淺談給水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)

摘 要：以太網(wǎng)技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，并已成功應(yīng)用到了給水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)中。本文給出水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)型式，并對(duì)給水廠控制系統(tǒng)各主要部分進(jìn)行討論，為實(shí)現(xiàn)給水廠更高水平自動(dòng)控制提供參考。

關(guān)鍵詞：給水廠；自控系統(tǒng)；以太網(wǎng)；中控室

Abstract：Ethernet is used widely，it can be used on autocontrol system of water supply plant.The paper provides a network structure of water supply plant，and discusses the main part of water supply plant for reference of higher level antocontrol.

Keywords：water supply plant；autocontrol system；Ethernet；central control room

人們的生活工作一時(shí)一刻也離不開水。給水廠作為重要的基礎(chǔ)設(shè)施，其安全穩(wěn)定的運(yùn)行對(duì)整個(gè)社會(huì)具有重要意義。提高給水廠自動(dòng)控制水平具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。給水廠按水源的不同，可以分為地下水廠和地表水廠。地下水源一般水質(zhì)較好，取水后適當(dāng)消毒后便可以送往用戶使用。地表水源由于水質(zhì)較差，一般需要經(jīng)過較復(fù)雜的處理，才能供給用戶使用。無論什么水廠其控制系統(tǒng)是相似的。

1 工業(yè)以太網(wǎng)

工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)業(yè)已廣泛應(yīng)用于給水廠。它的優(yōu)點(diǎn)是：1）全開放、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)，不同廠商設(shè)備互聯(lián)容易。2）與企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)無縫連接，形成管控一體化的開放網(wǎng)絡(luò)。3）軟硬件成本低廉。4）通訊速率快，千兆網(wǎng)絡(luò)逐漸成熟，更快的網(wǎng)絡(luò)也在研發(fā)。5）可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Υ蟆８鱾€(gè)廠商都在不斷的研發(fā)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。工業(yè)以太網(wǎng)在工業(yè)過程控制領(lǐng)域的應(yīng)用必將越來越廣泛。

2 給水廠控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

圖1為某給水廠的自控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。該控制系統(tǒng)由位于中控室的工控機(jī)與各車間的PLC控制子站組成。各控制子站可獨(dú)立對(duì)所在區(qū)域設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，并將監(jiān)控信息傳送至中控室內(nèi)工控機(jī)。

3 給水廠中控室部分

中控室是給水廠自控系統(tǒng)的重要組成部分，內(nèi)設(shè)有對(duì)整個(gè)自控系統(tǒng)監(jiān)視和管理的工控機(jī)。中控室一般設(shè)有工程師站和操作員站兩臺(tái)工控機(jī)，兩臺(tái)工控機(jī)互為熱備用。中控室內(nèi)工控機(jī)通過光纖以太網(wǎng)與各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)PLC控制站通訊。

中控室設(shè)有激光打印機(jī)以便打印統(tǒng)計(jì)報(bào)表。設(shè)有網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜，網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜內(nèi)有自控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。中控室還設(shè)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其硬件包括硬盤錄像機(jī)、視頻監(jiān)控服務(wù)器、監(jiān)視器等設(shè)備。攝像機(jī)控制信號(hào)傳輸至中控室的視頻監(jiān)控管理服務(wù)器上。視頻監(jiān)控服務(wù)器可選擇某一路圖像定點(diǎn)監(jiān)視，也可選擇多路圖像循環(huán)或同時(shí)監(jiān)視。

中控室一般設(shè)圖像及信息顯示用大屏幕。顯示大屏幕一般為3種型式，分別為投影儀、LCD拼接屏幕及DLP背投拼接屏幕。其中投影儀最為廉價(jià)，顯示效果也最差。DLP背投拼接屏幕顯示效果最好，但價(jià)格太高，限制了它的應(yīng)用。LCD拼接屏幕價(jià)格適中，且顯示效果也不錯(cuò)，因此應(yīng)用較為廣泛。

4 濾池自控系統(tǒng)

濾池車間是地表水廠進(jìn)行深度處理的車間。濾池車間的自控系統(tǒng)較為復(fù)雜。一般濾池車間由數(shù)個(gè)格池組成，圖2為由3個(gè)格池組成的濾池的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖。

在每個(gè)格池設(shè)一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制子站LPLC，該控制子站負(fù)責(zé)監(jiān)控相應(yīng)格池的各個(gè)進(jìn)出水及反沖洗氣動(dòng)閥門，并采集各格池液位和出水濁度信號(hào)。各現(xiàn)場(chǎng)控制子站通過Profibus DP現(xiàn)場(chǎng)總線與濾池車間控制主站MPLC通訊。濾池車間控制主站MPLC控制濾池車間的正常運(yùn)行以及根據(jù)時(shí)間間隔或各格池的液位對(duì)各格池進(jìn)行反沖洗。控制主站MPLC對(duì)反沖洗水泵及風(fēng)機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，控制反沖洗泵變頻運(yùn)行。

5 水源地自控

水源地自控是地下水源給水廠自控系統(tǒng)的重要部分。水源地一般距離給水廠較遠(yuǎn)，宜就地設(shè)深井泵房。水源地控制系統(tǒng)設(shè)在深井泵房?jī)?nèi)。水源井設(shè)液位計(jì)、流量計(jì)及壓力變送器。深井泵房?jī)?nèi)設(shè)PLC控制柜，采集液位、流量及壓力信號(hào)，并將信號(hào)遠(yuǎn)傳至給水廠中控室。中控室可根據(jù)液位信號(hào)遠(yuǎn)程啟停深井泵。

水源地PLC控制柜與給水廠中控室通訊可以通過光纖或無線GPRS兩種方式。通過光纖通訊的方式，通訊信號(hào)穩(wěn)定可靠，但需要敷設(shè)光纜，投資大。采用無線GPRS方式，通訊信號(hào)不如光纖可靠，但投資要小的多。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇通訊采用光纖還是無線GPRS。

6 結(jié)論

隨著以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，以太網(wǎng)技術(shù)必將深入應(yīng)用于給水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)中。可靠性是給水廠自控系統(tǒng)首先要考慮的要素。在滿足可靠性前提下，系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性也應(yīng)適當(dāng)考慮。先進(jìn)的控制技術(shù)應(yīng)用于給水廠自控系統(tǒng)，將降低整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行成本，提高水廠自動(dòng)化水平，促進(jìn)給水廠管理的現(xiàn)代化。

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作者簡(jiǎn)介：賈立忠（1977-），河北鹿泉人，碩士，電氣工程師，主要從事電氣設(shè)計(jì)工作。