張銳
(西昌市自來水公司，四川西昌615000)

　　改革開放以來，通過引進國外的先進技術(shù)，經(jīng)過近10多年的努力，以PLC為基礎的集散型控制系統(tǒng)已成為當今水工業(yè)自動化系統(tǒng)的主流，并具備了一定的技術(shù)和物質(zhì)基礎。
　　由于信息技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡化、信息化概念向自動化領域的滲透，使得自動化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)面臨一場深刻的變革，這種變革也必將對水工業(yè)自動化產(chǎn)生重大影響。
　　原來的西昌市自來水公司所屬一廠、二廠全部是人工操作，勞動強度高且不能對生產(chǎn)過程中的質(zhì)量指標進行監(jiān)控，加藥，加氯達到的指標不能準確控制。第三水廠是全自動控制，且均采用PC+PLC方式構(gòu)成集散型自動控制系統(tǒng)，自控設備主要為SIEMENS公司的PLC S7-300和S7-200. 三水廠于2002年投入使用，達到了基本令人滿意的控制效果。

一　第三水廠的主要特點有

　?。?）中控室采用10/100兆工業(yè)以太網(wǎng)絡作為主網(wǎng)絡。
　?。?） 采用同軸電纜為網(wǎng)絡通訊媒體。
　?。?）采用圖像、數(shù)字技術(shù)和視頻服務器將工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)和自控系統(tǒng)分開便于管理。
　　（4）網(wǎng)絡中所有的PLC控制器、PC機、視頻服務器、HUB和遠程網(wǎng)橋均遵循TCP/IP協(xié)議。
　　（5）通過網(wǎng)絡中的Modem，自控網(wǎng)絡可實現(xiàn)遠程診斷和維護。

二、網(wǎng)絡拓撲圖

　　三水廠自控網(wǎng)絡拓撲圖見下圖。

　

三 各部分介紹

　　（1）現(xiàn)場PLC+中控室的計算機組成網(wǎng)絡控制系統(tǒng)。PLC采用SIEMENS公司產(chǎn)品，系統(tǒng)按加藥、加氯、過濾設置了2個PLC站， PLC控制站分別為PLC1加藥間站、PLC2氣水反沖V型濾池站，送水采取重力自流的方式，PLC只控制出廠水電動閥門。這樣，共5臺設備(2臺PLCS7-300加上中控樓的3臺計算機)掛在網(wǎng)絡上構(gòu)成通訊鏈網(wǎng)。
　?。?）PLC2氣水反沖V型濾池站完成功能如下：濾池控制站采用8格單池分開用S7-200PLC 處理，構(gòu)成V型濾池自控系統(tǒng)。 根據(jù)濾池水位的變化，通過PID閉環(huán)控制，調(diào)節(jié)濾池出水閥開度，從而達到濾池在恒水位狀態(tài)下進行過濾，保證過濾質(zhì)量； 根據(jù)濾池堵塞度或濾池運行時間，對8個氣水反沖V型濾池進行全自動排隊反沖洗控制。每格濾池用1臺小型PLC控制并構(gòu)成低層網(wǎng)絡由濾池工作站主機管理，主機作為低層網(wǎng)絡的上位機并管理濾池的公共設備。濾池的恒水位控制采用美國BRAY公司電動出水閥，并采用了虹吸進水裝置，濾池管廊全部采用電動蝶閥，現(xiàn)場用一個按鈕并且聯(lián)在PLC的輸出觸點上便可進行閥門的手動控制；風機、反沖洗水泵及氯氣氣源系統(tǒng)考慮了常規(guī)手動控制，因為這些設備每天運行時間不太有規(guī)律，冬天源水水質(zhì)較好，容易自動控制，而夏天反之?？刂七^程中PLC將采集到的信號送回中控室計算機，啟動多媒體功能形成真正的聲光報警，并且同時完成打印和記錄。
　?。?）PLC1站主要完成的功能如下：控制美國MiltonRoy 公司的6臺加藥泵沖程、頻率；控制加氯機開度、切換加氯氣瓶，漏氯報警、開啟漏出氯氣的中和設備；控制源水開度；控制加藥攪拌機運行；泥位計，排泥閥門動作；加藥部分采用1臺PLC管理，控制加礬、加氯、進水量、機械攪拌、排泥等，這樣的功能劃分主要是基于地理位置的關(guān)系，即就近控制、跨站聯(lián)鎖。加藥控制方案的選定采用3臺德國ALLDOS的10kg/h立式加氯機（2用1備），其中一臺附帶復合環(huán)控制器，且其控制自成體系，出現(xiàn)問題不影響其他如濾池、清水出廠等流程。
　?。?）濾后水加氯較為復雜，為了達到自動控制的目的，要求氯氣經(jīng)充分混合后立即檢查余氯值作為復合環(huán)控制的反饋信號。水質(zhì)較好的時期采用自動控制，中控室值班人員也可通過網(wǎng)絡進行手動操作，則該方式可以作為自動控制的一種后備或補充，使系統(tǒng)更加可靠、實用。利用PLC的功能指令，能方便地實現(xiàn)自動和手動控制的無擾動切換，利用中控室電腦的圖形界面，值班工人可以很方便地執(zhí)行這些操作。
　　（5）現(xiàn)場的實況攝像機聯(lián)接到視頻服務器，后者將圖像數(shù)字化處理后，鏈入10/100兆以太網(wǎng)絡中實時傳輸并采用多媒體技術(shù)，由視頻PC機和操作臺完成監(jiān)控。
　?。?）本控制系統(tǒng)設有一個中央控制室，內(nèi)有一面模擬屏及兩臺計算機（另外一臺專職為報表服務器），用于集中監(jiān)視、控制、操作、管理水廠的生產(chǎn)過程，即控制系統(tǒng)所控制的加藥、加氯、濾站等生產(chǎn)過程。
　　中央控制室兩臺計算機操作員站互為備用，它們均可各自獨立完成整個工藝過程的監(jiān)控。將整個生產(chǎn)工藝過程制作成直觀彩色畫面.操作員站具有以下功能：
　　· 顯示工程設備的運行狀態(tài)，顯示工藝流程的動態(tài)參數(shù)，顯示相關(guān)參數(shù)的趨勢，歷史數(shù)據(jù)及歷史記錄。
　　· 打印過程回路控制的參數(shù)給定值、報警記錄和班報表等。
　　· 操作設有優(yōu)先級管理，任意管理均在屏幕上顯示。
　　· 在操作過程中，設有啟動、停止、復位和選擇等軟手動操作功能。
　　· 實現(xiàn)編程、組態(tài)和修改等，操作員站裝有功能強大的上位軟件，以便能方便地、直觀地組態(tài)和編程。

