RESUMEN: De acuerdo con las características del sistema de control de tratamiento de aguas residuales en la protección del medio ambiente, se adopta un sistema de E/S distribuidas compuesto por una CPU S7-300 y un módulo de E/S UniMAT para monitorear y controlar los instrumentos y equipos en el lugar. Los resultados muestran que de esta manera no solo se reduce el costo, sino que también se logra el efecto deseado.
Palabras clave: sistema de control de tratamiento de aguas residuales, PLC UniMAT
I. Situación general del proyecto
El proyecto de tratamiento de aguas residuales del condado XX es un proyecto municipal clave aprobado por la Comisión de Desarrollo y Reforma. La escala de diseño del proyecto es de 100.000 toneladas de aguas residuales por día. El sistema de control del proyecto de tratamiento de aguas residuales adopta el módulo PLC UniMAT y el sistema de control de CPU Siemens S7-300. El sistema de control superior adopta el sistema de control superior Siemens WINCC para alimentar el equipo de la planta de tratamiento de aguas residuales. Monitoreo de línea.
2. Objetos de control
Este proyecto controla principalmente la apertura, cierre, parada y funcionamiento de equipos de campo (bombas, válvulas, etc.); la apertura y cierre de válvulas eléctricas; el enclavamiento de equipos clave; y realiza la automatización de todo el proceso de tratamiento de aguas residuales / rejilla gruesa / rejilla fina / tanque CASS / sala de dosificación / sala de deslamado de aguas residuales / vertedero.
3. Configuración del sistema
Se adoptan los módulos Lean CPU 315-2DP y CP343-1 de Siemens. Los módulos de E/S distribuidas están compuestos por módulos de la serie UniMAT 300. La estación de control de campo y la sala de deshidratación de lodos están conectadas mediante el modo DP a través de EM277, y la estación de control de campo y la sala de dosificación están conectadas mediante MODBUS al modo DP. Todo el sistema consta de 1 estación de control de campo PLC, 1 estación de operador y 1 estación de ingeniero. La sala de control central y la estación de control de campo están conectadas mediante Ethernet. La estación de operador de la sala de control central proporciona información en tiempo real del proceso de producción y todas las funciones de alarma. El sistema de monitoreo de la sala de control central adopta el software de configuración WINCC de Siemens. WINCC es la plataforma de software de configuración presentada por Siemens. Es fácil de usar, puede construir una interfaz flexible y una función sólida, y puede desarrollar una imagen de combinación sólida con el software de configuración WINCC.
4. Funciones del sistema e implementación
1) proceso del sistema
Pantalla de proceso total
Después de filtrar las aguas residuales a través de una rejilla gruesa, ingresan a la piscina reguladora de aguas residuales, luego ascienden a través de la bomba elevadora de aguas residuales, pasan a través de una rejilla fina, luego ingresan al sumidero de arena, luego ingresan a la piscina CASS para el tratamiento de aireación, luego continúan con la sedimentación, después de la sedimentación, descargan el lodo a la piscina de almacenamiento de lodos y luego continúan con la deshidratación de lodos. Las aguas residuales de la piscina CASS se depositan y descargan a la piscina de desinfección de contacto. El tratamiento químico se lleva a cabo en la sala de dosificación para alcanzar el estándar de descarga. Hay otros informes, entregas y otras interfaces auxiliares.
2) funciones del sistema
La capa más baja del sistema es la capa de control de equipos, que principalmente completa el control de campo y la supervisión de los equipos; la segunda capa es la capa de supervisión, que principalmente completa la supervisión en línea del sistema de tratamiento de aguas residuales en toda la planta y envía instrucciones de control a la capa de control de equipos. El sistema incluye la supervisión de la interfaz principal y múltiples subinterfaces. La interfaz principal refleja el proceso total de tratamiento de aguas residuales, y la subinterfaz supervisa y controla cada subproceso. 
Pantalla de control de piscina CASS
El sistema es controlado principalmente por el operador en la sala de control central, que cuenta con un servidor, dos clientes y un SAI. La sala de control central utiliza WinCC para configurar el sistema informático superior para generar el sistema de monitorización del ordenador superior y procesa los datos recopilados por el PLC. Es responsable de la gestión de datos, la adquisición de datos, las alarmas, los fallos, los gráficos de tendencias, el registro de datos y los formularios de informes, y la visualización en tiempo real del estado de funcionamiento del equipo, el tiempo de funcionamiento, el procesamiento de alarmas de fallos, la salida de informes, etc., para lograr el seguimiento de todos los equipos de la planta.
