现场总线和组态软件技术在污水处理项目的应用

 摘要：

　　本文针对污水处理系统的主要特点，结合实际工程应用，阐述了以现场总线和组态软件结合来实现污水处理及监管的解决方案。

关键词：污水处理工艺、现场总线 、力控监控系统软件。

一、系统综述

　　污水处理的方法一般有氧化沟法﹑SBR法﹑鼓风曝气法﹑AB法﹑A2O法等工艺方法，针对不同的工艺需要制定相应的控制方案，采用生产管理监控级﹑现场控制级和就地控制级三层网络结构，要求系统具备在线监测及数据采集显示、远程自动控制和网络通讯、检测数据分析﹑管理、系统监测及故障报警等功能。本污水处理项目经设计，其电气自控系统以三菱Q系列PLC和网络系统为控制系统主干，并配以人机界面来提升操作友好度，同时通过安装在上位工控机的力控监控组态软件来监控整个系统的运行状况。该系统设计要求采用集散型控制系统，采取“集中监测，分散控制”的原则，由厂级中央监控工作站和现场分散就地PLC控制站组成全厂工业控制网。

　　这是一套完整的面向水处理行业的自控解决方案，各就地控制站通过Q-PLC所提供众多型号的I/O模块、AD/DA模块和高速通讯的人机界面实现现场实时控制，而各就地控制站之间通过已获得国标认证的CC-Link现场总线连接实时传输重要数据实现柔性控制，上位工控机系统则通过工业以太网络与控制层连接，采集实时数据并监控整个系统的可靠运行。该自控解决方案通过CC-Link现场总线和工业以太网络构建了现场控制层和信息管理层的两层网络结构，其特点是数据量大、实时性高、可靠性高，而整体造价便宜。

系统拓扑结构图如下：

　　1、CC-Link现场总线简介

　　在1996年11月，以三菱电机为主导的多家公司以"多厂家设备环境、高性能、省配线"理念开发、公布和开放了现场总线CC-Link，并开始正式向市场推出了CC-Link这一全新的多厂商、高性能、省配线的现场网络。CC-Link现场总线已于2004年获得中国国家标准GB/Z的审核，成为为数不多的在中国市场上推广的国标产品。其具备了一些特点：

　　减少配线，提高效率。CC-Link显著减少了当今复杂的生产线上的控制线和电源线，更有利于系统维护。

　　高速的输入输出响应，CC-Link实现了最高为10Mbps的高速通讯速度，输入输出响应可靠，并且响应时间快，可靠和具有确定性。

　　CC-Link的最大总延长距离可达1.2km(156kbps).另外，通过使用中继器（T型分支）或光纤中继器，可进一步延长传输距离，适用于网络扩张时需远距离设置的设备。

丰富的RAS功能（RAS: Reliability, Availability, Serviceability（可靠性，有效性，可维护性）。

　　3、力控监控组态软件简介

　　率先在国产组态软件中推出完整的软件冗余和热备体系，支持分布式网络访问，支持多层网络冗余，极大的提高了软件的安全性和稳定性。

　　在支持网络冗余体系的国内组态软件开发商中，是性能价格比最高的软件。

　　在国产软件厂家中最适合DCS、PLC、RTU、DDC等控制器厂家进行监控软件配套，可以在过程自动化、制造自动化项目中广泛应用。

　　分布在网络的不同节点的力控软件，节点之间可以任意通讯，构成了完整的分布式网络体系，由力控软件组成的C/S和B/S网络体系都支持双网容错切换。

　　能有效的管理多个网络节点状态，数据采用变化传输，节省了网络开销，故障和容错机制更完善。

　　适合企业信息化的信息集成,软件不但大数据量处理功能，同时组态更便捷。

二、自控系统方案说明

　　根据设计要求，采用“集中监测，分散控制”的原则构建整个自控系统，其系统拓扑图如下。

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