¿Cómo puedo determinar si mi sistema operativo Windows es una versión de centro de datos real o una versión de centro de datos con función MCC integrada?
Este artículo presenta el proceso de tratamiento de aguas residuales de ciudades pequeñas y medianas a nivel de condado, las características principales del PLC Siemens S7-300, los requisitos de control automático de la planta de tratamiento de aguas residuales y la configuración del hardware del sistema. del PLC, el diseño del software y los resultados reales de la operación.
El controlador programable PLC es la clave para realizar el control automático de las plantas de tratamiento de aguas residuales. La capacidad de tratamiento de las plantas de tratamiento de aguas residuales en ciudades pequeñas y medianas a nivel de condado es generalmente inferior a 100.000 m3/d. muchos son de 10.000 a 50.000 m3/d. El número de puntos de monitoreo generalmente no es muy grande, y elegir el PLC Siemens S7-300 es una solución económica y práctica. Tiene una estructura altamente modular y un potente conjunto de instrucciones, y puede cumplir. necesidades diversas y personalizadas.
1 Proceso de tratamiento de aguas residuales
A juzgar por la investigación, desarrollo y aplicación actuales de procesos y tecnologías de tratamiento de aguas residuales, debido al proceso tradicional de tratamiento de lodos activados en el tratamiento de aguas residuales de pequeña y mediana escala. Plantas Existen problemas como alta inversión en infraestructura, altos costos operativos y alto consumo de energía. Por lo tanto, los procesos de tratamiento de plantas de tratamiento de aguas residuales en ciudades pequeñas y medianas a nivel de condado con un volumen de tratamiento de agua de menos de 100.000 metros cúbicos / d. Generalmente se utilizan procesos de zanja de oxidación y SBR. Una planta de tratamiento de aguas residuales en un condado del noroeste trata 40.000 toneladas de aguas residuales por día, y el proceso de tratamiento utiliza la zanja de oxidación de Obel. Tratamiento principal: La sección de trabajo incluye una sección de tratamiento mecánico, una sección de tratamiento biológico y una sección de tratamiento de deshidratación de lodos. La sección de tratamiento mecánico consta de una sala de rejilla gruesa, una sala de bombas de entrada de agua, una sala de rejilla fina y un desarenador ciclónico. La sección de tratamiento biológico consta de tanque anaeróbico, zanja de oxidación, sala de bombas de retorno y lodos residuales, tanque de sedimentación secundaria, tanque de contacto, etc. La sección de tratamiento de deshidratación de lodos consta de tanque de almacenamiento de lodos y sala de máquinas de deshidratación de lodos. El flujo de proceso de este proceso se muestra en la Figura 1.
Las aguas residuales recogidas por la red de tuberías de aguas residuales urbanas llegan a la sala de bombas de entrada, donde la máquina de rejilla filtra las impurezas sólidas grandes y luego las aguas residuales más finas se elevan y se bombean a la cámara de arena del ciclón. Por la acción de la mezcladora y máquina aspiradora de arena, se eliminan las partículas sólidas. El siguiente proceso es que las aguas residuales se envían primero a un tanque anaeróbico con el fin de eliminar el fósforo y el nitrógeno, y luego fluyen hacia la zanja de oxidación. Allí se encuentran las cepas de bacterias correspondientes para descomponer y purificar las aguas residuales. La zanja de oxidación mantiene la supervivencia. Una de las condiciones principales son las impurezas orgánicas en las aguas residuales y la otra es el suministro de oxígeno. Por lo tanto, la función del disco de aireación en la zanja de oxidación es oxigenar las aguas residuales. Las aguas residuales tratadas por la zanja de oxidación se pueden descargar directamente después de asentarse en el tanque de sedimentación secundario y agregar cloro al tanque de contacto para cumplir con el estándar. El exceso de lodo se envía a la sala de máquinas de deshidratación mediante una bomba de descarga de lodo. el lodo se prensa para secarlo y se convierte en una torta que se utiliza como fertilizante.
2 Selección de hardware del sistema de control automático
El tratamiento de aguas residuales se controla principalmente mediante lógica secuencial, que es la ventaja del control PLC. Entre muchos fabricantes de PLC, los productos de la serie de PLC S7-300 de Siemens se han convertido en la primera opción para muchos usuarios debido a su alto costo y rendimiento. S7-300 es un sistema PLC modular de tamaño pequeño y mediano que puede satisfacer aplicaciones con requisitos de rendimiento medio. Tiene una estructura modular sin ventilador y se pueden combinar ampliamente varios módulos individuales para su expansión. El módulo de interfaz (IM) se utiliza para conectar el bastidor principal (CR) y el bastidor de expansión (ER) en una configuración de múltiples bastidores. El S7-300 puede operar varios bastidores a través del bastidor principal distribuido (CR) y dos bastidores de expansión. (ER). Hasta 32 módulos. La unidad central de procesamiento (CPU) integra interfaces de comunicación PROFIBUS-DP y MPI, y la interfaz multipunto (MPI) se utiliza para conectar programadores, PC e interfaces hombre-máquina al mismo tiempo. Los módulos de señal (SM) se utilizan para entradas y salidas digitales y analógicas.
