西门子模块6ES7212-1AB23-0XB8产品型号
系统构成及配置
由于电厂废水主要包括生活水、新区废水和煤水三部分，相关的废水治理设备集中分布在三个区域，为了能够对废水处理系统进行集中监控，采用了以PLC和微机组成的控制系统。整个控制系统的构成如图1所示。
在三个废水处理区域分别设置以PLC为核心的控制子系统，所有PLC均选用美国AB公司的产品：煤水处理车间由于I/O数量较少，使用MICROLOGIX1200系列PLC;生活水处理车间使用10槽机架8K存储容量的SLC500/03系列PLC;新区废水处理车间使用13槽机架16K存储容量的SLC500/03系列PLC。每套PLC均配置足够容量的I/O点，并有一定的裕度，利用1747-AIC隔离链路耦合器将PLC的RS232通讯协议转变成为DH485。废水处理监控中心使用研华工控机IPC-610，安装具有DH485接口的1784-KTX卡。整个系统以DH485网络相连接，形成操作管理集中和控制分散的废水处理综合系统。
3 系统监控功能
废水处理监控中心计算机安装iFIX监控软件，Rslinx通讯程序、ABR驱动程序以及Rslogix PLC编程软件。利用iFIX监控软件实现各种控制画面，提供运行人员的操作手段，通过Rslinx完成监控计算机与三个PLC之间的实时通讯，Rslogix完成控制程序的设计调试下装等处理。主要实现如下功能：
①对整个工艺系统进行集中监控，实现自动数据采集、数据处理、工况显示、实时趋势、参数报警、历史曲线和报表输出功能;
② 完成整个工艺系统内工作泵与备用泵之间的联锁功能，实现水泵与水位、流量的联锁保护功能;
③ 完成生活污水处理系统内相关设备的程序启动、时间程序冲洗、反冲洗等功能;
④ 实现新区废水处理系统内氧化剂、助凝剂、混凝剂自动加药控制;
⑤ 完成煤水处理车间高浊度净化器、提升含煤废水泵、复用反冲洗水泵自动加药与程序控制;
⑥ 在线修改控制水位、加药方式、加药量、系统冲洗时间、反冲洗时间等控制参数。
4 系统控制实现
在整个废水处理系统中，以PLC为核心构成三个独立的区域控制系统，由于三个控制系统对象差别较大，下面以生活水处理系统为例进行说明。
① 生活水处理车间
图2是生活水处理车间工艺流程图。主要设备包括生活污水齿耙清污机、生活污水提升泵、生活污水鼓风机和生活污水处理装置，其中生活污水处理装置如图2虚线内的部分，包括斜管沉淀池、C/N滤池、N滤池、反冲洗水箱和反冲洗中间水箱。整个系统的控制主要包括正常处理和污水处理装置反洗两个部分：正常处理过程比较简单，只要将管路中相应的阀门打开和启动对应的水泵;污水处理装置反洗包括C/N滤池反洗和N滤池反洗，在滤池反洗过程中，放水历时1分钟、气洗历时5分钟、气水联合洗历时3分钟、水洗历时2分钟，整个反洗过程为11分钟，反洗周期为设备正常运行后，2天一次。
② 滤池操作控制
生活污水处理装置中包括C/N滤池和N滤池，C/N滤池和N滤池的阀门连接如图3所示。两个滤池都包括运行和反洗两部分操作，表1所示的是C/N滤池在运行和反洗中的状态。
表1：C/N滤池运行和反洗时阀门的状态（▲表示关闭，△打开）
③滤池操作PLC控制程序实现
从滤池工作的全过程来看，各个操作之间存在明显的顺序，采用Rslogix软件的顺序功能图来实现控制程序，顺序功能图实现的结构如图4所示。整个滤池的操作分为停运、运行、放水、气反洗、水气反洗和水反洗六个步，每个步执行开关阀门和定时操作，步与步之间的转换的条件使用PLC内部的定时器的时间信号和通过PLC的DI模块输入的阀门状态。
5 小结
废水综合处理系统将工业废水和生活废水进行深度处理，达到了循环补充用水标准;对含煤废水进行处理，达到了煤场冲洗用水的标准。废水综合处理系统的实施，提高了废水的回收效率，一方面减少了废水的排放量，减轻了对周围地区环境的污染，减少了排污费用;另一方面减少了水资源的开采，获得了很高的经济效益和社会效益。
PLC在废水综合处理系统中的应用，实现了系统的集中监控，提高了运行人员的工作效率，增加了整个系统的透明度和可维护性。
本文作者的创新点：利用PLC的通信功能，将分散的废水处理系统连接在一起，形成了操作管理集中和控制分散的综合系统，提高了系统的经济性。
1 引言
