现场总线大作业

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1、Profibus现场总线在现代污水处理厂中的应用姓名：李杰专业：自动化学号：2011104191、Profibus现场总线系统控制系统的发展经历了模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散性控制系统、现场总线控制系统4个阶段。现场总线控制系统之所以取代前几种系统成为新一代的控制系统，一方面它突破了集散控制系统(TotalDistributedControlSystem，DCS)采用专用通信网络的局限，采用了基于公开化、标准化的解决方案，克服了封闭系统所造成的缺陷；另一方面把DCS的集中和分散相结合的集散系统结构变成了新兴的全分布式结构，把控制功能完全放在现场。与传统的控制系统

2、相比，它具有体系结构开放、系统集成灵活方便、硬件智能化、传输数字化、控制计算机高品质化的特点。可以说，开放性、分散性、数字通信是现场总线系统最显著的特点．Profibus系列由Profibus－DP(DecentralizedPeriphery)，Profibus－FMS(FieldbusMessageSpecification)，Profibus－PA(ProcessAutomation)3个兼容部分组成。通常来说，现场级采用Profibus－DP现场总线，车间单元级采用Profibus－FMS总线，工厂级采用工业以太网。污水处理厂现场级采用Profibus－DP技术来实现

3、水厂的自动控制和现场设备的实时监控。用户数据在DPM1（第Ⅰ类主站）和相关DP从站间的传输按照DPM1既定的顺序自动执行。Profibus可构成单主站或多主站系统，它使得系统配置的灵活性大大增强。这些主站和各自的从站构成相互独立的子系统，每个子系统都有一个DPM1指定的若干从站及可能的DPM2（第Ⅱ类主站）设备。任何一个主站都可以读取DP从站的输入/输出影像，但只有一个DP主站允许对DP从站写入、输出数据。除主从站数据传输功能外，Profibus－DP允许主站间进行数据通信，这些功能可使那些配置的诊断设备通过总线对系统进行上传和下载，以实现组态和诊断。RS－485传输技术是P

4、rofibus最常用的一种传输技术，它应用于各种需要高速传输、设备简单而价格低廉的领域。Profibus－DP/FMS通信介质为屏蔽双绞线或光纤，其传输速率为9.6～12.0Mbit/s，传输距离为100～1200m，在污水处理厂应用时，可通过中继器来延长其传输距离。Profibus现场总线系统较其他系统具有稳定性好、通信速率快、扩展性强等优点，并且可实现智能现场设备的可视化和报警处理，下面就某污水处理厂的具体要求讨论Profibus现场总线技术的具体应用。2、污水处理厂的工艺流程图1某污水处理厂的工艺流程如所示。污水管网格栅提升泵站沉砂池初沉池氯化钠出水污泥处理图1污水处理

5、厂工艺流程图市政管网的污水经格栅除去较大的悬浮物和漂浮物；然后经提升泵站至沉砂池，污水中砂子、煤渣等比重较大的颗粒在沉砂池内得以去除；之后沉砂池中上清液进入初沉池，使得污水中密度较大的固体悬浮物沉淀分离；最后进入整个污水处理系统的中心环节—氧化沟部分。氧化沟中生物处理环节直接影响出水水质，因此其设计是整个污水处理厂自动控制的关键。设计中采用变频式鼓风机，既能提供充足的溶解氧(DissolvedOxygen，DO)又不至于浪费资源。为了保证溶解氧质量浓度的准确性，该设计溶解氧值采用氧化沟内3个不同位置DO质量浓度的加权平均值作为检测值。经过处理后的出水经管网排出，而氧化沟中的剩

6、余污泥则进入污泥处理部分，经过浓缩、消化、脱水之后，泥饼外运。3、控制系统结构和功能该污水处理厂控制系统为多主站的Profibus－DP系统。将预处理部分PLC、生物处理部分PLC、污泥处理部分PLC作为主动站，工艺中采用的智能传感器和外围I/O作为从动站。基于Profibus现场总线控制技术的污水处理厂系统结构如图2所示。3.1预处理部分为保护污水提升泵电机及节约成本，3台水泵用1台TGSIR智能软启动器启动。控制站采用西门子S7－300PLC，前后水井的水位检测采用2只LISAIB型超声波液位仪，安放在格栅机前后的水井中。沉砂池及初沉池的主要自动控制对象是排泥泵，一般来说

7、排泥泵是依靠定时器来控制其启闭的，该污水厂采用污泥浓度测定仪和污泥界面仪进行自动控制，这样可靠性更好。它既能避免污泥积累过多引起的堵塞问题，又能防止排出的污泥浓度过低、含水率高的问题，尤其对于污水量变化很大难以选择排泥周期的初次沉淀池，更能显示其优越性。送水管道中的水流量采用DCL－4G电磁流量计(4～20mA)检测，压力采用电容式压力变送器(量程0～0．6MPa)检测。这些测量仪将测量值转换为0～5V的直流电压信号，输入PLC的模拟量输入模板。工厂管理系统管理站污泥处理部分预处理部分生物处理部分污泥消