西门子6ES7515-2UM01-0AB0参数详细
1 前言
在环境日益恶化的，建立完整的环境监测系统是非常必要。及时处理分布在各处的环境检测点的数据传输，是建立环境监测系统的重要发展方向。基于世纪星和GPRS的环境在线监测系统能够对污染源污染物排放情况实行24小时监控；能自动采集数据、自动传输数据、自动处理及自动分析数据，实现数字化环境管理；具有报警系统，能接收现场设备报警信息；具备接警后立即处理的快速响应能力；可以实现远程网络控制现场设备；能够为本地环境应急指挥提供基础数据，为科学核定排污量提供依据，为实现污染物减排服务。
2 系统方案组成
整个在线监测系统由环境监控中心、GPRS监测网络构成。
2.1环保监控中心
污染源在线监测系统监控中心服务器上安装世纪星监控软件并连接到互联网。世纪星服务器软件由数据采集、图形界面和过程数据库共同组成。环境实时数据由世纪星软件采集后，能自动保存历史记录，并能按要求绘制成各种曲线。同时世纪星服务器同样具有报警功能，能对环境污染等突发性事件进行实时报警，保证环境污染处理的及时性，有效防止污染进一步扩大。
2.2 GPRS网络
由于监测点分散，分布范围广，而且大多设置在环境较恶劣的地区，利用GPRS无线网络进行无线数据传输。污染监测设备将采集到的污染数据和告警信息，通过GPRS网络，及时发送到环保监察部门，可以实现对排污单位或个人的及时管理，大大**了工作效率，为环境保护提供了崭新方式。
利用中国移动（或中国联通、中国电信）现有的移动网络，通过GPRS模块将监控点和监控中心系统连接起来，负责所有数据通信、数据传输。
3 系统特点
基于世纪星组态软件的污染源在线监测系统在全面监测企业污染物排放状况的同时，还可以将企业现场的实时画面传送到环保局，实现污染源可视化管理。具体有以下特点：
3.1 兼容性强
世纪星组态软件提供丰富的接口类型，使用者可以连接国内外大部分的系统，也可以通过开放接口开发自己的应用程序。世纪星同样兼容大部分国产、进口的在线监测仪表，简单及方便组态连接。保证监测系统在线监测的多种应用，包括水质在线监测、烟尘在线监测、环境空气质量监测、噪声监测等。
3.2 全面控管
采用世纪星组态软件的监控系统实现了对污染源的全面、实时、网络化的监测体系。只需观察屏幕上各个企业的图标样式或颜色即可了解所有企业各个污染物排放口的设备运行情况；同时还可以通过表格和曲线浏览企业污染物排放的详细监测数据。这使得工作人员在同一个用户界面即可将所有企业所有排污口的设备运行状况、污染物排放浓度、**、排放量等信息尽收眼底。
3.3 实时在线
基于GPRS实时在线的特点，数据接入服务器和各个GPRS数据采集终端保持实时在线连接。使可以及时准确掌握各个企业污染物排放口的实际运行情况、污染物排放的发展趋势与动态。无需任何拨号操作，即可实时查看所有排污口的变化情况。
3.4 报警与预警
以声音、图标颜色变化、表格中数值的颜色、手机短信（向预先设定的手机上发送相应的报警信息）等形式提供多样化的报警功能。**地给出具体的超标数值，超标时间，超标排放量、超标排放介质量，为强化监理工作提供了详实可靠的依据。
3.5 统计与分析
将污染源在线监测数据和报警信息进行全方位多角度的分类汇总与统计分析，充分满足各种统计要求。以图标、表格、图形等丰富多样的形式实时展现各排污口设备的运行状况、污染物排放浓度、**、排放量等信息，以及污染物排放口的发展趋势与动态。从多种角度和层面来统计分析监测数据，提供全面的报表和统计图表。可以按辖区、按行业种类、按污染物种类等多种分类方式，生成统计分析报表和统计图表。
专案描述
在污水处理厂进水泵站，回流污泥泵站，为了保持水泵的高效率运行 ，常常对其水池液位进行控制,用一台液位计来测量进水泵站积水池的液位，并将该液位信号送入可编程控制器系统，由可编程控制器根据液位高低来控制泵的开、停，使进水池液位保持在一定的范围内。
在该系统中，输入/输出PLC的信号包括：液位信号输入（模拟量输入）、每台泵的运行状态信号（开、停或报警，开关量输入）、开/停泵的控制信号（开关量输出）。
