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3反渗透水处理系统的网络结构

　　图2是反渗透系统的网络结构。由于系统比较复杂，涉及的操作点、控制点

图2反渗透水处理系统网络结构图

　　比较多，如果选用传统的控制方式电缆数量将非常的多，很不经济，而且维护和调试的难度都很大。因此我们采用分散控制、集中监控的PLC分布式控制系统，选用了现场总线PROFIBUS，通过网络实现工作现场，控制柜以及主控台之间的复杂控制。

　　整个系统设为上位机操作站，下位机控制主站及控制从站，上位机采用IBM西门子工控机和WINCC监控软件实现工艺流程显示。为了提高系统的可靠性，下位机主站采用双冗余的西门子S7-400系统进行实时控制，选用功能强大的CPU414-2DP作为PROFIBUS-DP的网络主站，3套具有硬件冗余的ET200M作为从站，每个从站包括2个IM153-2接口模块和若干个I/O模块。ET200M通过PROFIBUS专用电缆和S7-400进行通讯，上位机与下位机通过以太网通讯，我们使用一对CP通讯卡（CP443-1）,完成数据的采集和相互传送。

　　通过图2，我们可以看到，冗余系统由两套PLC控制系统组成。正常工作时，A（MASTERPROFIBUS）系统为主，B（RESERVEPROFIBUS）系统为备用，当主系统A中的任何一个组件出错，控制任务会自动切换到备用系统B当中执行，这时，B系统为主，A系统为备用，这种切换过程是包括电源、CPU、通讯电缆和IM153接口模块的整体切换。系统运行过程中，即使没有任何组件出错，操作人员也可以通过设定控制字，实现手动的主备系统切换。

4硬件组态

　　控制系统的硬件组态采用SIEMENS公司的STEP7和安装软冗余软件包完成。软冗余硬件组态在HARDWARE对话框中完成主系统与从站通讯链路（MASTERPROFIBUS）、备用系统与从站通讯链路（RESERVEPROFIBUS）、主系统与备用系统的数据同步通讯链路（MPI或者PROFIBUS）。一般我们采用速度较快的PROFIBUS网络方式进行数据同步。应注意硬件组态中的各站地址不能重复。表1为系统元件的PROFIBUS硬件组态表。表2为S7-400与上位机以太网通讯的硬件组态表。

　　表1PROFIBUS硬件组态表

　　表2以太网硬件组态表

5软件编程

　　该反渗透系统同时使用3套设备，使得程序复杂化，但3套设备原理相同，所以在编程时我们采用了模块化编程，多重调用的方式，使得程序结构简单，可读性强。

　　图3为单套超滤系统控制逻辑图，每套中的运行子程序，普通反洗，加氯反洗（CEB1），加酸反洗（CEB2），加碱反洗（CEB3），加气反洗（AEB），完整性检测的程序结构都是相同的。我们只对一套中的每个过程编写FB块，其他的两套利用同一个过程的FB调用不同的背景数据块，这样大大减少了程序的编写量。根据工艺要求，三套设备同时运行只能存在一个反洗程序在运行，这样需在程序中通过中间变量来进行多套之间的互锁，以满足控制要求。利用每套运行的次数N来触发反洗程序。对每个反洗设定不同的N值，一般普通反洗N值最小，在此我们假设N值大的优先级高，如果同时出现两个或多个反洗程序被触发，那么在程序编写中应使优先级高的先反洗。

关键词： PROFIBUS 反渗透处理 冗余