ПО для ПЛК системы дозирования реагентов дефосфатации

Когда говорят про ПО для ПЛК в системах дефосфатации, многие сразу представляют готовые библиотеки блоков — мол, скачал и работай. Но на деле даже стандартные решения вроде CoDeSys или TIA Portal требуют глубокой адаптации под конкретный тип реагента. У нас в ООО Чэнду Жундэ Электромеханическое Оборудование был случай, когда заказчик три месяца не мог выйти на стабильные показатели по фосфатам именно из-за слепого копирования чужой логики дозирования.

Особенности программной логики для дефосфатации

Самый частый промах — попытка использовать PID-регуляторы там, где нужны каскадные алгоритмы с прогнозированием. Например, при работе с гипохлоритом натрия классический ПИД-регулятор ПЛК даёт колебания расхода до 15%, потому что не учитывает лаг времени между вводом реагента и замером на фотометре.

Мы в таких случаях пишем гибридные схемы — комбинируем дискретные порции дозирования с плавной коррекцией. Кстати, на сайте https://www.cdroad.ru есть технические заметки про наш патентованный метод компенсации транспортного запаздывания — там как раз разобраны реальные осциллограммы с установки в Новосибирске.

Важный нюанс — многие забывают про температурную коррекцию плотности реагентов. Зимой тот же полиалюминий хлорид требует пересчёта уставок в 1,7 раза, и если ПО ПЛК не имеет встроенных температурных поправок — всё идёт наперекосяк.

Аппаратные ограничения и их обход

Современные ПЛК Siemens S7-1200 справляются с большинством задач, но при работе с импульсными дозаторами старых моделей возникает проблема дискретизации. Пришлось как-то разрабатывать софт с двойной буферизацией данных — иначе шаговые двигатели дозаторов работали рывками.

Особенно сложно с системами, где используются аналоговые датчики давления 4-20 мА. Помню, на объекте в Казани из-за наводок в цепях 0-10В пришлось переписывать логику опроса АЦП с интерполяцией зашумлённых сигналов. Это тот случай, когда ПО для ПЛК системы дозирования должно компенсировать 'железные' недостатки.

Кстати, наши инженеры давно ведут таблицу совместимости ПЛК с периферией — она доступна клиентам через личный кабинет на cdroad.ru. Там есть и рекомендации по фильтрации сигналов для конкретных моделей расходомеров.

Интеграция с АСУ ТП

Часто заказчики требуют интеграции с SCADA-системами типа Ignition или WinCC, но не учитывают задержки передачи данных. В одном проекте пришлось реализовывать локальную логику останова при превышении ПДК — потому что задержка в 2-3 секунды через OPC UA могла привести к сбросу неочищенных стоков.

Мы обычно используем буферизацию трендов непосредственно в ПЛК — это позволяет сохранять данные даже при обрыве связи с верхним уровнем. Кстати, в описании наших решений на сайте ООО Чэнду Жундэ Электромеханическое Оборудование специально акцентируем внимание на автономности работы — это критично для объектов ВКХ.

Ещё больная тема — синхронизация времени между устройствами. Для систем дефосфатации с параллельными линиями дозирования расхождение даже в 500 мс приводит к нарушению стехиометрии. Пришлось разрабатывать собственный протокол синхронизации на базе NTP с поправкой на задержки в сети.

Практические кейсы и ошибки

В 2021 году на очистных сооружениях под Екатеринбургом столкнулись с интересным эффектом: при переходе на зимний режим работы алгоритм начинал 'гонять' дозаторы в режиме постоянного старт-стопа. Оказалось, в ПО не был учтён коэффициент вязкости реагентов при отрицательных температурах.

Пришлось экстренно вводить поправочную функцию, связанную с температурой в цехе хранения реагентов. Сейчас этот алгоритм стал частью нашей стандартной поставки — кстати, его описание есть в разделе 'Методики' на cdroad.ru.

Другая распространённая ошибка — неверная калибровка расходомеров. Как-то раз на запуске системы увидели перерасход реагента на 40%. После трёх дней отладки выяснилось, что в ПЛК был неправильно задан коэффициент преобразования импульсов в литры — техник скопировал настройки с другого типа счётчика.

Перспективы развития ПО

Сейчас экспериментируем с предиктивными алгоритмами на базе ПЛК с многоядерными процессорами. Проблема в том, что для обучения моделей нужны длительные периоды наблюдений — минимум 2-3 месяца стабильной работы системы.

Интересное направление — адаптация ПО под российские аналоги реагентов. Например, при переходе с немецких коагулянтов на отечественные часто требуется менять параметры перемешивания — это тоже должно учитываться в логике ПЛК.

Наша компания недавно получила патент на метод динамической коррекции дозирования по косвенным признакам — мутности и электропроводности. Это позволяет компенсировать погрешности датчиков концентрации фосфатов, которые часто 'врут' при наличии взвесей в воде.