城市生活垃圾、工业垃圾、医院卫生废弃物、淤泥和废橡胶轮胎等垃圾焚烧处理技术，利用垃圾焚烧的余热发电，变废为宝，将是今后环保技术的一个重要发展方向。这种垃圾焚烧日处理废物能力为1～350t，余热锅炉的热容量小，发电机组小，一般为20兆瓦以内。垃圾焚烧发电厂的控制系统比大型电厂简单得多。一般来说，大型电厂的主机控制系统是无法采用PLC来控制的，只有一些辅机系统才能够使用PLC。随着现场总线技术及微处理器性能的突飞猛进，PLC集散控制系统已经成功应用在中型及较复杂的控制领域中，例如，垃圾焚烧发电厂就可以使用PLC控制系统，这样可以大大降低控制系统的成本。
本文将介绍广东省南海市垃圾焚烧发电厂PLC控制系统，此控制系统由珠海市广东亚仿科技股份有限公司成功开发，并一次成功投入生产运行。
2 控制系统总体方案介绍
制系统采用SiemensS7-400系列PLC，Siemens公司的S7-400系列PLC是90年代推出的S7系列中的大型机型，具有完善的功能和强大的通讯能力，特别是总线之一的Profibus，得到很多厂家的支持，非常有利于分布式控制系统的使用，Profibus-DP总线的通讯速率可达12Mbps。S7-417H双机热备系统和ET200M分布式I/O组成的Profibus-DP总线网构成切换结构，实现故障时的无扰动自动切换，可用在安全性能要求极高的控制系统中。S7-417H双机热备系统造价相对昂贵，为了减少硬件投资，可以选用软件双冗余（用416CPU进行双机热备），采用分布式I/O的Profibus-DP现场控制总线，上位机与PLC之间采用OSM/ESM环形100兆工业以太网光网进行通讯,上位机采用Intouch7.1组态软件进行系统组态。该厂的垃圾焚烧工艺引进美国Basic公司的专利技术，采用四级脉冲炉排，各项指标均达到国际环保要求,一期日焚烧处理垃圾200t。该工艺技术在我国具有实际推广的应用价值。
（1） 工作原理
垃圾经自动给料单元送入焚烧炉的干燥床干燥，送入炉排，炉排在脉冲空气动力装置的推动下抛动垃圾，垃圾与炉排片上的均匀气孔喷出的助燃空气混合燃烧，燃烧产生的热量由余热锅炉回收。余热锅炉产生的高温高压水蒸汽推动汽机发电，燃尽后进入灰渣坑，由自动除渣装置排出。由主燃烧室挥发和裂解出来的烟气进入第二、三级燃烧室，进行燃烧，使烟气的温度高达1000℃，烟气在此停留时间不少于2s,使有毒的烟气迅速分解，后经烟气处理设备及除尘设备（电除尘、布袋除尘）处理合格后排入大气。
（2） 环保发电厂主要设备
① 焚化炉锅炉2台，每台主要的技术参数如下:
垃圾处理量: 8.33t/h
产生蒸汽量: 22.5t/h
过热蒸汽压力: 4.0MPa
过热蒸汽温度: 400℃
炉膛温度: 980℃
给水温度: 145℃
② 汽轮机发电机组一套，主要的技术参数如下:
主蒸汽压力: 3.9MPa
主蒸汽温度: 390℃
③ 发电机主要的技术参数如下:
功率: 12000kW
出线电压: 10.5kV
频率: 50Hz
额定转速: 3000r/min
功率因数: 0.8
励磁方式: 无刷励磁系统
④ 烟气处理系统两套
⑤ 配套电气供配电系统
该PLC集散控制系统I/O点数有3000余点，其中模拟量300余个。全厂的PLC集散控制系统图如附图所示。
附图 全厂PLC集散控制系统图
3 上位机监控系统配置
系统共设4台操作员站，1台工程师站。其中2台操作员站用于炉侧设备的监控，包括焚烧炉、锅炉两套系统，烟气脱硫系统，除灰系统;另2台操作员站用于机侧设备的监控，包括汽机系统、制给水系统、废水处理系统、电气及其它部分。炉侧的两台操作员站和机侧的2台操作员站均为双机热备。炉侧和机侧的操作员站之间功能独立，不能互换操作。工程师工作站，进行系统软件开发组态和警报顺序事件记录，工程师站将能够作为任一操作员站完成相关控制监测功能。工程师站、操作员站及PLC之间采用OSM/ESM环形100兆工业以太网光网进行互连通讯。操作系统采用中文bbbbbbsNT 窗口操作系统。
1 前言
某钢铁厂造型生产线一直以来使用美国TEXAS INSTRUMENTS 公司的MEDEL 560PLC系统，采用模拟盘操作显示（系统框图见图1）。由于该系统为上世纪80年代的产品，已经严重老化，没有备件更新。生产线急需进行改造。
图1、系统框图
根据现场情况，拟设计一套控制系统对生产装置进行控制。新系统要求有数据采集和存储、流程显示及控制、连锁、报警报表,安全维护等功能。稳定可靠，监控画面符合操作习惯。
2 现场总线选择
在现场总线领域内,近十年来,世界上出现了多种有影响的现场总线.现已成为德国和欧洲标准的PROFIBUS现场总线,是一种开放的、不依赖于生产厂家的通信系统,是一种比较成熟的总线.
