污水处理工程中的自动化设备通讯问题--控制网



污水处理工程中的自动化设备通讯问题
企业:控制网 日期:2005-05-16
领域:PLC&PAC 点击数:1102

 

1 引言
    在污水处理的自动化工程中经常会碰到大量的第三方自动化设备需要监测和控制,通讯问题也就不可避免。第三方自动化设备一般都有自己的控制系统(含有PLC或者工控机),在自控系统中一般都是关键设备,并且有大量的通讯数据需要传输,因此选择合适的通讯方式,选择一种对系统的稳定性和成本控制都有利的通讯通讯方式就显得至关重要。本文以江油污水厂自控系统中的几种通讯方式的具体应用为例,介绍几种通讯方式的特点及其具体实现。

2 通讯方式的选择
    第三方自动化设备因为牵涉到第三方,在选择通讯方式时,首先一定要了解设备的接口状况。在此基础上,从传输信号的种类、数量、传输距离、传输速率以及成本等方面考虑权衡,确定合适的通讯方式。当监控的点数不是很多,数据量不大时,建议采用电缆通讯的方式,主要从功能实现和成本两方面考虑。如果有大量的数据需要传输则采用总线传输为好。采用电缆通讯的方式时,24V数字量信号采用KVV电缆传输,4-20ma信号采用RVVP电缆传输,在功能实现上非常可靠,相对于总线传输方式,由于不需要专用的通讯电缆和接头,也不需要第三方设备一定要有通讯接口或者总线接口模块,可以相对的降低成本,但是事先双方应预留硬件接口。对于一些小型的自动化设备,由于自带的小型PLC一般都没有总线通讯接口,需要附件通讯模块,导致通讯成本很高,则非常适合电缆通讯的方式。但是如果有大量的数据需要传时,总线通讯方式的优点便体现出来。此时,需要在软件和硬件组态上加以配合才能正常使用。同时也应当看到,伴随着工业以太网的普及应用,总线通讯的成本也会逐步降低。

    下面以4-20mA模拟量信号采用电缆和Prifubus(1.5Mbps)总线数据通讯两种传输方式的应用进行比较:


3几种通讯方式在江油污水厂的应用
    在江油污水厂的工程设计和施工中,有大量的第三方成套设备需要通讯,下面举例介绍这两种通讯方式在工程中的应用。

3.1 江油污水厂的总线通讯系统
    江油污水厂采用基于Prifibus的多主站通讯系统,结构如下图:


    现场总线采用西门子的Profibus DP总线,通讯介质为Prifibus专用485通讯电缆,通讯速率设置为典型的1.5Mbps,段间的最大距离为200米。上位机采用Wincc6.0组态,通过5611卡连接Prifubus总线。三个工艺站:预处理PLC站、反应池PLC站、加药消毒PLC站都采用S7-300型PLC,用Simatic S7编程软件进行硬件组态。第三方设备有粗格栅装置、鼓风机装置、ClO2加药装置,到三个主站的距离分别为30、80、100米。

3.2 电缆通讯方式
    污水厂预处理站的粗格栅装置采用江苏泉溪环保设备厂的GBY型机械臂摆动式格栅除污机,自带施奈德Niza小型PLC,在自控系统中需要监控的信号有:

数字量输入信号:齿耙降
               齿耙升
               差动升
               差动降
               本地/远程
               运行
               电源故障
               系统故障
数字量输出信号:启动/停止

    考虑到接口信号不多,而且施奈德Niza小型PLC没有Prifibus通讯接口,因此采用KVV 12×1.0的电缆接至预处理PLC(主站)的I/O模块上,通过预处理PLC进行通讯和控制。此时应当协调设备厂家,在端子上预留通讯接口信号,同时PLC上也要预留接口信号的地址。但是相对于增加通讯模块和通讯电缆来说,还是节约成本的,并且连接也并不复杂。

3.3 Prifibus主从通讯方式
    污水厂反应池站的鼓风机采用沈阳鼓风机厂的成套自控设备,自带S7-300。由于鼓风机系统本身比较复杂,含有进气和放气阀的控制调节及加热、液压等辅助设备的控制,有大量的温度、压力、流量数据需要传输。同时鼓风机PLC的CPU采用CPU314-2DP,本身含有Profibus-DP通讯接口,因此采用总线通讯方式。将鼓风机设定为一个从站,Profibus DP地址为4。

通讯配置过程如下:

1)组态从站Slave1
    DP行规:通讯速率1.5Mbps;操作模式DP Slave;DP地址4。

2)组态主站Master2
    DP行规:通讯速率1.5Mbps;操作模式DP Master;DP地址2。

3)连接主站Master2和从站Slave1
在主站Master2 的硬件组态中加入从站Slave1。

4)组态从站Slave1的地址映射区
    在Slave1的Connect选项中设置地址映射区:

    输入和输出的地址映射区大小均为64字节,地址的对应关系如下:
          S7 300(Master2)

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