橋東水廠自動控制系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用
| 摘要：本文主要介紹了惠州市橋東水廠自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計思路、設(shè)備選型，應(yīng)用情況，對控制系統(tǒng)進行了相關(guān)的介紹，通過自動化系統(tǒng)的運用，實現(xiàn)了橋東水廠向現(xiàn)代化水廠的轉(zhuǎn)變。 關(guān)鍵詞：系統(tǒng)PLC自動控制 一、概述： 惠州市橋東水廠原屬老廠，日產(chǎn)量11萬噸/日，共分三期建成，第一期產(chǎn)量3萬噸/日，由廣東省建筑設(shè)計院于1982年設(shè)計，其凈水工藝為機械反應(yīng)+斜管沉淀+雙閥濾池，并于1984年投產(chǎn)；第二期產(chǎn)量4萬噸/日，由廣州市自來水公司于1987年設(shè)計，其凈水工藝為網(wǎng)格反應(yīng)+斜管沉淀+虹吸濾池，于1988年投產(chǎn)；第三期產(chǎn)量4萬噸/日，套用二期的圖紙，于1994年投產(chǎn)。后因水質(zhì)性缺水，整個橋東水廠于1999年9月停產(chǎn)。 隨著惠州市經(jīng)濟的快速發(fā)展，總量為38萬噸/日（河南岸水廠18萬噸/日和江北水廠20萬噸/日）的供水已不能滿足需求，故我公司于2003年底決定對橋東水廠進行挖潛改造。由于時間緊、資金少、地方有限，加上原凈水構(gòu)筑物擱置時間久，使改造工程增加了不少難度。改造工程總體原則為，在基本保持 原工藝構(gòu)筑物基礎(chǔ)上，對整個工藝流程進行現(xiàn)代化、自動化全面改造。整個凈水工藝為網(wǎng)格反應(yīng)+斜管沉 淀+小阻力快濾池，于2004年3月開工,2005年2月4日正式投產(chǎn)，改造后供水能力為12萬噸/日。 橋東水廠自動控制系統(tǒng)設(shè)計是在原有兩個水廠經(jīng)驗積累上設(shè)計出來的，起點高，具有更強的實用性、控制性、通用性、開放性、可擴展性。整個工程的設(shè)計、施工、安裝、調(diào)試全部由公司技術(shù)人員自己完成，現(xiàn)已成功運行三個多月。本工程全部凈水工藝過程由計算機自動控制（備有手動操作），控制系統(tǒng)設(shè)計采用集中管理、分散控制，由三級組成：第一級，就地控制（即現(xiàn)場控制盤）；第二級，現(xiàn)場控制PLC站；第三級，中央控制室。在實際應(yīng)用中，自控系統(tǒng)保持了安全、可靠的運行，體現(xiàn)了自控系統(tǒng)便于管理，優(yōu)質(zhì)供水、節(jié)能降耗、提高設(shè)備的使用壽命等特點，為管理人員提供了可靠的的數(shù)據(jù)依據(jù)，提高了勞動生產(chǎn)力，大大降低了勞動強度，同時也提高了社會效益和經(jīng)濟效益。 二、自動化設(shè)備的選型及依據(jù) 只有把自動化技術(shù)與生產(chǎn)工藝合理結(jié)合，改造工程才能達到節(jié)約投資的目的。隨著技術(shù)的進步，新設(shè)備更新很快，我們沒有必要追求*********、最好的設(shè)備??性價比好的設(shè)備，滿足功能需求即可。通過實用性及經(jīng)濟性分析，在自動控制方面決定著重保證凈水系統(tǒng)自動化，這涉及到設(shè)備選型問題。設(shè)備選型工作是一個非常重要的環(huán)節(jié)。實際上，老水廠的改造往往比新建水廠更為復(fù)雜。它受到原有系統(tǒng)和資金等方面的限制，不但要關(guān)系到水廠未來的自動化方向，同時更要滿足現(xiàn)在的控制要求。避免那種設(shè)備沒用多少年就無法購買到備件的現(xiàn)象。我們深切的體會到進口產(chǎn)品配件更新?lián)Q代快，供貨周期長，價格昂貴的特點。同時在設(shè)備選型上應(yīng)盡量選熟悉的品牌，并且開放性要好，為以后的升級打下好的基礎(chǔ)。在橋東水廠自動化設(shè)備選型時，重要設(shè)備、儀表，如投藥泵、加氯機、部分在線儀表、PLC、變頻器等采用進口產(chǎn)品，其它設(shè)備，如在濾池工藝自控設(shè)備選型中，我們大膽選用國產(chǎn)閥門及機組，在控制上對這些設(shè)備針對性的做些處理。 