现场总线在污水处理厂控制系统中的应用

图3 profibus网络连接图

　　由于采用了多个plc控制站，不仅缩小了计算机控制规模，提高了系统控制的速度和可靠性，同时由于采用合理的分布，解决了大量信号传输引起的布线问题。另外，采用多级控制，现场手动优先级最高，在上位机或plc故障的情况下，设备仍能手动操作，当上位机故障时，可手动操作，实现了集中控制，危险分散。

　　profibus网络是本自控系统的核心，设备的监视和控制都是通过本网络来完成。

　　3.5 profibus工程施工关键

　　项目自控系统profibus子站较多，共17个站，profibus电缆总长较长，约700米，同时该厂处于雷区。使用一段时间后，发现profibus网络不太稳定，有时不能投入终端电阻；容易遭受雷击，造成profibus适配器、连接器或防雷器的损坏。针对上述问题，采取了以下方案：（1）plc及各profibus子站设备使用专用的接地网，与强电地网隔离；（2）每个profibus子站安装了电源防雷器和信号防雷器。

　　采用上述方案完成改造后，profibus网络运行可靠和稳定，即使是雷雨季节，网络的故障率极低，能经受时间的考验。

　　3.6 上位机监控系统

　　上位机系统由两台dell台式机组成，它们互为冗余和备份；上位机采用windows xp操作系统，intouch9.0版本的工厂监控软件。上位机不仅能够实时显示全厂所有设备运行状态和各种参数值，而且能够对所有设备进行启停操作，当故障发生时，记录故障的时间、类别等信息并打印，同时屏幕闪现红色报警，提醒操作人员注意。监控计算机还显示所有设备的累计运行时间，机械工程师根据此时间可较准确地制定设备的维护保养计划，设备累计运行时间可根据权限清零。系统还具有实时曲线和历史曲线，显示主要模拟量的变化情况。管理计算机定时从监控计算机采集数据，并通过excel输出每日报表。intouch监控软件的远程监视和控制功能。该公司管理具有或类似上述自控和网络结构的三间工厂，通过三层交换机、防火墙和固定ip地址，使用移动笔记本计算机，在家里或其他地方接入互联网，建立vpn隧道，和三工厂的plc进行通讯，采集plc的数据，实现了远程监视和控制三个工厂的生产情况。实践表明，通过防火墙设置访问控制的权限和策略，远程监控工厂的生产是稳定可靠的。经过一段时间的实践和试验后，其中一工厂夜间生产可以不需要工人值班，这样就降低了劳动力，提高了工作效率。

　　4 结束语

　　由plc和上位机构成的控制系统自动化程度高，运行可靠，故障率低，全面反映了全厂的设备状态，减轻了工作强度，提高了工作效率。由于进水流量及水质指标cod、tn等参数变化较大，溶解氧仪或溶解氧仪＋orp的控制模型有一定的适用范围和局限性，超过范围就不能很好地实现水质达标排放和能耗的降低。因此，在plc保证基本控制功能的同时，上位机在污水厂运行稳定的基础上，通过总结历史数据和运行经验，使用上位机开发出专家控制和模糊控制等后续高级控制功能，在保证出水达标的同时，又能实现降低能耗的最佳控制。