网络通信技术在笔架山水厂普通快滤池的应用

作者:波音正网 | 2021-01-30 17:24

  技术已经用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通信网络中。作为工厂数字通信网络的基础,沟通了生产过程现场与控制设备之间的联系外,还连接着更高控制管理层。因此,它不仅是一个基层网络,而且还可构成一种开放式、新型全分布控制系统,即,集智能、传感、控制、计算机、数字通信技术于一身的控制系统。正由于这些特点,以作为技术支撑的FCS在工业自动化领域有明显的优势,如很高的精确性、设计组态简单、扩展安装方便、易于维护、节省软硬件投资等。它被公认为第五代控制系统,成为当今工业自动化发展的必然趋势。

  考虑上述因素,对笔架山水厂普通快滤池设计时,选用现场总线作为控制系统支撑技术。基于现场总线的笔架山水厂普通快滤池自动控制系统,应达到如下要求:

  经过对几家(如MODBUS、PROFIBUS、CCLINK)现场总线的性能和价格认真比较,且考虑到过去使用情况。本系统采用日本三菱PLC的CCLINK总线网络作为支撑网络。系统内控制装置采用三菱A系列PLC和FX系列PLC两种,分级控制着现场及车间设备运行。

  1)在同行业中最快的通信速度,在需要高速应答时,可支持传感器输入及智能化设备之间进行大量数据传送。在100米距离内通信速率达10MB,1200米距离通信速率也达156KB。

  2)对分散的PC(ProgrommeController)控制连网后进行循环传送,即,在主控PC与本地PC之间进行N:N的循环传送。实现了控制系统的全分散、全开放、互操作、互换性。

  除了字数据的循环传送以外,CC-LINK系统还能与智能化设备进行数据通信,这些设备包括显示设备、条形码读写器、测量设备以及个人电脑等。

  4)完善的RAS功能。具有自动在线恢复、待机主控功能、切断从站功能、确认链接状态功能及测试和诊断功能,系统具有高度可靠性。

  就地控制单元不仅具有自动控制功能,由于触摸屏的使用,而具有直观画面监视功能,其结构如图二所示。

  如图所示,单格滤池由五个阀门组成:DF进水电磁阀、F1出水阀、F2水冲阀、F3气冲阀、F4排水阀。由一台FX2NPLC控制单格滤池的自动过滤和自动反冲洗。滤池就地控制单元即CCLINK网络的一个从站,执行三格滤池的控制过程内部数据交换。三格滤池通过RS485网络互连,这种RS485网络速率为192KB、距离为50米、数据传送量不大,但也是N`:N网络,可实现主控PC与从站PC之间数据循环传送。通过此网络三格滤格的三台FX2NPLC与触摸屏互连。

  ①控制单格滤池的自动过滤和自动反冲洗。自动过滤监测滤池水位,据滤池水位的情况及时调整出水阀的开度,使滤池保持在过滤水位。当运行周期到或强冲或水头损失以达到时,滤池进行自动反冲洗。控制器监测滤池水位到达低水位,开启排水阀,开启气冲阀、气冲5分钟,关闭气冲阀;开启水冲阀、水冲5分钟、关闭水冲阀;关闭排水阀,冲洗结束。

  ②控制方式和流程的选择。识别手动、自动集控(包括全自动及触摸监控)方式。根据实际情况选择气水冲洗和单纯水冲流程。

  ③保护功能。当滤池水位高于最高水位时,自动停止进水,开大出水阀。给出报警提示。当滤池水位高于超高水位时,除上述操作外,自动关闭出水阀。

  ④故障检测和诊断。检测阀门在规定时限内是否到位,进行检错分析,为可靠性控制提供依据。

  ⑤动画监视。以动画形式实时显示滤池各个阀门开关状态、到位情况、故障发生情况等;显示各个滤格状态(包括正常过滤、冲洗、触摸屏状态、手动控制等);显示风机水泵运行及故障情况;实时显示水位值。

  ⑥实时操作。包括滤格状态(全自动/触摸监控方式)选择;故障复位;在触摸监控方式下对滤池各个阀门进行开关控制。

  集控主站放置于车间的值班室内,由A系列PLC作为主控制器。其硬件结构图如图三所示。

  滤池集控主站管理CCLINK网络上八个从站(每个从站监控三个滤池)共对24个滤池的1100点数据进行处理和交换;监控两台风机、两台反冲泵运行;对关键数据进行处理并上送到厂级站。滤池集控主站的功能有:

  ①动画监视。以动画形式实时显示24格滤池各个阀门开关状态、到位情况、故障发生情况等;显示各个滤格状态(包括正常过滤、冲洗、触摸屏状态、手动控制等);显示风机水泵运行及故障情况;实时显示水位值及1小时内滤格水位变化趋势。

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