四 總結(jié)

　　第三水廠供水工程規(guī)模為5×104t/d，由西河取水，屬地表水，含有較多的藻類物質(zhì)，夏天水質(zhì)較差，為此我廠采用目前較為先進且相對復雜的V型濾池。水廠的監(jiān)控系統(tǒng)是由中心控制室和廠內(nèi)2個PLC現(xiàn)場控制站構(gòu)成的一個有線數(shù)據(jù)控制局域網(wǎng)，而現(xiàn)場控制站又與設備配用的小型控制器組成控制子網(wǎng)。自來水公司與凈水廠相距約5km，該局域網(wǎng)與公司之間通過無線數(shù)傳構(gòu)成一個遙測控制系統(tǒng)。
　　工業(yè)自動化領域的另一個發(fā)展趨勢是管理控制系統(tǒng)的一體化。在市場經(jīng)濟與信息時代的飛速發(fā)展中，企業(yè)內(nèi)部之間以及與外部交換信息的需求不斷擴大，現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)對生產(chǎn)的管理要求不斷提高，這種要求已不局限于通常意義上的對生產(chǎn)現(xiàn)場狀態(tài)的監(jiān)視和控制，同時還要求把現(xiàn)場信息和管理信息結(jié)合起來。管理控制一體化就是建立全集成的、開放的、全廠綜合自動化的信息平臺，把企業(yè)的橫向通信(同一層不同節(jié)點的通信)和縱向通信(上、下層之間的通信)緊密聯(lián)系在一起，通過對經(jīng)營決策、管理、計劃、調(diào)度、過程優(yōu)化、故障診斷、現(xiàn)場控制等信息的綜合處理，形成一個意義更廣泛的綜合管理系統(tǒng)。
　　三水廠在這方面開了個好頭，在穩(wěn)定、高質(zhì)量生產(chǎn)水的基礎上不斷探索發(fā)展，我們相信，PLC、現(xiàn)場總線、無線通訊、管網(wǎng)遙測等新技術(shù)將給我公司帶來巨大效益，也能給大眾一個更加美好的生活。