Profibus在污水处理中的应用

某采油厂之联合站是一个集油、气、水联合处理的大型工作站。它的岗位较多，有中心控制室、油岗、水岗、加热炉等，并且比较分散，距离较远。Danfoss变频器应用于水岗中过滤罐的反冲洗泵及搅拌器的驱动。反冲洗液量要求定量、定时，且搅拌器要与反冲洗泵协调工作，同时要求反冲洗过程可以在中心控制室监控，又可以在水岗监控。但是两个岗位间距离较远，如果采用传统的布线方式，必然费时费力，故障率高。采用Danfoss变频器带Profibus功能，通过现场总线Profibus DP协议，只用一根双绞屏蔽线即可实现制程流程控制及Danfoss变频器参数的设定、相关数据的读取。

系 统
Siemens工控机一台，Siemens PLC 300一套，Siemens操作面板OP37一台，Danfoss变频器两台（含Profibus卡），离心泵两台，搅拌器十六台。

控制方案
联合站污水岗共有2台55 kW反冲洗泵，16台18.5 kW反冲洗搅拌器。选用1台VLT 5062，带2台反冲洗泵，由Siemens PLC控制两台泵间的切换。1台VLT 5032带16台反冲洗搅拌器，由Siemens PLC来实现16台反冲洗搅拌器间的切换以及与反冲洗泵的协调工作。驱动反冲洗泵的变频器接受反冲洗流量计回授的4～20 mA流量信号构成制程闭回路，以控制反冲洗液量。泵起动信号由控制中心或水岗操作员面板经Profibus现场总线给出。当流量达到时反冲洗变频器（VLT 5062）给反冲洗搅拌变频器（VLT 5032）一个允许起动信号，搅拌开始。定时到达后停止，等待反冲下一个滤罐。

系统特点
本系统采用了过程自动化控制中的现场总线Profibus协议，使整个系统的安装、试车、监控、维护变得简便易行。
在现场总线Profibus协议的使用过程中应注意以下重点：
Danfoss变频器中Profibus卡的安装；
Profibus卡的总线地址设定；
Danfoss变频器中8、9组参数的设定；
Danfoss变频器（已装Profibus卡）在现场总线Profibus协议上的挂接（在Siemens PLC硬件组态中进行）；
现场总线（Profibus DP）试车过程中，总线末端注意加装防浪涌电阻；

Danfoss变频器构成制程闭回路中的参数设定：
比例、积分参数设定时，应采用分别设定的方式，即积分值 = 0，调比例值从0.3开始逐渐增加一直到系统开始震荡时，取此值的50%；比例值 = 0，调积分值从20秒开始逐渐增加直至到系统开始震荡时，取此值的1.25倍。微分值取调积分值的4倍为益；
回授单位的设定、回授变送器量程的设定；
频率高低限的设定、上升时间、下降时间的设定等；
充分利用现场总线Profibus的优势读写参数；
将变频器中重要参数通过总线读出，显示在控制中心和水岗的操作员面板上。如频率、电流、功率等；
将变频器的状态通过总线读出，传送到各个监控室。因为使用了现场总线这些工作变得及其简便；

整个系统在实际使用过程中，系统响应快，操作简便，反冲液量平稳，搅拌效果良好，节能显著（反冲洗泵达46%，搅拌器节能达31%），污水处理效果高于设计标准。联合站水岗反冲洗系统以其显著的特点受到用户的高度称赞。

建 议
Danfoss变频器参数的设定、相关数据读取时，不采用Danfoss变频器操作手册中参数读写方式，因为这种读写方式在实际试车中较为繁琐，不利操作。而利用Danfoss变频器在现场总线Profibus DP中的I/O域来读取将更加方便快捷，广大使用者不妨一试。