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    背景介紹

    大型污水處理廠各個反應池之間距離較遠，而工程師要及時了解各個環節的電機運行情況和閥門的開關情況、處理前后污水的各項指標等各種情況，以便及時地作出相應的調整。而現在的大型污水處理系統存在著各種各樣的問題。一種方案只用儀表在各個反應池附近進行顯示，這樣使工作人員可以了解現在反應池的各種指標數據，但是工程師了解各個環節的情況要花費一定的時間，不利于工程師及時做出調整。另一種方案是采用工業PC和PLC進行監控，這樣可以及時了解各個環節的參數，及時做出調整，但是由于各個反應池與總控制室的距離比較遠，把這些數據采集到控制室耗費的成本比較大，一些模擬量可能出現偏差，而且出現問題后檢修不方便。還有采用模塊對各個反應環節的開關量和模擬量進行采集，但是每個反應環節需要采集的變量數量、類型等各不相同，模塊組合不夠靈活，而且模塊對通訊距離有一定的要求，各個模塊之間需要通訊線連接，如果出現搜索不到部分模塊的情況，導致整個系統不夠穩定。以上的幾中方案都存在一定的問題，都需要進行某些方面的改進。
　　
    系統構成

    系統框圖如下：
　　

圖1

　　
    注釋：PC通過RS485端口與WAGO-I/O-SYSTEM相連，實現一對多的控制。

    整個控制系統由WAGO-I/O-SYSTEM，世紀星組態軟件，RS485接口，工業PC組成。

    WAGO-I/O-SYSTEM包括現場總線適配器，可編程現場總線控制器，750系列數據量輸入輸出模塊，750系列模擬量輸入輸出模塊，WAGO-I/O-PRO編程軟件，WAGO-I/O-CHECK啟動和診斷工具軟件。以上配置根據具體的要求做適當的調整。

    根據污水處理各個環節需要采集數據和控制輸出的類型和數量，我們來確定每個站點WAGO總線750系列的配置，然后通過總線連接到工業PC上的RS485接口。世紀星組態軟件通過MODBUS協議與WAGO-I/O-SYSTEM相連，實現對污水處理各個環節的各項參數的及時采集，并可實現一對多的控制。使用世紀星組態軟件實現對各項參數進行監視、報警和控制等功能。

    現場級：根據污水處理各個環節的具體需要選用750系列適配器或控制器，通訊接口為RS232或RS485，如果選用750系列的可編程控制器（750-812/814/815/816），則可以分布地完成控制任務。

    管理級：根據用戶的需要靈活控制

    1． 選擇PC機或者觸摸屏作為Master，使用自帶的串行接口。

    2． 選擇PLC作為Master，例如Schneider…..

    3． 選擇WAGO IPC作為Master，可以連接顯示器進行數據顯示，并且可以通過Ethernet連接上層的管理級網絡。

    4． 選擇除750-812/814/815/816之外的750控制器+RS232/RS485接口模塊作為Master。

    上位HMI軟件：

    要求上位HMI軟件支持MODBUS RTU通訊協議，如世紀星，iFIX，Wanderware InTouch，力控，組態王………
　　
    WAGO-I/O-SYSTEM產品的主要特點：

    1． 安裝容易 模塊化結構，體積小，節省空間，即插即用；WAGO籠式彈簧技術，接線簡單可靠，抗振動，免維護。

    2． 使用靈活 用戶可以根據需要任意將各種功能模塊組合到一起，并可根據需要隨時更換總線適配器和其他功能模塊，為將來實現現場總線同意提供方便。

    3． 功能齊全 能適應多種現場總線通訊方式及串行口通訊；功能模塊品種多，功能齊全，包含有適用于各種電壓等級信號的開關量輸入/輸出模塊和模擬量輸入/輸出模塊，繼電器模塊，計數器模塊，電源模塊，接口模塊等。

    4． 設計經濟 每個模塊上的通道數量少，為經濟的設計現場總線節點提供了條件。

    5． 連接快速簡單 通過總線適配器將現場總線輸入/輸出系統快速連接到PLC或PC。

    6． 防護箱可達IP65防護等級 為適應工業現場總線系統的發展，例如化工業、食品業等系統的防護要求，以及冶金、化工等工礦企業惡劣的現場環境，WAGO為750系列提供了具有IP65防護等級的防護箱。

    WAGO總線控制系統可以靈活地采用PROFIBUS，DericeNet，CANopen，MODBUS Ethernet，PROFINET等方案。
　　
    世紀星組態軟件的主要特點：

    1． 超級圖形制作功能：有漸進色填充，從屏幕抓取點位圖，立體管道等，能形象地直觀地反映現場各種設備的狀態。

    2． 設備組態功能：驅動程序采用COM組件技術，支持上千種國內外的硬件設備，并可通過Modem、RS232、RS485、RS422依據MODBUS協議與其他軟件進行通訊，《世紀星》可以做主站，也可以作為從站。

    3． 先進的語音報警技術：開創組態軟件的先河，無需預先錄制語音，即可讓計算機進行標準普通話語音報警，不受中文詞匯限制。

    4． 全新組態報表功能：在工控軟件界首次引入組態報表概念，組態報表使用方便（類似Excel），用戶可以輕松得到實時報表和歷史報表（如班報、日報、月報、年報等）。

　　此外，強大的虛擬機技術，全新管理組態概念，監控和監視一體功能，歷史數據補余功能等強大的功能都是世紀星組態軟件所具有的。
　　
    功能說明

    1． 現場各個環節的數據能夠及時地傳輸到總控制室，通過世紀星組態軟件的人機界面讓工程師及時了解現場各個環節的運行情況以及污水的各項指標，以便及時做出調整。

    2． 根據污水處理整個工藝的要求和采集到的數據，通過世紀星組態軟件對某些電機和加藥閥門等設備及時進行自動控制，保證污水可以達到要求的指標。

    3． 當處理環節的參數超標或者某些設備發生故障時，通過世紀星進行報警，以便技術人員及時處理故障，縮短判斷故障時間，提高處理效率節省成本。

    4． 世紀星組態軟件可以顯示污水各項指標的實時曲線和歷史曲線，技術人員可以及時進行分析，判斷其走向，尋找規律，總結經驗。

    運用世紀星組態軟件還可以實現一系列強大的功能，例如組態報表功能，可以隨時查找歷史數據；與其他應用程序的數據交換功能等。
　　
　　結果分析

    采用WAGO總線控制系統及時可靠地把大型污水處理系統各個環節的數據傳輸到總控制室，比其他方案配置靈活，成本低，檢修簡單，不容易出現故障。世紀星組態軟件及時地把傳輸來的數據顯示在PC機上，并且可以根據工藝要求進行自動控制，使污水達到要求的標準。世紀星軟件可以及時對系統運行過程中各種設備故障進行報警，并可以對一些指標進行實時曲線顯示，分析其走向。系統還可以根據實際情況靈活配置和修改，實施方便。