采用LonWorks控制模块实现污水处理系统的设计方案

lonworks现场总线技术应用非常广泛,例如:智能建筑、工业控制、环境保护等方面。echelon 公司lonworks系统已经应用于数千家设备和系统生产厂商的产品中,韩国dci公司应用自己开发的lonworks控制模块,将lonworks技术应用于污水处理方面。
系统控制原理
污水处理系统采用上述工艺流程图,将污水中的杂质分离出,经过处理、净化后的水被再次利用,达到环保的目的。经过渗透、中和、通风、沉淀、调ph值、凝结、处理、过滤、脱水等一些过程(详见上图),从过滤水箱里出来的水就是经过处理的净化水;杂质经过脱水、压缩后用集装箱运走,达到对污水进行处理的目的;另外,经过杂质浓化和脱水后的水被送回渗透水箱,再次被利用。
在整个工艺流程中,需要对泵、鼓风机、搅拌机等进行控制,对水箱中的水位进行监测,用ph值探测器检测ph值等等。 这样就有一系列的输入、输出信号,采用lonworks控制模块可以进行上述过程的控制。
系统控制方案
dci公司采用自己研发的输入/输出通用模块(i/o general module)、水位控制模块(level control module)和阀门控制器(valve control module),将各个监测点、控制点连起,实现控制。
下面是一个模拟的系统(demo),共用了7个模块,包括dof-08a1(2个)、dif-08a1、aof-04a1,aif-08a1和lvf-08a1,可以满足控制点的要求;另外用vvctlf-a1(阀门控制器),通过网络变量控制阀门的开度。
1)系统中的各监测、控制点
dif-08a1中do1、do2、do3各连接一个开关,直接控制搅拌机。
aif-08a1用了5个输入点,ai1、ai2、ai3分别监测流量调节水箱、处理水箱、浓化水箱的流量,ai4是阀门开度的输入量,ai5是ph值探测器的输入。
aof-04a1用了3个点,用来输出调节水箱、处理水箱、浓化水箱的流量值,用数码管显示。
2)系统人机界面图
图2、图3、图4是用cimon软件设计系统人机界面图,可以清楚的看出工艺流程和各个监视、控制点。
系统特点
1) 此污水处理系统基于lonworks控制技术,具有开放性、稳定性、互操作性的特点,采用分布式控制系统使系统更实用,简单。
2) 系统采用dci公司自己开发的通用i/o模块,以及专用控制模块lvf和vvctlf-a1。模块中已经写好了嵌入式程序以及便于工程人员进行调试的plug in,而且模块通过lonmark认证。
3) 系统调试时用lonmaker for windows,用现有模块的function block完全可以搭建出这个系统。开发人员已经在模块中写好了各种应用程序,例如在通用模块中有digital encoder & analog function block,用户可以实现各种逻辑运算。
除了本系统中应用的i/o模块的function block外,dci公司还开发了pump controller、pid controller、tic toc object等高层用户程序,为用户节省了开发时间。
4) 模块中每个function block都开发了plug in,使工程人员调试更加方便。在plug in中,可以很方便的设置例如heatbeat、throttle、invert、delay等等的值,也可以监视网络变量的数值。
5) 有lns dde server联系lonmaker和hmi,此系统应用cimon软件设计了人机界面,很清楚的可以看到设备的工作情况,很容易的对设备进行控制,见图2、图3、图4。
总结
以上污水处理系统是应用最基本的i/o模块、水位控制模块、阀门控制模块实现了对污水处理系统工艺流程的控制。另外dci公司还开发了灯光控制模块、用电力线收发器的i/o模块、multi sensor detector等等,这些都是基于lonworks技术的,系统集成更加方便。dci产品的应用领域非常广泛,智能建筑、运输、工厂、家庭都有应用。目前dci正以饱满的热情寻找新的应用领域。


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