此造型生产线系统工艺复杂，I/O点较多且位置分散，其中数字I/O信号184点，模拟信号64路，这些信号分布在整个车间，控制并监测着每部机器的正常运行。基于上述原因,我们在此生产线技术改造工程中采用了PROFIBUS-DP过程现场总线技术,实现了生产过程的通信、分布式控制、上位机的集中监控及可视化等功能.
3 PLC控制系统设计
PLC选型根据通用性、标准性、可靠性等原则，并考虑高的性能价格比，故新建系统采用德国SIEMENS S7-400PLC作为数据采集控制系统，上位机采用WINCC5.0作为组态软件。
SIEMENS公司是国际上的大公司，其PLC系统成熟、性能稳定、价格适中、备件方便，是一款性能价格比比较高的PLC系统。SIEMENS S7-400PLC系统采用工业PROFIBUS局域网形式，结构安全、稳定、可靠、可扩充性强。本设计考虑PLC和扩展单元之间PROFIBUS连接，PLC和总站之间使用ETHERNET连接。这样的设计使得PLC系统相对独立，而操作站与其他网络的连接较为灵活。
3.1系统设计
控制系统网络结构图如图2所示。
图2 系统网络结构图
系统网络结构分为二层，即下层控制网和上层管理网。
下层控制网采用双芯屏敝电缆，适合PROFIBUS，满足现场信号的采集、处理和控制器的通讯，为PROFIBUS-DP现场通讯网。
上层管理网分为TCP/IP协议的管理以太网，通过OS站、ES站上的网卡连接，主要实现工程师和操作员站之间文件管理。
3.2软件及组态设计
操作员站OS和工程师站ES均采用微软中文版bbbbbbS 2000和Internet explorer6.0，使得除工程师组态以外的所有信息、界面均实现汉化。
操作员站另加载了SIMATIC WINCC RT 64K Tags、 NETProfibus-S7、PDM等监控软件。
硬件组态也是一种图形化的组态方式，十分方便。对某一过程站而言，实际带有若干ET200远程I/O，组态画面中，就在该过程站后的PROFIBUS-DP网络线上拖放几个IM153模块形成几个ET200远程I/O接点（本系统根据实际需要选用7个从站）。硬件组态中的所有模块，都可以从S7提供的元件库中找到相应型号、定货号的模块，将其拖放至与实际安装相对应的位置即可。
硬件组态配置完成后，下载到相应的过程控制站。这样，就使得实际硬件安装模件和硬件组态相一致，从而，I/O模块上的每一点的点号地址就得以确定。
系统欲留网络接口可以同公司局域网连接，相关信息画面通过IE浏览的方式在局域网上实现信息共享，为管理层提供必要的信息。
4 上位机及组态软件选型与设计
上位机选用DELL计算机，DELL 21"平面直角CRT并配打印机。组态软件选用 SIMATIC公司WinCC5.0组态软件。
主站部分主要软件流程图如3所示。
图3 主站软件流程图
系统主要特性为：
⑴图形用户界面（GUI）
WinCC5.0允许用户使用易于理解和配置的工具为他们的应用程序快速开发定制的屏幕。
⑵分布式的历史数据系统
分布式的历史趋势数据系统允许用户动态地为趋势图的每支笔指定不同的历史文件数据源。这种特性允许操作员在同一
个趋势图中查看本地WINCC的历史数据和SQL Server的历史数据。
⑶动态引用地址
用户可以更改对数据源的引用，以便使用同一个标记名称定位多个数据源。
以PC机为基础和标准的操作系统;可选不同容量规模;所有SCADA功能（开放的系统内核）：图形系统，报警信息系统，变量存档，用户档案库，报表系标准接口，编程接口;各种PLC系统的驱动软件。该软件全面开放，易于学习、使用，利于开发应用、维护管理。
5 结束语
经实践证明，采用PROFIBUS-DP和Ethernet组建的工业网络控制管理系统实现了分布式控制，可大大降低现场连接工作量和费用，提高信号的传输精度与灵活性。采用SIEMENSS7-400PLC以及WinCC5.0实现了控制手段的更新和控制效率的提高,使人机交互可视化以及生产管理与控制的一体化，给系统的安装、调试和设备维护带来方便。