创新驱动 实用先行｜联诚科技LicOS PLC在新农村污水处理站的应用

随着我国经济和科技水平的不断进步及人民群众对生活环境要求的提高，越来越多的高新技术和新型设备陆续被应用到各项社会生产活动中。

本文将介绍联诚科技集团的第五代LicOS PLC在新农村污水处理站中的应用，展示其如何助力实现污水处理的自动化和智能化。

LicOS PLC功能概述

LicOS PLC EC311是联诚科技推出的一款中型PLC，具备以下特点：

1.网络接口：1/2个以太网口，支持Profinet、EtherCAT、Modbus TCP、Modbus UDP、MQTT、OPC UA Server 等通信协议。

2.I/O扩展：自带16DI、16DQ，可扩展16个GL200系列IO模块。

3.软件支持：LicOS_PLC编程软件Smart Control V5.0。

图 联诚科技LicOS_PLC产品 (第五代)

应用场景分析

在新农村污水处理站项目中，EC311 PLC通过两个网络接口实现数据交互：

1.LAN1：与上层网络及管理平台通信。

2.LAN2：与前端执行设备通过现场总线通信。

3.远程监控：通过5G网络实现远程监控，方便相关部门监督管理。

图 新农村污水处理站中应用场景

污水处理工艺简述

新农村污水处理站的工艺流程如下：

1.格栅处理：初步过滤大颗粒杂质。

2.调节池：均质和调整PH值。

3.一体化污水处理装置：包含生物反应池和沉淀池，去除有机物、氮、磷等污染物。

4.紫外光消毒：进一步灭菌消杀。

5.排放或回用：根据环境选择排放或用于景观供水。

图 新农村污水处理工艺流程图

图 新农村污水处理推荐配置

图 新农村污水处理站现场

EC311过程控制程序

1、定义相关变量

需要注意通过LicOS_PLC编程软件Smart Control V5.0中工程设置-编程选项-勾选允许标识符使用Unicode字符后，程序名称和变量名称都可以使用中文定义。

图 EC311_PLC变量定义

2、程序调用

EC311_PLC新农村污水站程序由主程序调用自动调节池自动PH调节子程序、自动进水子程序、药剂量计算子程序、报警输出子程序和通讯处理子程序。

图 调用程序

联诚科技LicOS PLC在新农村污水处理站系统上应用以来，以其可靠性高、低故障率、操作可行性高等优势，实现了所在新农村污水处理站的全自动智能化控制。

此外，辅以远程物联网终设备，产品有效支持远程监控和无人值守，满足了现代化新农村污水处理站创新高效无人化需求，并给新农村带来了可观的经济效益。

力控污水处理组态软件_实时监测运行状况，集中监测，分散控制

一、 引言

随着杭州市萧山区经济高速发展和城市人口不断增加，污水处理行业也快速发展起来，污水处理厂的自动控制系统成为污水处理稳定运行的关键。针对污水处理厂自动控制系统及污水工艺设备安全运行的重要性，提出PLC和监控组态软件技术在污水处理项目应用的经验，并以实际系统为例，说明自动控制系统的组成及实现。

二、 系统介绍

1. 系统结构： 　　为了保证污水处理厂自动控制系统的稳定性和可靠性，设计中采用了四级控制和管理方案对整套污水处理系统进行监控，管理层可实时监测污水处理的运行状况，有助于管理层做出正确的规划。监控层选用两台工业控制计算机进行冗余，实时观察设备的运行状况。控制层选用西门子公司PLC（S7400+S7300+S7200）做为控制器，充分显示了“集中监测，分散控制”的原则。设备层采用了运行记录仪、超声波流量计、COD在线测试仪、PH（工业酸度）在线测试仪、变频控制器等，并配备相应的软件，确保可靠、有效地运行。

