引言

消毒工藝是凈水處理過程中至關重要的環(huán)節(jié),通過消毒殺死對人體有害的病原菌和致病微生物,從而達到飲用水的標準。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)一直采用手動調節(jié)加氯機投加氯氣的方式來進行水消毒處理,這種手動投加氯氣的方式存在投加效率低下、影響水質的問題。與此同時,經過十余年的使用,加氯機已出現(xiàn)了老化的情況,存在著極大的安全隱患?；谝陨蠁栴},該自來水廠對加氯系統(tǒng)進行了遠程控制改造,保證了氯氣準確安全的投加,既得到了良好的出水水質,又消除了安全隱患,并取得了較好的經濟效益。

1加氯系統(tǒng)總體改造設計

由于目前被廣泛采用的PID控制加氯法對水質參數(shù)變化反饋存在滯后的現(xiàn)象,當原水參數(shù)突變時,往往達不到預期的控制效果[3]?；谏鲜鲈?新加氯系統(tǒng)創(chuàng)新改造設計為在上位機運用Genesis64組態(tài)軟件,通過以太網通信的方式控制施耐德Premium系列TsxP573634M型號PLC對3臺全新w&T牌加氯機的加氯閥門進行模擬量控制輸出,從而控制加氯量:對加氯系統(tǒng)中氣路電動閥門進行開關量控制輸出,從而控制氯氣閥門的開關,最終實現(xiàn)遠程控制加氯機投加氯氣的目的。改造總體網絡結構示意圖如圖1所示。

2PLC在加氯系統(tǒng)中的運用

施耐德Premium系列PLC具有處理功能強大、運行速度快、價格適中等優(yōu)點。本次加氯系統(tǒng)改造采用了施耐德Premium系列TsxP573634M型號PLC作為處理器對現(xiàn)場加氯機及氣路電動閥進行控制,通過現(xiàn)場總線與設備連接,將上位機的指令經過運算后輸出控制加氯機或電動閥,實現(xiàn)系統(tǒng)遠程控制。

根據加氯機、電動閥、壓力表的功能以及加氯系統(tǒng)的實際要求,新加氯系統(tǒng)設計了3點模擬量輸出(Ao)、3點模擬量輸入(AI)、7點數(shù)字量輸出(Do)、38點數(shù)字量輸入(DI),選擇型號為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,支持昆騰、Premium、M340等系列PLC的程序編寫:同時支持梯形圖、結構化文本、順序功能圖等方式的程序編寫方式。本項目中使用了結構化文本(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)實際硬件配置圖(圖2)及PLC程序圖(圖3)。

圖2UnityPro界面一實際硬件配置圖

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)軟件作為上位機監(jiān)控軟件,其運行界面如圖4所示。上位機與PLC通過以太網通信,需要設置PLC和上位機的IP地址以及網關。上位機作為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)軟件中的控件進行綁定,上位機最終實現(xiàn)Genesis64組態(tài)軟件對加氯機、電動閥的遠程輸出控制以及對加氯機、電動閥狀態(tài)的輸入監(jiān)視。

4結語

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