自动控制系统设计介绍

一、系统概述

      本系统采用PROFIBUS现场总线,它是德国于90年代初制定的国家工业标准，它在众多总线中居于前列，广泛应用于各种行业，PROFIBUS系列有三个兼容部分组成：PROFIBUS-DP,PROFIBUS-FMS,PROFIBUS-PA。PROFIBUS以开放 互联参考模型OSI以基础，由物理层，数据链路层，应用层以及考虑到现场装置的控制功能和具体应用而添加的用户层。

      根据污水处理的实际控制要求，我们在次系统中使用PROFIBUS总线中的分布式I/O总线，即PROFIBUS-DP，主站和从站采用轮循的通信方式，主要应用于自动化系统中单元级和现场级通信，最高通信速率可达12M。

二、控制系统组成

      控制系统主要由低压控制柜和 西门子可编程控制器PLC通信系统组成，另外还有作为过程监控的上位机－工控机。

1、低压控制柜

       现场主要有六个低压控制柜，主要控制污水处理过程的动力设备。

       中水间AP1动力设备：搅拌机，加药计量泵，过滤反充气迸，紫外线消毒器

       格栅井APW1动力设备：格栅电机，一号一次提升泵，二号一次提升泵，水池高、中、低液位计。

        一号CASS池动力设备：1－6号曝气机，一号污泥泵，一号滗水器和电磁阀，水池高、中、低液位计。

        二号CASS池动力设备：7 －12号曝气机，二号污泥泵，二号滗水器和电磁阀，水池高、中、低液位计。

        中间水池动力设备：一号、二号二次提升泵，水池高、中、低液位计。

        中水池动力设备：一号、二号中水回用泵，水池高、中、低液位计。

        污泥间动力设备：加药搅拌机、加药泵、污泥罐搅拌机、离心机，污泥管道泵

2、PLC控制系统

       工控机，工控机主要用于现场动力设备工作状况的监视，极其控制参数的设定。工控机扩展槽中有CP6511总线卡，用于和PLC CPU的通信，PLC中所有的数据都可以在其组态界面中察看。

       PROFIBUS主站由西门子S7-300CPU和两个32输入模块6S7-321-1BL00-0AA0,两个32点输出模块6ES7-322-1BL00-0AA0和一个16点输入模块6ES7-321-1BL02-0AA0,主要用于操作台的控制输入和指示灯的输出。

       PROFIBUS从站位于现场低压柜中，采集各个动力设备的运行停止信号、参数信号和各个污水处理池的液位信号，再通过总线网络送给位于控制间的PLC CPU,通过运算，CPU给出回应。

      其中，两个CASS池的LDO融氧仪采集的氧气含量信号和检测处理后水质的在线监测仪模拟量信号送入位于AP1控制柜中的模拟量模块6ES7 331-1KF01-OAB0,模拟量模块再将此信号送于PLC CPU，数据在组态界面中显示，供工作人员在线察看。

3、监控系统组成

     要由位于室内和室外的摄像头，极其位于工控机上的视频采集卡和视频采集卡、视频采集软件组成。中水间、污泥间各一个室内摄像头，供工作人员察看动力设备的实际工作画面。室外摄像头也两个，可以