2. 系统网络拓扑图：

3. 系统构成

　　上位机监控软件采用力控ForceControl监控组态软件（网络版），本软件提供的人机交互界面，使操作人员可以通过CRT直观地了解现场各工艺参数及故障报警，根据生产需要发出相应的控制指令；另外使用数据存储服务器记录历史数据，为提高生产效率制定新的生产方案提供可靠的依据。控制核心采用西门子PLC，其特点是体积小、功能多、可靠性高。编程后的PLC能够按照内部程序对系统进行实时监控，程序启停现场设备。

　　由于现场监控点多、布局分散，且各工序工艺独立，为简化电缆铺设、降低系统成本、提高系统稳定性，采用四台PLC组建了PROFIBUS网络对生产工艺进行监控。其中PLC控制均质调节池、再生池、沉淀池、水解池、好氧池、二沉池、污泥脱水、消毒、一级处理的所有设备及传感器。PLC间数据通过总线进行数据交换，实现数据共享。

操作人员通过力控ForceControl监控组态软件向PLC发出相应的控制指令后，由PLC对现场进行直接控制。此时即便上位机出现故障（如死机、掉电等），也不会影响系统的正常工作，大大提高了系统的安全稳定性。工艺流程图如下：

4. 测控方式：

污水处理过程的共同特点是开关量多，模拟量少，以逻辑控制为主，闭环控制为辅。整套污水处理流程有多个监控点，包括液位、PH值、溶氧、浊度、频率、泵运行状态等。每个PLC均由电源、处理器、接口、输入输出模块和通讯模块组成，他们之间通过总线连接，每个PLC均采用相同的编程方法，有利于编写和扩展程序。各模拟量参数通过相应的变送器输出4~20mA的标准信号，通过屏蔽电缆接至PLC的AI模块。各模拟量输出控制信号是以4~20mA的标准信号，从PLC的AO模块通过屏蔽电缆接至相应设备。这些设备包括变频器、启闭阀门。数字输入信号为24V直流电信号，通过电缆接至PLC的DI模块。数字输出控制信号为24V直流电信号，从PLC的DO模块通过电缆接至现场设备。每台现场设备原则在其相应现地箱上输出有三个状态信号：故障、运行/停止、手动/自动，和一个启动信号。为了使现场与PLC完全隔离，PLC所有数字量模块与现地箱中间须加辅助继电器。所有输出信号（包括模拟量和数字量）由PLC内部程序或上位机指令控制。

5. 软件设计：

上位机软件采用力控ForceControl监控组态软件为开发平台，它的实时数据库功能、OPC Server功能、人机界面功能、冗余功能、图形功能、报表打印等功能集于一身，包含动态显示、报警、控件、趋势、网络通讯等组件。整套系统建设有多幅实时监控画面，包括系统总貌、混合池、爆气池、沉淀池、稳定池、污泥脱水系统、剩余污泥泵站、污泥储池、预处理、一级处理，通过指示灯表明设备的运行状态。在电机运行方式为手动时，若需将画面切成自动，用鼠标点击画面下电机启动按钮即可远程启动现场设备。传感器的瞬时值依据实际安装位置被分别标注到不同的分布工艺流程图中，其实时数据和历史数据被做成相应分布图的子画面。整个软件界面使用Windows控件，呈树状排列，查阅、操作简便。数据库是上位机监控软件的核心所在，因此须依据实际需要首先将其建设好，然后将各功能模块进行恰当的组合。实际编程过程中在定义变量时，记录可设定为不记录、数据变化时记录和定时记录，根据实际情况选择相应的设置，从而节省存储空间。报表分为实时报表和历史报表，方便用户管理。

三、 结束语：

　　该污水处理厂的自动控制系统实现了实时监控、故障报警、历史数据存储和查询、报表的显示和打印等多项功能，且用户界面操作良好，易于学习。系统具有良好的通用性、可扩展性和可维护性。由于具有设计简单、投资少、控制效果好、易维护等优点，大大降低了工人的劳动强度、提高了管理水平、达到了设计要求，适用于中小型污水处理厂。

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