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ABBAC500控制系统及其在污水处理中的应用

摘要：介绍了AC500系列PLC控制系统及基于其的三级分布式污水处理自控系统。给出了系统构成、功能、主要特点,同时论述了该系统在SBR污水处理中的应用。

关键词：可编程控制器；控制系统；污水处理

一，引言

ABB公司在收购了贝利（Bailey）公司后，将它旗下的多款控制系统整合到了以工业IT为基础，针对目标技术的800XA系列控制系统中。在继续为国内的电力，冶金，石化，造纸等行业提供整体的解决方案以外，已将它旗金属喷头下的一款已有十几年发展历史的中小型控制系统AC31作为产品引入中国。目前在此基础上推出更为现进的AC500系列，可为国内的系统集成和OEM等应用提供更多的选择。本文将介绍此系统及其在污水处理中的应用。

二，AC500控制系统介绍

AC500系统由CPU，通讯模块，CPU底板，I/O模块和端子板，FBP接口模块和端子板，CPU底板等组成,如图1所示。

CPU

CPU有PM571、PM581 和PM591三个不同的等级。均带有：LCD显示、操作按键、一个SD卡的扩展口和两个集成的串行通讯口。CPU可直接插在对成品部件来讲但是依然是用回收的塑料垃圾制造的;和rHDPE(通经常使用在牛奶壶上的材料)等CPU底板上，底板可选择集成以太或者ARCNET络接口。此外，保留的CS31的通讯接口是考虑到了和AC31等ABB公司其他系列PLC的兼容性。

通讯模块

除了CPU上集成的通讯接口外，每一个CPU上还可最多扩展4个通讯接口。这4个通讯接口可扩展为任意的标准总线协议。CPU上集成的两个Modbus通讯接口和可选集成的以太或ARCNET络接口外，通过通讯扩展接口还能扩展 : ProfibusDP-V1、DeviceNet、CANopen和以太等总线接口。

I/O 模块

输入/输出模块有模拟量和开关量两大种类。每个输入/输出模块均可直接插到端子板上，CPU本地和通过FBP分布式扩展的子站，可最大扩展到7个输入/输出模块。AC500还可以提供每一点都可以根传动安稳据用户的需求及可设置为输入又可设置为输出的开关量模块。

FBP 的接口模块

这种模块集成了一定数量的开关量输入/输出，并且通过它实现和CPU 的通讯和分布I/O。这个分布模块后面又可最大扩展7个输入/输出模块。

AC500 Control Builder 编程

AC500 Control Builder 编程是一套可对所有系列AC500 CPU进行编程的工程工具，这套编程软件符合IEC的国际标准，可支持五种不同的编程语言：

－功能块（FBD）

－语句表（IL）

－梯形图（LD）

－结构文本（ST）

－顺控图（SFC）

这套软件可完成AC500系统的全部设置，包括所有的总线接口，而且还有全面的自诊断功能、报警处理、可视化调试工具和开放的数据接口。此外还可以提供离线仿真,变量跟踪功能,配方管理和监视列表,可视化的调试工具,通讯接口的设置,开放的数据接口,工程接口.

三，SBR污水处理工艺介绍

序批式活性污泥法简称SBR (Sequence Batch Reactor)法，是早期充排式反应器的一种改进。随着自动控制水平的提高，SBR法引起人们的重新重视，并对他进行了更加深入的研究与改进，自19泰安85年我国第一座SBR处理设备在的投产，目前已经广泛的应用在工业污水和城市污水的处理中 。

SBR工艺的基本操作流程由进水，反应，沉淀，出水和闲置等五个基本过程组成，从污水流入到闲置结束构成一个周期，在每个周期里上述过程都是在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行的。

图2 SBR污水处理工艺流程图

SBR工艺系统组成简单（如图2），酒店电视不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流设备。SBR具有效率高，脱氢除磷效果好，防止污泥膨胀性能强，耐冲击负荷和处理能力强等优点。

四，AC500在SBR控制中的具体实现

SBR靖江污水处理厂的自动控制系统由三级分布式控制系统组成（如图3）。

图3 污水处理控制系统图

第一级—监控管理，由中央控制室的操作站实现。选用工控计算机，以TCP/ IP工业以太与PLC系统通讯,实行集中控制。通过工控软件实时监视全厂工艺参数变化、设备运行、故障发生等情况，同时负责日常报表打印、事故打印和数据记录等。

第二级—过程控制，由现场的各分系统或成套设备的控制系统实现。以AC500 PLC系统作为现场控制核心 ,按场区配置分站 ,通过CS31与所属分布I/O通讯对流量、液位、pH值、电机等参数进行采集、控制。

第三级—单机就地控制，由现场电气控制系统实现。采用ABB公司的AC31系列产品组成分布I/O,采集现场参数,执行上一级PLC主站的控制命令。

监控组态设计及与PLC主站的通讯

由于污水处理控

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