄存器中。輸入采樣結(jié)束后,進(jìn)行用戶程序執(zhí)行和輸出刷新的階段。在程序執(zhí)行和輸出處理的兩個階段,即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化,輸入映象寄存器中的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此,如果輸入是脈沖信號,則該脈沖信號的寬度大于一個掃描周期,才能在任何情況下,該輸入均能被讀入。(二)用戶程序執(zhí)行階段:PLC總是以自上而下的順序依次地掃描用戶程序。每一條梯形圖時,按先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路,并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算,然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果,刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài);或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài);或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。在用戶程序執(zhí)行過程中,只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化,而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化,而且排在上面的梯形圖,其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用;相反,排在下面的梯形圖,其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點(diǎn)。即使用I/O指令的話,輸入過程影像寄存器的值不會被更新,程序直接從I/O模塊取值,輸出過程影像寄存器會被立即更新,這跟立即輸入有些區(qū)別。(三)輸出刷新階段:當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后,可編程邏輯控制器就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間,CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路,再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。這時才是可編程邏輯控制器的真正輸出。徐州臺達(dá)電氣以PLC控制柜為中心,自動化編程控制柜系統(tǒng)集自動化和人工智能為一體,為現(xiàn)代工業(yè)帶來了很多便利。