《電子技術(shù)應(yīng)用》
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PLC在水處理中的應(yīng)用實(shí)例

2007-12-28
作者:張娛爍
??? PLC在工業(yè)上的應(yīng)用相當(dāng)廣泛,,在污水處理" title="污水處理">污水處理廠的應(yīng)用可以便利地升級(jí)龐大的設(shè)備,使設(shè)備易于操作,,還可以進(jìn)行遠(yuǎn)程飲用水輸送,,以下的三例應(yīng)用可以說(shuō)明PLC解決工業(yè)的極大用途。
  
  一、布法羅污水處理工廠的設(shè)備升級(jí)
  (一)問題
  美國(guó)Greensboro的北方布法羅污水處理工廠的中央計(jì)算機(jī)是占地3.5英畝,16百萬(wàn)加侖(MGD)的設(shè)施,,1980年開始用來(lái)連接所有在線運(yùn)行設(shè)備,該系統(tǒng)需要非常昂貴的軟硬件進(jìn)行升級(jí),。該市的奧斯本污水處理廠1984年使用低壓膜法凈化技術(shù),,占地3.5畝,22MGD,,但是工廠情況不支持也不可擴(kuò)展" title="可擴(kuò)展">可擴(kuò)展,。
  (二)解決方案
  GE Fanuc提供一種可選擇的解決方案,,使用新90-70系列PLC代替昂貴的升級(jí)方案,。這種改變只需要將所有的I/O連接到PLC。奧斯本的設(shè)備中,,在新離合排水裝置的設(shè)計(jì)中首次使用PLC技術(shù),,其后的流化床焚燒爐中也應(yīng)用該技術(shù)。所有剩下的遠(yuǎn)程終端設(shè)備(RTU)的硬件都由現(xiàn)場(chǎng)傳感器直接連接到PLC上,。分布式PLC和PC的通訊由以太網(wǎng)協(xié)議完成,。由于系統(tǒng)是基于Windows的CIMPLICITY軟件,用戶界面由預(yù)制屏幕開發(fā),,提供了點(diǎn)選式功能,。此外,數(shù)據(jù)可以用可兼容的Microsoft SQL Server進(jìn)行管理,。
 ?。ㄈ┙Y(jié)果
  1.PLC標(biāo)準(zhǔn)件保證GE支持和備件至少15年。
  2.新裝置節(jié)約65%維修費(fèi)用,,并且縮短設(shè)備的回收周期,。
  3.易處理的結(jié)構(gòu)極大地減少了初期安裝時(shí)間。
  4.通過即時(shí)識(shí)別問題的所在,,改良的診斷減少了維修費(fèi)用,增加整個(gè)系統(tǒng)600%的故障檢測(cè),,并減少50%的故障時(shí)間,。
  5.可擴(kuò)展為奧斯本工廠容量提供50%的增長(zhǎng)量。
  
