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湖北地区污水处理项目实战:S7-1200与S7-1500 PLC选型心得

作者:来自于网络
湖北地区污水处理项目实战:S7-1200与S7-1500 PLC选型心得

在湖北做了十几年污水处理自动化,经常有同行问我西门子PLC怎么选。今天结合我们在武汉、宜昌几个项目的实际经验,聊聊S7-1200和S7-1500在污水处理中的选型门道。从日处理几百吨的小型社区污水处理站,到日处理几万吨的工业园区污水处理厂,不同规模、不同工艺对PLC的要求差异很大,选对了能省不少钱,选错了后期调试和维护都是麻烦。

大家好,我是武汉市永瑞电气的老李,在湖北这块搞电气自动化十几年了,特别是污水处理这块,从社区的小型MBR一体化设备,到工业园区的AO、A2O工艺厂站,经手了不少。今天不聊虚的,就说说咱们实际项目中,西门子S7-1200和S7-1500这两款主力PLC,在污水处理项目里到底该怎么选。这纯粹是个人经验之谈,算是跟同行们唠唠嗑,有不同看法欢迎交流。

先说说背景。咱们湖北这几年环保抓得紧,污水处理项目遍地开花,规模和要求也是五花八门。PLC作为控制系统的核心大脑,选型直接关系到系统稳定性、扩展性和后期维护成本。西门子这两款PLC,S7-1200定位中小型,S7-1500定位中高端,但具体到项目里,界限没那么死。

我首先看项目规模和工艺复杂度。如果是那种日处理量几百吨,工艺相对简单(比如调节池+生化+沉淀+消毒)的一体化设备或者小型社区站,我一般首选S7-1200。理由很简单:够用、经济。像我们在武汉黄陂区做的一个社区污水站,就用了CPU 1215C,数字量输入输出加起来一百多点,模拟量主要是几个液位、溶解氧、pH和流量计。程序量不大,逻辑控制为主,配上个精简系列面板,整个系统成本控制得很好,运行两年多了很稳定。S7-1200的编程软件TIA Portal用起来也顺手,对于这种点位数,它的处理能力和通讯能力(自带以太网口,支持Profinet)完全能满足。

但是,一旦碰到工艺复杂点的,比如工业园区污水厂,带有厌氧、缺氧、好氧多段工艺,需要精确控制溶解氧、内回流比,还要集成大量的仪表(在线COD、氨氮、总磷等)、多个变频器(鼓风机、回流泵),并且要考虑未来扩容或者上中控SCADA系统,这时候我就会更倾向于S7-1500。

去年我们在宜昌做一个工业园区的污水处理厂升级项目,日处理两万吨,工艺是A2O+深度处理。最初客户预算紧,考虑过用S7-1200系列的高端型号堆叠。但我们团队评估后,还是推荐了S7-1500系列里的CPU 1511-1 PN。为啥?核心就三点:性能冗余、数据管理能力和通讯架构。

第一是性能。S7-1500的处理速度、工作存储器容量比S7-1200高一个量级。这个项目里,光模拟量输入(各种水质仪表、液位、压力、流量)就超过50个,数字量IO更多,还有复杂的PID调节回路(比如根据进水负荷和溶解氧值自动调节鼓风机频率)。S7-1500执行周期更短,处理复杂运算和大量数据更从容,系统响应快,这对工艺控制精度很重要。

第二是数据记录和归档。现在环保监管要求数据保存多年,且要能方便查询。S7-1500的数据块访问和跟踪功能更强,配合它的存储卡,能更高效地记录过程数据,为后期连接上位机数据库或者能源管理系统打好了基础。S7-1200虽然也能做,但效率和便捷性上差一些。

第三是扩展性和网络。这个项目后期要跟园区的总调度中心联网,还要考虑增加除臭单元、污泥脱水单元的集成。S7-1500的背板总线速度更快,支持更多的通讯模块(比如支持更远距离的Profinet光纤模块),网络拓扑也更灵活。它的Profinet IRT功能对于多轴同步或者对实时性要求极高的场合更有优势,虽然这个项目没用到,但为未来可能的升级留了余地。

当然,S7-1500价格也上去了,软件授权也更贵。所以,选型说到底是个平衡的艺术。我的经验是,不要只看初始硬件成本。对于中型及以上、工艺复杂、有数据管理和高可靠性要求的污水处理项目,S7-1500的长期综合成本可能更低,因为它更稳定,扩展时不用推倒重来,调试和维护也更省心。我们公司在武汉经开区做的另一个项目,一开始用1200,后来工艺扩容增加高级氧化单元,IO点和控制回路暴增,不得不换了1500,前期的柜子、布线都改动了不少,反而多花了钱和时间。

最后简单总结一下,给湖北地区的同行们做个参考:
对于小型、工艺标准、点位数少(比如数字量+模拟量总计200点以内)、以顺序逻辑控制为主、近期无大扩展计划的污水处理项目,S7-1200系列是性价比很高的选择,足以胜任。
对于中型、大型污水处理厂,工艺链条长、模拟量多、PID回路复杂、有大量数据记录需求、未来需要网络集成或扩容的,强烈建议一步到位考虑S7-1500系列。它的强大性能、可靠性和扩展性,能让整个自动化系统的生命周期更长,应对变化的能力更强。

说到底,污水处理PLC选型,没有绝对的好坏,只有适合不适合。关键是要吃透工艺要求,摸清客户的实际需求和未来规划,再结合咱们自己的工程经验来做判断。希望这点粗浅的经验,对大家在做湖北地区的污水处理项目时有点帮助。下次有机会,再跟大家聊聊在污水处理里,西门子PLC跟变频器(像G120系列)通讯调试的那些事儿。

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