Sus principales funciones son las siguientes:
A. Operación de control: En la sala de control central, el sistema se puede controlar en línea, como iniciar y detener un determinado equipo, control secuencial manual o automático, cambio de modo de control PLC y modificación de valores de configuración de parámetros PLC de campo.
B. Función de visualización: visualización en tiempo real de las condiciones de funcionamiento del equipo controlado de cada estación PLC mediante gráficos; visualización dinámica de varias señales analógicas, señales de conmutación, varias señales acumulativas y otros valores, a través de botones, interruptores, luces de señal, colores, porcentajes, relleno y otros medios expresados vívidamente.
C. Gestión de datos: puede configurar una base de información como tiempo de ejecución, alarma, falla, gráfico de tendencias, parámetros del sistema, etc.
D. Procesamiento de datos: Procesar los datos digitales y analógicos cargados por el PLC y visualizarlos en el sistema de PC según sea necesario.
MI. Función de alarma: monitorea el estado de todos los equipos de control en la planta de tratamiento de aguas residuales, más allá del rango permitido, es decir, enumerado en la tabla de alarmas, y muestra la ubicación y el nivel de alarma.
F. Función de avería: Para supervisar todos los equipos de control de la planta de tratamiento de aguas residuales. Si hay una avería, se incluye en la tabla de averías y se muestran el nombre y la ubicación del equipo.
Función de informe G .: generación de informes de tiempo de ejecución, informes de flujo de influente/efluente, informes de DQO en línea, etc.
3) Estación de control PLC
Según los requisitos del proceso, después de la autocomprobación de encendido del PLC, de acuerdo con la señal del sistema de monitoreo de la computadora host para controlar el arranque-parada del equipo de la planta, la acción de avance y retroceso. El PLC completa la adquisición de datos de todos los equipos de la planta de tratamiento de aguas residuales, como la bomba de agua, la rejilla gruesa, la rejilla fina, etc. Después de una operación simple, se carga en el sistema de monitoreo de la computadora superior. Cuando se produce una interrupción del circuito, un cortocircuito o una sobrecarga, los datos recopilados por el PLC superarán el umbral establecido y el PLC detendrá el equipo de control y enviará una señal de alarma al sistema de monitoreo de la computadora superior. Todos los sensores adoptan instrumentos en línea. Los datos muestreados se convierten en una señal de corriente estándar de 4-20 m por el transmisor. Los datos muestreados se transmiten directamente a SM331 y 332 (módulo de entrada y salida analógica) y se convierten a una cantidad digital de 0-27648 mediante conversión analógica/digital. La entrada y salida de la entrada del interruptor es SM321 y 322 (módulo de entrada y salida digital). Entre ellos, la entrada digital (321-1BL00), el módulo de salida (322-1BL00), la entrada analógica (331-7KF02), el módulo de salida (332-5HF00) y el módulo de interfaz (153-1AA03) adoptan módulos de la serie UniMAT nacionales, que son estables en uso, precisos en la medición y cumplen con los requisitos del sistema.
4) comunicación de datos
Este sistema conecta la sala de control central y la estación de control PLC en una red a través de Ethernet industrial, y realiza la comunicación de datos entre el PLC y WinCC. Se utilizan 1 juegos separados de sistemas PLC S7-200 para la deshidratación de lodos. El sistema está conectado con el EM277 del S7-200 en la sala de deshidratación de lodos, y el EM277 está colgado en la subred DP del sistema para comunicarse, controlando así el arranque y la parada del equipo en la sala de deshidratación de lodos. El arranque y la parada de la bomba en la sala de dispensación están conectados a la red DP del sistema a través del módulo MODBUS a DP, que se controla en la sala de control central.
5. Análisis del efecto de uso
Este sistema PLC adopta una CPU Siemens y una estación de E/S remota de Uygur UniMAT para formar un sistema de control de estructura de red distribuida centralizada, que no solo garantiza la estabilidad del sistema de control, sino que también ahorra en gran medida la inversión en hardware y los costos de construcción relacionados. Desde su finalización y puesta en servicio, la operación ha sido estable y confiable, y la precisión del control cumple completamente con los requisitos de diseño, lo que no solo ahorra costos, sino que también reduce el consumo de energía, mejora la eficiencia, logra completamente el objetivo deseado y cumple con los requisitos de protección ambiental.