其它各種電氣設(shè)備（繼電器，各種開關(guān)等），通訊、控制電纜，各種水位、壓力儀表，計算機等等也都有選用國內(nèi)產(chǎn)品。實踐證明，即能滿足生產(chǎn)的要求，同時大大降低了生產(chǎn)成本。 三、自控系統(tǒng)概況 橋東水廠凈水系統(tǒng)采用微機自動化控制系統(tǒng)（兼有手動操作控制），控制方式體現(xiàn)了國內(nèi)目前自動化水平和特點。水廠采用PLC+PC的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一個由PLC和計算機組成的實時多任務(wù)集散型（集中管理、分散控制）網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理能力強，能對生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)控，系統(tǒng)穩(wěn)定性能好。能實現(xiàn)中心控制站和現(xiàn)場手動操作的分級控制，其模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計，具有擴展靈活，結(jié)構(gòu)開放，組網(wǎng)能力強的特點。 硬件設(shè)備方面，該系統(tǒng)包括三菱公司Q系列可編程控制器、變頻器、臺灣大眾工控機。SCADA軟件選用Intellution公司IFIX3.5組態(tài)軟件。 該系統(tǒng)包括四個部分，投加自動化、沉淀池排泥自動化、濾池自動化、數(shù)據(jù)采集自動化。整個水廠按生產(chǎn)工藝，共設(shè)置了8個PLC工作站，所有PLC之間通過同軸電纜以MELSECNET/H網(wǎng)互聯(lián)通訊，傳輸速度達25Mbps，通訊網(wǎng)為令牌總線網(wǎng)。它提供一種浮動主站功能，當一個主PLC站停止運行，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)仍能讓所有掛網(wǎng)的PLC繼續(xù)正常運行。 工控主機與PLC之間采用RS232接口進行通信。其中一部主機還負責(zé)向總公司中心調(diào)度室進行數(shù)據(jù)傳輸工作，通訊線路目前是采用電信局的幀中繼業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)庫采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫SQLSERVER，利用ODBC進行數(shù)據(jù)通信。 系統(tǒng)從功能上可分為兩部分，實時自動控制部分及監(jiān)控管理部分，前者由7個站構(gòu)成（一期濾池站、二期濾池站、三期濾池站、一期排泥車站、二三期排泥車站、一期投加站、二三期投加站），后者由通訊主站組成。 3．1通訊主站 主站是全廠生產(chǎn)指揮的調(diào)度中心，動態(tài)反映各工藝環(huán)節(jié)的工作狀況和主要技術(shù)參數(shù)，是用于監(jiān)控所有濾池站、投加站、排泥車站。主站配有2個通訊模塊，串口通訊，用于人機對話。在其上位機上可隨時調(diào)出各生產(chǎn)區(qū)段的組態(tài)運行模擬圖及相關(guān)技術(shù)參數(shù)，實時記錄打印有關(guān)運行曲線及報表，并向各區(qū)段發(fā)送指揮生產(chǎn)的各項指令。 主站與上位機通信選用兩臺工業(yè)計算機，雙機熱備，確保一定的冗余?？蓪缶盘栠M行報警顯示。當其它PLC站產(chǎn)生故障報警信號，主站報警鈴響，并且相應(yīng)的光字牌會亮。 在設(shè)計時還要充分考慮控制線路的干擾問題，通訊電纜、控制電纜包括儀表信號走線應(yīng)該避開強電設(shè)備，以避免產(chǎn)生干擾。 3．2一期p;濾池站的工藝是最復(fù)雜的，與其有關(guān)的控制系統(tǒng)也非常繁瑣。該站主要完成濾水及反沖兩項控制任務(wù)，一般將濾池工作狀態(tài)分為3種：停池、濾水、反沖。主要采集濾池水位、處理反沖排隊、******工作周期設(shè)置等工作。 對于每一個濾池的自動控制，主要是通過控制其裝設(shè)的4個閥門（進水閥、濾水閥、反沖閥、排污閥）的開關(guān)來實現(xiàn)。從工藝及經(jīng)濟考慮這四種閥門均選用電控閥門，每個濾池設(shè)有遠傳壓力式水位計，壓力值遠傳至PLC進行自動化監(jiān)控處理。 |