3 Requisitos y funciones de control generales
El requisito del sistema de control automático de la planta de tratamiento de aguas residuales es controlar y ajustar automáticamente el proceso de tratamiento de aguas residuales para que los indicadores de calidad del agua tratada alcancen el rango requerido cuando la sala de control central de la empresa emite un comando de carga, los principales parámetros de trabajo (parámetros de calidad del agua, caudal, nivel de líquido, etc.), el estado de funcionamiento y las principales curvas del proceso dentro de un cierto período de tiempo durante la corriente; operación se cargan en la sala de control central de la empresa.
Las funciones son las siguientes:
1) Operación de control: en la sala de control central, el equipo controlado se puede controlar en línea en tiempo real, como iniciar y detener un determinado equipo, ajustar el tamaño de ciertos analógicos salidas y configuración de ciertos parámetros del PLC en línea, algunos parámetros, etc.
2) Función de visualización: Utilice gráficos para mostrar las condiciones de operación de los equipos controlados en cada sitio en tiempo real, así como los parámetros de estado de cada sitio.
3) Gestión de datos: según la velocidad de cambio y la importancia de los diferentes parámetros operativos, establezca una base de datos del historial de producción y almacene datos de producción sin procesar para análisis estadístico. Compare y analice los datos en la base de datos en tiempo real y la base de datos histórica para obtener algunos parámetros empíricos útiles, lo que favorece la optimización del control de circuito casi cerrado de la zanja de oxidación, y muestra algunos parámetros y resultados necesarios en tiempo real. Pantallas e informes.
4) Función de alarma: cuando el valor medido de una determinada cantidad analógica (como corriente, presión, nivel de agua, etc.) excede un rango determinado o una determinada cantidad de conmutación (como arranque y parada del motor). , interruptor de válvula) la válvula cambia de posición. Se pueden emitir diferentes niveles de alarmas según las diferentes necesidades.
5) Función de impresión: Puede imprimir informes y gráficos, así como la impresión en tiempo real de diversos eventos y alarmas. Los métodos de impresión se pueden dividir en: impresión programada e impresión activada por eventos.
4 Composición y diseño del sistema
Si se utiliza el método de control centralizado PLC convencional, las señales in situ se conectan al PLC en la sala de control centralizado a través de cables. Líneas de proceso largas y puntos de control en el sitio. El rango de distribución es amplio, lo que requiere el tendido de una gran cantidad de cables y puentes, el entorno del sitio es hostil y la construcción es muy difícil. En vista de esto, se adopta la tecnología de bus de campo PROFIBUS Según la división de proceso, el sistema está equipado con dos estaciones maestras, dos subestaciones y dos estaciones de operador. Se utiliza el PLC de la serie S7-300 de Siemens y la estación principal utiliza CPU315-2DP, que tiene un puerto de comunicación DP y un puerto MPI. La subestación utiliza el versátil módulo remoto ET200M para la recopilación y el control de datos en el sitio, y utiliza PROFIBUS (bus de campo industrial) para facilitar el establecimiento de un sistema de red de control. Su sistema de control automático se muestra en la Figura 2.
El sistema de control se divide en tres niveles, a saber, nivel de campo, nivel de control y nivel de gestión.
(1) Nivel de gestión
El nivel de gestión monitorea de forma centralizada el estado operativo de cada equipo de la subestación. El bus de campo de nivel de gestión selecciona el bus PROFIBUS-FMS. Dos servidores redundantes con software de configuración instalado sirven como estaciones de operador para el bus de campo PROFIBUS-FMS y están instalados en la sala de control para recopilar datos de campo al mismo tiempo. El servidor utiliza el software de configuración WinCC y está equipado con opciones de paquetes de software de servidor.
(2) Nivel de control y nivel de campo
La función principal del nivel de control es recibir parámetros o comandos establecidos por la dirección, controlar el proceso de producción del tratamiento de aguas residuales y transmitir la estado del campo a la capa de gestión. De acuerdo con el flujo del proceso y el diseño general de la fábrica, combinado con la ubicación y el alcance de suministro y distribución de energía del centro de control de motores MCC, de acuerdo con el área del objeto de control y la cantidad de equipos, y con base en el principio de dividir áreas por recolección cercana y unidad de control, en la sala de bombas de entrada de agua, transformador. La central cuenta con dos estaciones principales en el sitio PLC1 y PLC2. Hay dos subestaciones en el sitio en la sala de cloración y la sala de máquinas de deshidratación. Entre ellas, PLC1-1 en la sala de cloración es la estación esclava DP de PLC1 en la sala de bombas de entrada de agua, y PLC2-1 en la sala de máquinas de deshidratación. la estación esclava DP de PLC2 en la subestación. El bus de campo PROFIBUS-DP se utiliza entre la estación maestra local y las subestaciones locales. Las estaciones maestras locales PLC1 y PLC2 se componen respectivamente del módulo de potencia PS 307, el módulo DP CPU315-2, el módulo de comunicación CP343-5 y el correspondiente módulo de señales SM. La subestación en sitio adopta una unidad remota ET200M. Cada unidad ET200M está compuesta por un módulo de interfaz de bus IMl53-2 y varios otros módulos de entrada y salida digitales y analógicos.
