所属栏目：农业环境论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:186
副标题#e#摘要：描述GEFANUCPLC的一种具体应用实例，介绍了某污水处理厂计算机自动控制监控和管理系统改造项目的概况。同时还涉及组态软件的使用。
关键词：PLC;自动控制；组态
1. 概述
1.1 PLC简介
在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它们按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国通用汽车公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称ProgrammableController(PC)。个人计算机(简称PC)发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为ProgrammableLogicController(PLC)。上世纪80年代至90年代中期是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。
目前生产PLC的厂家较多。但能配套生产，大、中、小、微型均能生产的不算太多。较有影响的，在中国市场占有较大份额的公司有：德国西门子公司、日本OMRON公司、美国GE公司、日本FANUC公司等。
1.2 组态简介
组态就是用应用软件中提供的工具、方法，完成工程中某一具体任务的过程。
在组态概念出现之前，要实现某一任务，都是通过编写程序（如使用BASIC,C,FORTRAN等）来实现的。编写程序不但工作量大、周期长，而且容易犯错误，不能保证工期。组态软件的出现，解决了这个问题。对于过去需要几个月的工作，通过组态几天就可以完成。
组态软件是有专业性的。一种组态软件只能适合某种领域的应用。组态的概念最早出现在工业计算机控制中。如DCS(集散控制系统)组态，PLC（可编程控制器）梯形图组态。人机界面生成软件就叫工控组态软件。其实在其他行业也有组态的概念，人们只是不这么叫而已。如AutoCAD，PhotoShop，办公软件(PowerPoint)都存在相似的操作，即用软件提供的工具来形成自己的作品，并以数据文件保存作品，而不是执行程序。组态形成的数据只有其制造工具或其他专用工具才能识别。但是不同之处在于，工业控制中形成的组态结果是用在实时监控的。组态工具的解释引擎，要根据这些组态结果实时运行。从表面上看，组态工具的运行程序就是执行自己特定的任务。
虽然说组态就是不需要编写程序就能完成特定的应用。但是为了提供一些灵活性，组态软件也提供了编程手段，一般都是内置编译系统，提供类BASIC语言，有的甚至支持VB。
在当今工控领域，一些常用的大型组态软件主要有：WinCC，iFix，Intouch，组态王，力控等。
2. 项目概况
GEFANUCPLC在太原市某污水处理厂中的应用实例，主要是改造此污水处理厂的计算机自动控制监控和管理系统。此污水处理厂占地230亩。服务面积57.31平方公里，服务人口84.65万。设计处理能力16.64万立方米/日，升级改造后出水水质将达到国家一级A标准。
2.1 硬件设计
2.1.1为适应现代化控制管理的需求，为更好地满足污水处理方面的，先进工艺要求，该项目的控制采用计算机自动化监控和管理，网络配置如下：
图1某污水处理厂系统网络配置图
#p#副标题#e# 2.1.2PLC1站和PLC2站采用的是GEFANUC系列90-30PLC,它提供了最先进的编程特性，易于组态、便于安装，它的CPU具有强大的功能，如内装PID、结构化编程、中断控制、间接寻址及各种功能模块，能完成负责的操作。
2.1.3本系统中CPU模块选择的是CPU364,除2个内置的串口外，还有内置的以太网口，具有多种通讯方式，例如：Series-SNP、RTU、CCM、LAN-Genius、Ethernet等。I/O开关量最大点数4096点，I/O模拟量通道2048In/512Out。[1]
PLC1站和PLC2站都采用10槽主机架，另外还扩展一个5槽的本地扩展机架。
2.2应用软件
2.2.1下位机软件
GE90-30所采用的编程软件是CimplicityMe，是GEFANUCPLC的主机编程软件，目前已提供了梯形图、语言指令、C语言等编程方式。
2.2.2上位机软件
监控系统采用软件微软WIN2000操作系统和亚控组态王，利用了我们在通信技术中的现有标准，并把他们与微软的未来技术相结合，为应用开发人员提供了一个更加开放和易用的开发环境。
2.2.3上位机和下位机接口软件
如图1所示，各个PLC通过内置的以太网口挂接在光纤收发器，形成一个光纤环行网络。GE系列90-30PLC均采用以太网通信协议与上位机保持通信，操作简单，实时可靠，充分体现了GEPLC通信接口功能强大的特点。
2.3 系统功能
系统改造过程中使用的PLC主要负责控制污水处理系统中的混合污泥泵、浓缩驱动装置、浓缩污泥泵、污泥罐搅拌机、投泥泵、投药泵、压滤机、带式运输机、移动带式运输机、清洗水泵等设备。还负责采集和分析各检测仪表的数据，例如：浓缩污泥流量、浓缩污泥密度、混合污泥液位、消化污泥密度、消化污泥液位、来自污泥消化的沼气流量、到锅炉的沼气流量、注入污泥的换热水温等参数。
3. 结束语
GEFANUCPLC以其强大的通讯功能及丰富的指令系统，使其用在污水处理方面功能得到充分体现，可靠性得到有效证明，为污水处理厂安全运行提供了有力的保证。
参考文献：
[1]GEFANUC自动化系列可编程控制器手册