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，經過近10多年的努力，以PLC為基礎的集散型控制系統已成為當今水工業自動化系統的主流，并具備了一定的技術和物質基礎。
　　由于信息技術的飛速發展，網絡化、信息化概念向自動化領域的滲透，使得自動化系統的體系結構面臨一場深刻的變革，這種變革也必將對水工業自動化產生重大影響。
　　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過程中的質量指標進行監控，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方式構成集散型自動控制系統，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

　　（1）中控室采用10/100兆工業以太網絡作為主網絡。
　　（2） 采用同軸電纜為網絡通訊媒體。
　　（3）采用圖像、數字技術和視頻服務器將工業電視監視系統和自控系統分開便于管理。
　　（4）網絡中所有的PLC控制器、PC機、視頻服務器、HUB和遠程網橋均遵循TCP/IP協議。
　　（5）通過網絡中的Modem，自控網絡可實現遠程診斷和維護。

二、網絡拓撲圖

　　三水廠自控網絡拓撲圖見下圖。

　

三 各部分介紹

　　（1）現場PLC+中控室的計算機組成網絡控制系統。PLC采用SIEMENS公司產品，系統按加藥、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)掛在網絡上構成通訊鏈網。
　　（2）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，構成V型濾池自控系統。 根據濾池水位的變化，通過PID閉環控制，調節濾池出水閥開度，從而達到濾池在恒水位狀態下進行過濾，保證過濾質量； 根據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控制并構成低層網絡由濾池工作站主機管理，主機作為低層網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，現場用一個按鈕并且聯在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考慮了常規手動控制，因為這些設備每天運行時間不太有規律，冬天源水水質較好，容易自動控制，而夏天反之。控制過程中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。
　　（3）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系，即就近控制、跨站聯鎖。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控制器，且其控制自成體系，出現問題不影響其他如濾池、清水出廠等流程。
　　（4）濾后水加氯較為復雜，為了達到自動控制的目的，要求氯氣經充分混合后立即檢查余氯值作為復合環控制的反饋信號。水質較好的時期采用自動控制，中控室值班人員也可通過網絡進行手動操作，則該方式可以作為自動控制的一種后備或補充，使系統更加可靠、實用。利用PLC的功能指令，能方便地實現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行這些操作。
　　（5）現場的實況攝像機聯接到視頻服務器，后者將圖像數字化處理后，鏈入10/100兆以太網絡中實時傳輸并采用多媒體技術，由視頻PC機和操作臺完成監控。
　　（6）本控制系統設有一個中央控制室，內有一面模擬屏及兩臺計算機（另外一臺專職為報表服務器），用于集中監視、控制、操作、管理水廠的生產過程，即控制系統所控制的加藥、加氯、濾站等生產過程。
　　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控。將整個生產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，顯示工藝流程的動態參數，顯示相關參數的趨勢，歷史數據及歷史記錄。
　　· 打印過程回路控制的參數給定值、報警記錄和班報表等。
　　· 操作設有優先級管理，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。
　　· 實現編程、組態和修改等，操作員站裝有功能強大的上位軟件，以便能方便地、直觀地組態和編程。

四 總結

　　第三水廠供水工程規模為5×104t/d，由西河取水，屬地表水，含有較多的藻類物質，夏天水質較差，為此我廠采用目前較為先進且相對復雜的V型濾池。水廠的監控系統是由中心控制室和廠內2個PLC現場控制站構成的一個有線數據控制局域網，而現場控制站又與設備配用的小型控制器組成控制子網。自來水公司與凈水廠相距約5km，該局域網與公司之間通過無線數傳構成一個遙測控制系統。
　　工業自動化領域的另一個發展趨勢是管理控制系統的一體化。在市場經濟與信息時代的飛速發展中，企業內部之間以及與外部交換信息的需求不斷擴大，現代工業企業對生產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現場狀態的監視和控制，同時還要求把現場信息和管理信息結合起來。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，把企業的橫向通信(同一層不同節點的通信)和縱向通信(上、下層之間的通信)緊密聯系在一起，通過對經營決策、管理、計劃、調度、過程優化、故障診斷、現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。
　　三水廠在這方面開了個好頭，在穩定、高質量生產水的基礎上不斷探索發展，我們相信，PLC、現場總線、無線通訊、管網遙測等新技術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。