WAGO现场总线控制系统在大型污水处理系统的应用

背景介绍

大型污水处理厂各个反应池之间距离较远，而工程师要及时了解各个环节的电机运行情况和阀门的开关情况、处理前后污水的各项指标等各种情况，以便及时地作出相应的调整。而现在的大型污水处理系统存在着各种各样的问题。一种方案只用仪表在各个反应池附近进行显示，这样使工作人员可以了解现在反应池的各种指标数据，但是工程师了解各个环节的情况要花费一定的时间，不利于工程师及时做出调整。另一种方案是采用工业PC和PLC进行监控，这样可以及时了解各个环节的参数，及时做出调整，但是由于各个反应池与总控制室的距离比较远，把这些数据采集到控制室耗费的成本比较大，一些模拟量可能出现偏差，而且出现问题后检修不方便。还有采用模块对各个反应环节的开关量和模拟量进行采集，但是每个反应环节需要采集的变量数量、类型等各不相同，模块组合不够灵活，而且模块对通讯距离有一定的要求，各个模块之间需要通讯线连接，如果出现搜索不到部分模块的情况，导致整个系统不够稳定。以上的几中方案都存在一定的问题，都需要进行某些方面的改进。
　　
系统构成

系统框图如下：

　　

注释：PC通过RS485端口与WAGO-I/O-SYSTEM相连，实现一对多的控制。

整个控制系统由WAGO-I/O-SYSTEM，世纪星组态软件，RS485接口，工业PC组成。

WAGO-I/O-SYSTEM包括现场总线适配器，可编程现场总线控制器，750系列数据量输入输出模块，750系列模拟量输入输出模块，WAGO-I/O-PRO编程软件，WAGO-I/O-CHECK启动和诊断工具软件。以上配置根据具体的要求做适当的调整。

根据污水处理各个环节需要采集数据和控制输出的类型和数量，我们来确定每个站点WAGO总线750系列的配置，然后通过总线连接到工业PC上的RS485接口。世纪星组态软件通过MODBUS协议与WAGO-I/O-SYSTEM相连，实现对污水处理各个环节的各项参数的及时采集，并可实现一对多的控制。使用世纪星组态软件实现对各项参数进行监视、报警和控制等功能。

现场级：根据污水处理各个环节的具体需要选用750系列适配器或控制器，通讯接口为RS232或RS485，如果选用750系列的可编程控制器（750-812/814/815/816），则可以分布地完成控制任务。

管理级：根据用户的需要灵活控制

1．选择PC机或者触摸屏作为Master，使用自带的串行接口。

2．选择PLC作为Master，例如Schneider…..

3．选择WAGOIPC作为Master，可以连接显示器进行数据显示，并且可以通过Ethernet连接上层的管理级网络。

4．选择除750-812/814/815/816之外的750控制器+RS232/RS485接口模块作为Master。

上位HMI软件：

要求上位HMI软件支持MODBUSRTU通讯协议，如世纪星，iFIX，WanderwareInTouch，力控，组态王………

WAGO-I/O-SYSTEM产品的主要特点：

1．安装容易模块化结构，体积小，节省空间，即插即用；WAGO笼式弹簧技术，接线简单可靠，抗振动，免维护。

2．使用灵活用户可以根据需要任意将各种功能模块组合到一起，并可根据需要随时更换总线适配器和其他功能模块，为将来实现现场总线同意提供方便。

3．功能齐全能适应多种现场总线通讯方式及串行口通讯；功能模块品种多，功能齐全，包含有适用于各种电压等级信号的开关量输入/输出模块和模拟量输入/输出模块，继电器模块，计数器模块，电源模块，接口模块等。

4．设计经济每个模块上的通道数量少，为经济的设计现场总线节点提供了条件。

5．连接快速简单通过总线适配器将现场总线输入/输出系统快速连接到PLC或PC。

6．防护箱可达IP65防护等级为适应工业现场总线系统的发展，例如化工业、食品业等系统的防护要求，以及冶金、化工等工矿企业恶劣的现场环境，WAGO为750系列提供了具有IP65防护等级的防护箱。

WAGO总线控制系统可以灵活地采用PROFIBUS，DericeNet，CANopen，MODBUSEthernet，PROFINET等方案。
　　
世纪星组态软件的主要特点：

1．超级图形制作功能：有渐进色填充，从屏幕抓取点位图，立体管道等，能形象地直观地反映现场各种设备的状态。

2．设备组态功能：驱动程序采用COM组件技术，支持上千种国内外的硬件设备，并可通过Modem、RS232、RS485、RS422依据MODBUS协议与其他软件进行通讯，《世纪星》可以做主站，也可以作为从站。

3．先进的语音报警技术：开创组态软件的先河，无需预先录制语音，即可让计算机进行标准普通话语音报警，不受中文词汇限制。

4．全新组态报表功能：在工控软件界首次引入组态报表概念，组态报表使用方便（类似Excel），用户可以轻松得到实时报表和历史报表（如班报、日报、月报、年报等）。

此外，强大的虚拟机