El alcance de monitoreo de la estación principal PLC1 in situ de la sala de bombas de entrada de agua es la rejilla gruesa, la sala de bombas de entrada de agua, la rejilla fina, la cámara de arena, etc. Sus principales objetos de control son las rejillas gruesas y finas entre las rejillas gruesas y finas y la entrada de agua, portones eléctricos, bombas elevadoras de aguas residuales en la sala de bombas de entrada de agua, dispositivos de descarga de arena en la cámara de arena, equipos de separación de arena y agua, etc. También es responsable de las pruebas en línea de los parámetros de calidad del agua entrante, como pH, SS (medición de turbiedad) y otros parámetros.
Su configuración de E/S es: DI=144, DO=48, A1=16.
El alcance de monitoreo de la subestación in situ PLC1-1 en la sala de cloración es la sala de cloración y la piscina de contacto. Sus principales objetos de control son los equipos de cloración y desinfección. la calidad del agua efluente como: cloro residual, DQO, Detección en línea de parámetros como caudal. Su configuración de E/S es: D1=48, DO=16, AI=8.
El alcance de monitoreo de la estación principal PLC2 en el sitio de la subestación es el tanque anaeróbico, la zanja de oxidación, la sala de bombas de flujo de retorno y lodos residuales y el tanque de sedimentación secundario. Completa principalmente el monitoreo y control de. Parámetros del proceso de tratamiento, como oxígeno disuelto, medición y control de la concentración de lodos, valor de pH, valor de ORP y otros parámetros. Operar y controlar equipos de aireación, equipos de mezcla, equipos de drenaje, bombas de retorno y residuales de lodos, raspadores de lodos, etc. para cumplir con los requisitos de calidad del agua efluente tratada. Su configuración de E/S es: DI=224, DO=8O, A1=24.
El alcance de monitoreo de la subestación PLC2-1 en el sitio de la sala de máquinas de deshidratación es la sala de máquinas de deshidratación y el tanque de almacenamiento de lodo. Sus principales objetos de control son el agitador y la válvula eléctrica del almacenamiento de lodo. tanque, y la bomba de entrada de lodo y transportador en la sala de máquinas de deshidratación, concentrador, sistema de dosificación y otros equipos. Su configuración de E/S es: DI=48, DO=16, Al=8.
5 Software del sistema
El sistema operativo de la computadora adopta el sistema operativo Microsoft Windows 2000 Professional versión china. La base de datos histórica utiliza el software Microsoft SQLServer 2000 versión china. El software de monitoreo de computadora superior se implementa utilizando el software de configuración iFIX3.5 de GE.
1) Software del sistema operativo El sistema operativo Windows 2000 Professional versión china proporciona un entorno de sistema operativo multiusuario y multitarea rápido, eficiente y actualmente es el sistema operativo de control industrial más utilizado. El servidor de la base de datos utiliza la versión china del servidor Windows2000 junto con Microsoft SQL2000 para guardar datos históricos. Cada estación de trabajo utiliza el sistema operativo Windows 2000 Professional versión china.
2) El software de monitoreo iFIX3.5 realiza la recopilación y el procesamiento de cantidades de conmutación, cantidades de estado, electricidad y cantidades analógicas de todo el sistema, y las muestra en la interfaz de la estación de trabajo principal, importante para algunos; plantas de tratamiento de aguas residuales Las cantidades físicas como la corriente, la frecuencia, la presión de salida de cada bomba de entrada de agua, etc. se muestran en tiempo real en la interfaz principal de la estación operativa principal, lo que facilita al despachador comprender el funcionamiento del sistema. de manera oportuna.
3) El software de base de datos versión china Microsoft SQL2000 está instalado en el servidor de la base de datos para almacenar datos históricos importantes de toda la planta de aguas residuales. Los datos históricos se leen a través de la comunicación entre iFIX3.5 y Microsoft SQL 2000. Diseñar un servidor de base de datos independiente puede evitar la pérdida de datos históricos debido a fallas del sistema local.
4) STEP7 puede utilizar 6 de los ocho lenguajes de programación del estándar IEC-1131 (STL, LAD, FBD, CFC, SFC y SCL) para programar. Este sistema utiliza STEP7 para programar. Siemens El controlador está configurado y programado.
6 Conclusión
Desde que se puso en uso el sistema de control automático diseñado con el PLC Siemens S-300 en la planta de tratamiento de aguas residuales, el sistema ha estado funcionando de manera estable y confiable. El equipo tiene las características de depuración simple, operación conveniente, uso seguro, alta eficiencia, baja tasa de fallas y buen efecto de tratamiento de aguas residuales, lo que mejora la productividad laboral. Al mismo tiempo, debido a que el software y el hardware adoptan una estructura modular, facilita el proceso. instalación, depuración e instalación de personal técnico y de ingeniería.