由于污水处理厂广泛使用PLC控制水泵运行，上位机采用工控机运行组态软件。在此案采用工业以太网的环型网络连接上位机和PLC，中心机房的计算机对全厂监控主要工艺设备的运行，采集工艺参数和设备运行状态信息，必要时对工艺过程进行干预，发出指令给相应的PLC。
架构图
选用原因
· 8个10/100 TX电口Web管理型百兆以太网封包交换功能
· Super Ring技术，系统自愈时间小于20ms
· -20~70℃ 操作温度，适用严苛的工业环境
· 支持1.2KV Hi-Pot 高壓隔离保护
· 铝合金外壳符合IP-31工业防护标准，防水防塵
· 管理功能包括 IGMP snooping v1/v2，VLAN，QoS， Rate control 等
· 冗余双直流电源输入DC 12~48V
1 项目简介
随着城市现代化建设的发展，环境保护、生活用水的要求不断**。以前水厂的人工、半自动水厂控制系统已经远远不能满足现代化生活和企业运作的需要，因此**的计算机控制技术应运而生。通过**的自动控制系统，可实现对水厂制水、污水处理、水软化、送配水等工程运作的监视和控制。江西省新余市第四水厂于2008年9月建成通水，期规模为15万吨/天。第四水厂采用图1所示的工艺流程，主要包括取水泵房、加矾加氯间、V型滤池站和送水泵房等控制站。该水厂实现了自动控制和系统主要参数的在线监测；同时为节约水资源，保护水体不受污染，对滤池反冲洗水进行回收，二期拟对污泥进行浓缩处理。
图1
2 系统构成
全厂设中控室及取水泵房、加矾加氯间、V型滤池站和送水泵房等4个PLC子站，考虑到系统尽可能分散的原则，在滤池单池设有PLC控制台，具体见图2。
各PLC站与中控室之间采用工业以太网通讯联络。中控室由2台分别用于生产管理与监控的计算机及2台激光打印机组成。计算机采用bbbbbbs XP(sp2)操作系统。其中监控计算机采用世纪星组态软件开发的应用软件，可显示多个包括涉及PLC控制的机电、加矾加氯设备与滤池等在内的模拟画面，可对系统的所有设备进行远程操作和控制，并具备显示工艺布置图、实时动态参数、设备的工作状态及实时/历史报警信号、在线仪表的实时/历史趋势曲线、水泵运行时间等功能，同时可进行离线/在线编程及设定参数的修改，编制和打印生产与管理报表。管理计算机采用Excel软件，用于采集与存储监控计算机检测的主要生产数据，以便用于管理。
依据PLC I/O模块，涉及PLC自控的设备，均可通过在机旁控制箱手/自动转换开关、在PLC站操作面板XBT上设置来实现机旁控制箱、PLC站XBT、中控室监控计算机三地控制。 PLC站XBT上均能够显示与设置该站现场操作所涉及到的所有自控设备、仪表等运行参数及上下限报警值，同时这些参数均可通过网络线传输到中控室监控计算机，由它来进行控制。
图2
取水泵房站
该站主要监控3台水泵机组的运行工况及相关的参数，同时在取水泵房吸水井中装有水位计，通过PLC可随时显示水库水位状况。取水泵房水泵机组开/停由清水池水位情况、送水泵的运行情况、用水高峰时段以及送水管网压力等因素决定。水泵机组只能在没有配电线路故障、机组设备完好、出水电动阀门完好并且处于关到位的状态才可依据程序自动开启。
加矾加氯站
从取水泵房过来的原水进入位于净水厂的**计表井，在此通过在线仪表检测原水的**、浊度、pH值、温度等，并将其转换成4～20mA DC信号输入PLC系统为加矾加氯系统提供控制参数。 加矾系统采用2套计量泵（配三菱变频调速器）投加，变频器运行频率由**信号控制，控制**为取水**与回收**之和，计量泵行程由流动电流仪(SCD)值控制。2 套计量泵1用1备，当正在使用的计量泵出现故障，PLC系统会自动切换。2套投矾系统的矾液取自3个贮矾池，每个贮矾池均装有液位计，可随时检测矾液高度，同时通过装在贮矾池的搅拌机定时搅拌，可防止药液沉淀影响浓度。3个贮矾池出矾管线上均装有电动球阀，通过手/自动转换开关，可选择机旁控制箱操作或中控室监控计算机人工操作，也可根据3个贮矾池液位PLC系统自动选择，切换工作池。
加氯系统采用真空加氯机，三点投加，滤前滤后出水各1台。滤前按比例**投加，滤后采用**与余氯信号双因子控制投加。加氯机所需的**信号由PLC系统输入，余氯信号由余氯分析仪在线检测。滤前加氯机投加的控制**取自取水**与回收**之和，再减去反应沉淀池排泥用水量。滤后加氯机的控制**为滤前加氯机的控制**减去滤池反冲用水量。出水加氯机的控制**为出厂水余氯信号。氯库装有电子秤和自动切换单元，同时装有泄漏报警仪，通过检测泄漏报警信号经PLC系统可自动启动氯气回收装置，并且PLC系统会自动关闭所有加氯系统等待故障处理。
