施耐德Premium系列PLC与Genesis64组态软件在自来水厂加氯系统中的运用

引言

消毒工艺是净水处理过程中至关重要的环节,通过消毒杀死对人体有害的病原菌和致病微生物,从而达到饮用水的标准。消毒的方法有很多,加氯是较为常用的一种。某自来水厂旧加氯系统一直采用手动调节加氯机投加氯气的方式来进行水消毒处理,这种手动投加氯气的方式存在投加效率低下、影响水质的问题。与此同时,经过十余年的使用,加氯机已出现了老化的情况,存在着极大的安全隐患。基于以上问题,该自来水厂对加氯系统进行了远程控制改造,保证了氯气准确安全的投加,既得到了良好的出水水质,又消除了安全隐患,并取得了较好的经济效益。

1加氯系统总体改造设计

由于目前被广泛采用的PID控制加氯法对水质参数变化反馈存在滞后的现象,当原水参数突变时,往往达不到预期的控制效果[3]。基于上述原因,新加氯系统创新改造设计为在上位机运用Genesis64组态软件,通过以太网通信的方式控制施耐德Premium系列TsxP573634M型号PLC对3台全新w&T牌加氯机的加氯阀门进行模拟量控制输出,从而控制加氯量:对加氯系统中气路电动阀门进行开关量控制输出,从而控制氯气阀门的开关,最终实现远程控制加氯机投加氯气的目的。改造总体网络结构示意图如图1所示。

2PLC在加氯系统中的运用

施耐德Premium系列PLC具有处理功能强大、运行速度快、价格适中等优点。本次加氯系统改造采用了施耐德Premium系列TsxP573634M型号PLC作为处理器对现场加氯机及气路电动阀进行控制,通过现场总线与设备连接,将上位机的指令经过运算后输出控制加氯机或电动阀,实现系统远程控制。

根据加氯机、电动阀、压力表的功能以及加氯系统的实际要求,新加氯系统设计了3点模拟量输出(Ao)、3点模拟量输入(AI)、7点数字量输出(Do)、38点数字量输入(DI),选择型号为TsxDEY32D2K的数字量输入模块、TsxDsY32T2K的数字量输出模块、TsxAEY8l0的模拟量输入模块以及型号为TsxAsY8l0的模拟量输出模块。

PLC编程软件采用的是施耐德的UnityProxL5.0编程软件,该软件是施耐德PLC编程的统一平台,支持昆腾、Premium、M340等系列PLC的程序编写:同时支持梯形图、结构化文本、顺序功能图等方式的程序编写方式。本项目中使用了结构化文本(sT)作为编程语法,使代码编写紧凑、清晰可读。以下为加氯系统实际硬件配置图(图2)及PLC程序图(图3)。

图2UnityPro界面一实际硬件配置图

图3PLC程序图

3Genesis64组态软件在加氯系统中的运用

本次加氯系统改造选用了Genesis64工业组态软件作为上位机监控软件,其运行界面如图4所示。上位机与PLC通过以太网通信,需要设置PLC和上位机的IP地址以及网关。上位机作为MoDBUs/TCP主站,PLC作为MoDBUs/TCP从站。PLC将变量以及I/o变量等打包到内存字(%Mw类型),%Mw类型地址再映射为MoDBUs地址,通过MoDBUs地址与Genesis64组态软件中的控件进行绑定,上位机最终实现Genesis64组态软件对加氯机、电动阀的远程输出控制以及对加氯机、电动阀状态的输入监视。

4结语

随着水处理技术的不断发展以及自来水厂自动化程度的不断深入,pLC与上位机组态软件在自来水厂自动化系统中的应用越来越普遍,这为自来水厂的自动化及无人值守化提供了重要保障。该自来水厂加氯系统自动化改造至今,加氯系统能在不同水质、水量情况下正常工作,加氯系统运行稳定,加氯效果良好,保证了优质、安全供水。同时,在上位机运用Genesis64组态软件远程控制氯气投加设备的方式,解决了投加效率低下、影响水质的问题,消除了设备老化产生的安全隐患,大大提高了自来水厂的氯气投加保障水平。