  二,、簡(jiǎn)單而大眾化的技術(shù)的自動(dòng)污水處理控制方案
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  為了接近預(yù)算和操作極限,,美國(guó)喬治亞州的Statesboro期望有基于簡(jiǎn)單而大眾化的技術(shù)的自動(dòng)污水處理控制方案" title="控制方案">控制方案。該技術(shù)應(yīng)適用于逐流裝置,,以保證長(zhǎng)期使用,,并節(jié)省裝置的花費(fèi),此外需要提供運(yùn)行時(shí)間的高效率和系統(tǒng)改變的復(fù)雜適應(yīng)性,。完整的廠內(nèi)功能應(yīng)包括:篩選,、粗礫移除、泵配位,、通風(fēng),、凈化以及紫外線消毒。廠內(nèi)功能應(yīng)和遠(yuǎn)程水泵站,、井站和水塔進(jìn)行協(xié)調(diào),。
  (二)解決方案
  為了滿足一般性技術(shù)的要求,,控制系統(tǒng)完全由基于PLC的RTU構(gòu)建,,該P(yáng)LC使用GE Fanuc 90-30系列PLC。全部廠內(nèi)控制由7個(gè)RTU進(jìn)行操控,,RTU由使用光纖調(diào)制解調(diào)器的以太網(wǎng)進(jìn)行相互連接,。每個(gè)RTU控制的PLC為17個(gè)不同的水泵站、6個(gè)遠(yuǎn)程井站和3個(gè)高架儲(chǔ)罐提供遠(yuǎn)程通信,。每個(gè)遠(yuǎn)程RTU包括一個(gè)90-30系列PLC和小的操作接口,,以進(jìn)行本地的設(shè)定點(diǎn)和設(shè)備控制的操作。所有遠(yuǎn)程單元均有微波數(shù)據(jù)系統(tǒng)無(wú)線調(diào)制解調(diào)器" title="無(wú)線調(diào)制解調(diào)器">無(wú)線調(diào)制解調(diào)器接入,,900MHz的許可頻率,。所有的PLC傳遞數(shù)據(jù)到中央PC采集系統(tǒng),并使用Microsoft Excel 對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,。
 ?。ㄈ┙Y(jié)果
  1.PLC標(biāo)準(zhǔn)件保證GE支持和備件至少15年。
  2.廠內(nèi)和遠(yuǎn)程的普通PLC設(shè)備元件可以減少剩余部分的消耗和操作訓(xùn)練,。
  3.對(duì)等網(wǎng)絡(luò)PLC通信允許整體控制策略和個(gè)體工程處理的相互協(xié)作,。
  4.主流技術(shù)" title="主流技術(shù)">主流技術(shù)的應(yīng)用提供了有效花費(fèi)計(jì)劃整合服務(wù),并允許系統(tǒng)增長(zhǎng)和操作員維護(hù),。
  5.開放式系統(tǒng)產(chǎn)品特性允許類似于以太網(wǎng),、光纖局域網(wǎng)的高級(jí)技術(shù)以及主流申報(bào)功能。
  
  三,、建立遠(yuǎn)程飲用水輸送系統(tǒng)
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  美國(guó)伊利諾斯州的Hazel Crest村,希望建立飲用水輸送系統(tǒng),,包括多遠(yuǎn)程泵送和交接計(jì)量站,、水化學(xué)處理的協(xié)調(diào),。理想的系統(tǒng)應(yīng)整合一個(gè)調(diào)度系統(tǒng)來(lái)提醒待命操作進(jìn)行臨界操作。此外,,系統(tǒng)需要響應(yīng)復(fù)雜和變換的環(huán)境,,并在長(zhǎng)期內(nèi)最大地利用投資。對(duì)比而言,,現(xiàn)有的系統(tǒng)基于所有權(quán)控制硬件已過時(shí),,并有物理上的缺陷和難以維護(hù)等缺點(diǎn)。
 ?。ǘ┙鉀Q方案
  使用GE Fanuc90-30系列PLC的功能和CIMPLICITY集線器管理接口機(jī)器界面軟件,,新系統(tǒng)可提供擴(kuò)展頻譜無(wú)線通信。PLC到無(wú)線調(diào)制解調(diào)器的接口是采用工廠標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的對(duì)口儀器,。在工作站,,CIMPLICITY集線器管理接口軟件提供詳細(xì)的圖表和警告能力和一個(gè)綜合的逼近標(biāo)準(zhǔn)歷史估計(jì)工具。此外,,GE Fanuc PLC具有較高的可輸出功率和可供波形系數(shù),。
  (三)結(jié)果
  1.投資收益率估計(jì)至少在2年以上,。
  2.通過在線儀表檢控和監(jiān)視整理手冊(cè)數(shù)據(jù)收集,。
  3.ODBC存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)格式,考慮到“辦公環(huán)境”的數(shù)據(jù)操作和報(bào)告,。
  4.每日自動(dòng)報(bào)告環(huán)境適應(yīng)性資料,。
  5.通過從任何電話線,完成監(jiān)視和定位通向中央CIMPLICITY數(shù)據(jù)服務(wù)器,,使待命操作員更自由,。
  6.允許遠(yuǎn)程操作訪問的自動(dòng)登錄,作為操作員的加班工資的基礎(chǔ),。
  7.PLC標(biāo)準(zhǔn)件保證GE支持和備件至少15年,。
  8.主流技術(shù)的應(yīng)用提供了有效花費(fèi)計(jì)劃整合服務(wù),并允許系統(tǒng)增長(zhǎng)和操作員維護(hù),。
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