模拟污水处理西门子实训操作台装置
模拟污水处理西门子实训操作台装置
- 技术要求
要求实训操作台为从电气安装到自动控制系统调试的完整培训平台，可满足中级和高级工培训需求，也可用于技能竞赛训练。具体要求如下
1、结构设计要求
（1）实训台采用立式控制柜结构，分为上下两部分；
（2）上部：安装HMI、按钮指示灯、电气仪表等；
（3）下部：安装PLC、变频器、电源等电气元件，前门为透明玻璃，便于观察内部接线；
2、工艺模拟对象
模拟污水处理厂中的格栅井、调节池、曝气池、二沉池等工艺单元，重点模拟以下控制环节：
- 进水泵的液位控制（使用一台变频器）；
- 曝气风机的风量控制（使用另一台变频器）；
- 阀门控制（电动阀/气动阀模拟）；
- 液位、流量、压力等参数的检测；
- 软件配置要求
- PLC编程软件：TIA Portal V17（或更新版本）；
- HMI组态软件：WinCC Professional (TIA Portal内)；
（3）编程语言：梯形图（LAD）、函数块图（FBD）、结构化文本（SCL）；
（4）通讯协议：PROFINET（PLC与HMI、变频器通讯），模拟量信号（传感器和执行器）；
- 功能控制设计要求
（1）液位控制回路：通过超声波液位计检测调节池液位，PLC根据设定液位与实测液位的偏差；通过PID运算输出控制信号给水泵变频器，调节水泵转速，实现液位恒定。
（2）风量控制回路：通过压力传感器检测曝气管网压力，PLC根据设定压力与实测压力的偏差；通过PID运算输出控制信号给风机变频器，调节风机转速，实现恒压控制。
（3）联锁控制：设备启停联锁：例如，当液位过低时，自动停止水泵；当压力过高时，自动降低风机转速；故障报警：设备故障时（如变频器故障、传感器断线等），HMI显示报警信息。
jrhz.info- HMI界面设计要求
HMI需至少包含以下画面
（1）首页：工艺流程图，显示整个污水处理流程，实时数据（液位、压力、流量、频率等）；
（2）手动操作画面：可手动启停设备，调节阀门开度等；
（3）自动控制画面：设置液位、压力的设定值，PID参数调整；
（4）报警画面：当前报警和历史报警记录；
（5）趋势图画面：实时显示液位、压力等参数的变化趋势；
（6）参数设置画面：系统参数设置（如量程、报警限值等）
- 培训内容设计要求
（1）电气培训:电气图纸识图（原理图、接线图)、电气元件选型与安装、控制柜接线实训（主电路、控制电路）、传感器和执行器的接线与调试；
（2）PLC培训：TIA Portal软件使用、PLC硬件组态与编程、数字量、模拟量信号处理、PID控制编程与调试、通讯配置（PROFINET、MODBUS RTU）
（3）自控培训：液位控制回路的整定（P、I、D参数调整）、风量控制回路的整定、联锁逻辑的编程与测试、HMI组态与调试、故障设置与排除（例如模拟传感器故障、通讯中断等）
- 故障模拟功能
为增强培训效果，实训台可设置以下典型故障点（通过开关切换）：
- 液位传感器信号断线；
- 变频器故障（模拟过载、过热等）；
- 阀门反馈信号异常；
- 通讯故障；
- 安全措施要求：
- 电气隔离：强电与弱电分开布局，隔离变压器供电；
- 安全电压：控制回路采用24V DC安全电压；
- 防护装置：旋转部分加装防护罩，紧急停止按钮。
（四）商务要求
1.供货周期：20天
2.验收标准：
（1）真实性：模拟污水处理厂典型工艺，设备选型与工业现场一致；
（2）灵活性：可通过软件修改控制逻辑，适应不同培训需求；
（3）安全性：多重安全保护，适合教学环境；
（4）扩展性：预留扩展接口，可增加其他工艺单元（如加药系统）。