V型滤池站
该站主要监控5格V型滤池的过滤、反冲洗过程及相关参数。每个滤池均装有一个水位计和一个差压计，用来检测滤池的液位和滤池的阻塞情况。滤池的清水阀为无级可调比例阀（开启度为0～），根据滤池的液位、阻塞值（即水头损失值）、清水阀现有开度的反馈信号通过PLC系统自动调整阀门的开度，从而确保滤池恒水位过。滤池反冲洗的控制方式有3 种：①强制反冲；②根据阻塞值PLC系统自动反冲；③根据过滤时间PLC系统自动反冲。优先原则是：第①种方式为优先，第②种方式次之，后为第③种。
滤池的操作方式有3种：①单池PLC控制台操作，每格滤池单独设有PLC控制台，每个控制台装有5个阀门（进水阀、清水阀、水冲阀、气冲阀、排污阀）控制按键与1个显示面板，可显示5个阀门；②公共冲洗泵PLC站XBT操作；③中控室监控计算机操作。
公共冲洗泵站
该站主要监控3台鼓风机、3台冲洗泵、2台空压机开/停、故障信号以及滤池水位、阻塞值等参数及反应沉淀池36个气动排泥阀的状态。
送水泵房站
该站主要监控1台变频水泵与1台大水泵及2台小水泵运行工况及相关的参数，同时在出厂管线上装有压力表、**计、浊度计、余氯分析仪、pH计等仪器仪表，用于在线检测出厂水的生产与卫生指标。送水泵房水泵机组开/停由管网压力等因素决定。送水泵运行必须要求配电系统、机组设备等性能完好，且吸水井达到一定水位才能正常实现。
3 系统特点
3.1 画面监控功能丰富，所有需要监测的各种参数的实时和历史曲线图，各种运行和管理报表，水厂的工艺流程图和动画等显示。
3.2 实现快速数据采集，并能对这些数据进行处理和分析，处理后的数据记录到历史数据库，以备系统调用和随时查询。
3.3 具有完善的报警和安全访问功能，保证系统的安全。
3.4 系统可扩展性好，与二期污泥处理工艺、与企业的生产工艺调度、生产水质监控等密切结合的自动信息系统提供接口。
4 软件应用
中控室监控计算机采用bbbbbbs XP操作系统，与各PLC站之间通过以太网交换机，用工业以太网通信联络实现资源共享，各PLC站之间通过工业以太网通讯联络，除了对本站设备进行操作显示外，还可了解其他站的情况。
上位监控系统用世纪星V7.22组态软件开发，该监控系统人机界面精美，能直观、生动呈现整个水生产过程中的工艺，动画形式多样、直观、逼真，且与各种型号的PLC通讯简单。该中控室监控计算机监控系统完成的功能主要有：
A、远程控制各PLC现场子站，实时接收PLC采集的各种数据，建立检测参数数据库；处理并显示各种数据。
B、监测整个生产工艺流程和各细部的动态模拟图形。该系统实现了水厂整体工艺流程、各主要工艺设备运行状态、过程控制及各生产环节生产数据的实时采集与现实。主要流程画面有：取水泵房流程图、加矾间流程图、加氯间流程、反应沉淀池流程、V型滤池流程、公共冲洗泵房流程、送水泵房流程、10kV一次系统、低压系统等画面。实现的工艺生产设备监控功能有：所有被监控设备的运行状态、启停控制、设备与设备之间的连锁控制、工艺参数的设定，以及设备温度、电流、压力、液位、**等参数的显示、报警、记录、趋势及累积量计算等。
C、从检测项目中，按需要显示历史记录和趋势分析曲线。能够了解生产参数的动态情况，便于生产调度管理。
D、重要设备主要参数的工况及事故报警、打印制表。包括工艺数据报警、设备故障报警、系统故障报警，并根据不同的报警信息提供不同的报警画面。
E、编制和打印生产日、月、年统计报表。
F、对各种数据进行实时存储。
下图为世纪星开发的组态画面示意图：
图3
5 小结
该系统实现了水厂全自动化控制，**了水质处理的效率，减轻了运行人员的负担，**了水厂运行的安全和可靠性。世纪星组态软件开发的监控系统具有运行稳定、操作界面直观友好、报警、报表、数据记录、趋势显示分析和安全管理等功能完善的特点，完全实现了规划的功能，系统操作和维护都十分简便，为水厂的安全运行提供了可靠的保障，并且利用世纪星良好的开放性为系统的二期功能集成提供了很好的接口。 ■