引言

消毒工藝是凈水處理過程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié),通過消毒殺死對(duì)人體有害的病原菌和致病微生物,從而達(dá)到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。消毒的方法有很多,加氯是較為常用的一種。某自來水廠舊加氯系統(tǒng)一直采用手動(dòng)調(diào)節(jié)加氯機(jī)投加氯氣的方式來進(jìn)行水消毒處理,這種手動(dòng)投加氯氣的方式存在投加效率低下、影響水質(zhì)的問題。與此同時(shí),經(jīng)過十余年的使用,加氯機(jī)已出現(xiàn)了老化的情況,存在著極大的安全隱患?；谝陨蠁栴},該自來水廠對(duì)加氯系統(tǒng)進(jìn)行了遠(yuǎn)程控制改造,保證了氯氣準(zhǔn)確安全的投加,既得到了良好的出水水質(zhì),又消除了安全隱患,并取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

1加氯系統(tǒng)總體改造設(shè)計(jì)

由于目前被廣泛采用的PID控制加氯法對(duì)水質(zhì)參數(shù)變化反饋存在滯后的現(xiàn)象,當(dāng)原水參數(shù)突變時(shí),往往達(dá)不到預(yù)期的控制效果[3]?；谏鲜鲈?新加氯系統(tǒng)創(chuàng)新改造設(shè)計(jì)為在上位機(jī)運(yùn)用Genesis64組態(tài)軟件,通過以太網(wǎng)通信的方式控制施耐德Premium系列TsxP573634M型號(hào)PLC對(duì)3臺(tái)全新w&T牌加氯機(jī)的加氯閥門進(jìn)行模擬量控制輸出,從而控制加氯量:對(duì)加氯系統(tǒng)中氣路電動(dòng)閥門進(jìn)行開關(guān)量控制輸出,從而控制氯氣閥門的開關(guān),最終實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制加氯機(jī)投加氯氣的目的。改造總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

2PLC在加氯系統(tǒng)中的運(yùn)用

施耐德Premium系列PLC具有處理功能強(qiáng)大、運(yùn)行速度快、價(jià)格適中等優(yōu)點(diǎn)。本次加氯系統(tǒng)改造采用了施耐德Premium系列TsxP573634M型號(hào)PLC作為處理器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)加氯機(jī)及氣路電動(dòng)閥進(jìn)行控制,通過現(xiàn)場(chǎng)總線與設(shè)備連接,將上位機(jī)的指令經(jīng)過運(yùn)算后輸出控制加氯機(jī)或電動(dòng)閥,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制。

根據(jù)加氯機(jī)、電動(dòng)閥、壓力表的功能以及加氯系統(tǒng)的實(shí)際要求,新加氯系統(tǒng)設(shè)計(jì)了3點(diǎn)模擬量輸出(Ao)、3點(diǎn)模擬量輸入(AI)、7點(diǎn)數(shù)字量輸出(Do)、38點(diǎn)數(shù)字量輸入(DI),選擇型號(hào)為TsxDEY32D2K的數(shù)字量輸入模塊、TsxDsY32T2K的數(shù)字量輸出模塊、TsxAEY8l0的模擬量輸入模塊以及型號(hào)為TsxAsY8l0的模擬量輸出模塊。

PLC編程軟件采用的是施耐德的UnityProxL5.0編程軟件,該軟件是施耐德PLC編程的統(tǒng)一平臺(tái),支持昆騰、Premium、M340等系列PLC的程序編寫:同時(shí)支持梯形圖、結(jié)構(gòu)化文本、順序功能圖等方式的程序編寫方式。本項(xiàng)目中使用了結(jié)構(gòu)化文本(sT)作為編程語法,使代碼編寫緊湊、清晰可讀。以下為加氯系統(tǒng)實(shí)際硬件配置圖(圖2)及PLC程序圖(圖3)。

圖2UnityPro界面一實(shí)際硬件配置圖

圖3PLC程序圖

3Genesis64組態(tài)軟件在加氯系統(tǒng)中的運(yùn)用

本次加氯系統(tǒng)改造選用了Genesis64工業(yè)組態(tài)軟件作為上位機(jī)監(jiān)控軟件,其運(yùn)行界面如圖4所示。上位機(jī)與PLC通過以太網(wǎng)通信,需要設(shè)置PLC和上位機(jī)的IP地址以及網(wǎng)關(guān)。上位機(jī)作為MoDBUs/TCP主站,PLC作為MoDBUs/TCP從站。PLC將變量以及I/o變量等打包到內(nèi)存字(%Mw類型),%Mw類型地址再映射為MoDBUs地址,通過MoDBUs地址與Genesis64組態(tài)軟件中的控件進(jìn)行綁定,上位機(jī)最終實(shí)現(xiàn)Genesis64組態(tài)軟件對(duì)加氯機(jī)、電動(dòng)閥的遠(yuǎn)程輸出控制以及對(duì)加氯機(jī)、電動(dòng)閥狀態(tài)的輸入監(jiān)視。

4結(jié)語

隨著水處理技術(shù)的不斷發(fā)展以及自來水廠自動(dòng)化程度的不斷深入,pLC與上位機(jī)組態(tài)軟件在自來水廠自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越普遍,這為自來水廠的自動(dòng)化及無人值守化提供了重要保障。該自來水廠加氯系統(tǒng)自動(dòng)化改造至今,加氯系統(tǒng)能在不同水質(zhì)、水量情況下正常工作,加氯系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,加氯效果良好,保證了優(yōu)質(zhì)、安全供水。同時(shí),在上位機(jī)運(yùn)用Genesis64組態(tài)軟件遠(yuǎn)程控制氯氣投加設(shè)備的方式,解決了投加效率低下、影響水質(zhì)的問題,消除了設(shè)備老化產(chǎn)生的安全隱患,大大提高了自來水廠的氯氣投加保障水平。