《硅谷》杂志：自控系统在烟集净水厂中的应用 |
| 2013-01-18 13:50 作者：霍伟亮 金 岩 来源：硅谷网-《硅谷》杂志 HV： 编辑： 【搜索试试】
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据《硅谷》杂志2012年第21期刊文称，自控系统的投运实现净水厂投药系统制药、导药的一键式远程操作，也提高根据流量投放药液的精度；自控系统的投运同时解决净水间V型滤池一键式自动反冲洗，冲洗后自动投入运行及自动保持滤池的液位恒定的特点。PLC和上位组态软件在现代净水厂控制系统中的运用，改变净水厂控制的老式运行模式，对现代净水厂提高生产效率、节约成本、节省人力有着重要的意义。
关键词：自控系统；PLC；组态；恒定；精度
1下位机PLC（可编程逻辑控制器）部分
本控制系统的组成：
目前在我国控制系统采用的PLC包括国外的西门子、施耐德、AB、GE、贝加莱等等，国内的包括和利时、浙大中控等。在我公司新调试成功投运的净水厂采用的是倍加莱PLC，整个系统包括加药系统，净水间系统和污泥浓缩系统。每个系统之间通过光缆和交换机组建成一个环形网络。每个独立系统包括CPU：采用X20CP1486，内存容量：8M，电源模块：X20PS940，AI模块：X20AI4622，AO模块：X20AO4622，DI模块：X20DI9371，DO模块：X20DO9321，扩展模块：X20BC0083，485通讯模块：X20CS1030等。其中485模块主要是和现场的仪表、变频器、电机综合保护器通讯的功能，读取数据，节省电缆，减少施工量，节约成本的目的。
净水间控制系统采用了主站和分站的控制结构，采用了PLC的扩展形式，采用Powerlink总线和HUB对主站的扩展，扩展远程站包括配电室主站，1～5号滤池5个远程站，排泥池2个远程站，并且每个远程站就地放置和主站采用Powerlink电缆通讯，采用此结构可以减少控制电缆的铺设，节约项目资金，给调试带来方便。下图是PLC和上位机组建的净水厂的整个控制网络的示意图：
1.2PLC的特点
1）可靠性高，抗干扰能力强；
2）编程、操作简易方便、程序修改灵活；
3）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强；
4）易于系统的设计、安装、调试和维修；
5）体积小、重量轻、功耗低、响应快。
2上位组态部分
组态软件，又称组态监控软件系统软件。它是指一些数据采集与过程控制的专用软件。它们处在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件的应用领域很广，可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。
目前在控制系统里使用的组态软件包括国外的Intouch，IFIX，WINCC等，国内包括组态王，力控，世纪星，MCGS等。在该项目里使用的是Intouch组态软件，进行上位机的画面制作和贝加莱PLC的通讯，系统的驱动采用PVI驱动。
InTouch特性和优点：1）图形用户界面；2）访问级口令安全性；3）强大的QuickScript；4）具有强大的网络功能；5）无可匹敌的连接功能；6）InTouch提供了比其它HMI产品更多的数以百计的I/O服务器，支持用户连接任何工业自动化控制设备；7）对WINDOWSXP的支持。
3采用自控系统的优点：
新水厂自动控制系统的投入运行节省了人力，提高了加药的精度，为净水间的反冲洗实现自动控制提供了保障，对V型滤池的水面液位自动保持恒定提供了必要的条件，下面就自控系统给我公司新建净水厂带来的好处和优点进行简单的阐述。
3.1加药系统
自动控制系统的投入使用，使导药，配药，加药实现了自动化，当成品药池出现液位低信号时，远方的工作站就会出现报警窗口，同时发出报警信息，提示操作人员需要导药了，运行人员在控制室远程操作组态界面，完成整个导药过程，导药完成后自动进行配药，保证配药池有足够的药液导入成品池进行加药。加药池上的搅拌机是每8个小时自动搅拌5分钟，定时搅拌保证药液的均匀不凝结，投药量根据稳压出水管流量自动加药实现PID闭环自动控制。加药系统的自动控制系统的投运基本实现了无人值守的自动控制，只需要生产运行人员定时巡检，给净水厂的加药间解放了人力，为提高投药精度提供保障。
3.2净水间系统
反冲洗的工艺流程是净水间非常重要的流程之一，它直接影响了水厂生产水的多个参数指标，反冲洗工艺在净水间也是比较复杂的操作，需要熟练的工人和有经验的操作工，但自控系统的投入使用解决了这一问题。滤池反冲洗工艺流程包括：关进水调节阀---水位下降到设定位置---关出水调节阀、开排水和汽冲阀---启动鼓风机---汽洗时间到---启动反冲泵、反冲阀---混合洗时间到---停止鼓风机和汽冲阀---再启动1台反冲泵----水洗时间到---进水调节阀开、水冲阀关、排气开、反冲泵停---滤料稳定---开出水调节阀，在这个过程中包括多个气动阀，水泵，风机的配合操作。自控系统的投入运行使整个反冲洗过程变成了控制室远方一键式操作，通过监控录像看到远方滤池的实际状态，给操作人员带来了简单，方便，快捷的操作步骤，自动反冲洗的实现使净水间的反冲洗不再是一个复杂难操作的工艺。V型滤池液位的调节是通过出水调节门根据液位自动调节，避免V型滤池液面的高度不至于液位太低放空，液位太高溢流的事情发生。在自动系统的整个调试过程中本人多次和厂家调试人员就设计不合理的地方进行了修改，最终实现了延吉市烟集净水厂自动控制系统的的正常投入使用。
工业自动化控制系统的PLC和组态，在当今的自动控制领域有着不可替代的作用，是目前控制系统里一个很有生命力的分支，它在电力行业，化工行业，石油，水处理行业有着广泛的使用前景。自动控制系统的投入运行使我公司新建净水厂生产工艺流程变得操作简单，它也再节省人力，节约用水，节省成本，提高水质等方面的贡献表现卓越，为提供优质的城市供水服务提供了有力的保障。 |
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