3反滲透水處理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　圖2是反滲透系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。由于系統(tǒng)比較復(fù)雜，涉及的操作點(diǎn)、控制點(diǎn)

圖2反滲透水處理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

　　比較多，如果選用傳統(tǒng)的控制方式電纜數(shù)量將非常的多，很不經(jīng)濟(jì)，而且維護(hù)和調(diào)試的難度都很大。因此我們采用分散控制、集中監(jiān)控的PLC分布式控制系統(tǒng)，選用了現(xiàn)場總線PROFIBUS，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)工作現(xiàn)場，控制柜以及主控臺(tái)之間的復(fù)雜控制。

　　整個(gè)系統(tǒng)設(shè)為上位機(jī)操作站，下位機(jī)控制主站及控制從站，上位機(jī)采用IBM西門子工控機(jī)和WINCC監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)工藝流程顯示。為了提高系統(tǒng)的可靠性，下位機(jī)主站采用雙冗余的西門子S7-400系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，選用功能強(qiáng)大的CPU414-2DP作為PROFIBUS-DP的網(wǎng)絡(luò)主站，3套具有硬件冗余的ET200M作為從站，每個(gè)從站包括2個(gè)IM153-2接口模塊和若干個(gè)I/O模塊。ET200M通過PROFIBUS專用電纜和S7-400進(jìn)行通訊，上位機(jī)與下位機(jī)通過以太網(wǎng)通訊，我們使用一對(duì)CP通訊卡（CP443-1）,完成數(shù)據(jù)的采集和相互傳送。

　　通過圖2，我們可以看到，冗余系統(tǒng)由兩套PLC控制系統(tǒng)組成。正常工作時(shí)，A（MASTERPROFIBUS）系統(tǒng)為主，B（RESERVEPROFIBUS）系統(tǒng)為備用，當(dāng)主系統(tǒng)A中的任何一個(gè)組件出錯(cuò)，控制任務(wù)會(huì)自動(dòng)切換到備用系統(tǒng)B當(dāng)中執(zhí)行，這時(shí)，B系統(tǒng)為主，A系統(tǒng)為備用，這種切換過程是包括電源、CPU、通訊電纜和IM153接口模塊的整體切換。系統(tǒng)運(yùn)行過程中，即使沒有任何組件出錯(cuò)，操作人員也可以通過設(shè)定控制字，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)的主備系統(tǒng)切換。

4硬件組態(tài)

　　控制系統(tǒng)的硬件組態(tài)采用SIEMENS公司的STEP7和安裝軟冗余軟件包完成。軟冗余硬件組態(tài)在HARDWARE對(duì)話框中完成主系統(tǒng)與從站通訊鏈路（MASTERPROFIBUS）、備用系統(tǒng)與從站通訊鏈路（RESERVEPROFIBUS）、主系統(tǒng)與備用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步通訊鏈路（MPI或者PROFIBUS）。一般我們采用速度較快的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)同步。應(yīng)注意硬件組態(tài)中的各站地址不能重復(fù)。表1為系統(tǒng)元件的PROFIBUS硬件組態(tài)表。表2為S7-400與上位機(jī)以太網(wǎng)通訊的硬件組態(tài)表。

　　表1PROFIBUS硬件組態(tài)表

　　表2以太網(wǎng)硬件組態(tài)表

5軟件編程

　　該反滲透系統(tǒng)同時(shí)使用3套設(shè)備，使得程序復(fù)雜化，但3套設(shè)備原理相同，所以在編程時(shí)我們采用了模塊化編程，多重調(diào)用的方式，使得程序結(jié)構(gòu)簡單，可讀性強(qiáng)。

　　圖3為單套超濾系統(tǒng)控制邏輯圖，每套中的運(yùn)行子程序，普通反洗，加氯反洗（CEB1），加酸反洗（CEB2），加堿反洗（CEB3），加氣反洗（AEB），完整性檢測的程序結(jié)構(gòu)都是相同的。我們只對(duì)一套中的每個(gè)過程編寫FB塊，其他的兩套利用同一個(gè)過程的FB調(diào)用不同的背景數(shù)據(jù)塊，這樣大大減少了程序的編寫量。根據(jù)工藝要求，三套設(shè)備同時(shí)運(yùn)行只能存在一個(gè)反洗程序在運(yùn)行，這樣需在程序中通過中間變量來進(jìn)行多套之間的互鎖，以滿足控制要求。利用每套運(yùn)行的次數(shù)N來觸發(fā)反洗程序。對(duì)每個(gè)反洗設(shè)定不同的N值，一般普通反洗N值最小，在此我們假設(shè)N值大的優(yōu)先級(jí)高，如果同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)反洗程序被觸發(fā)，那么在程序編寫中應(yīng)使優(yōu)先級(jí)高的先反洗。