建立及完善水厂生产自动化控制系统

《工业控制计算机》2011年第24卷第1期在新建水厂中，大多数是采用PLC和其它监控设备构成的控制系统，它的组成通常由一个监控中心（中心控制站）、多个现场控制站（子站）和仪表、各类执行器构成三级控制网络。现场仪表、执行器、以及受控设备的运行状态信号，通过硬线或总线通讯的方式传输到现场控制站，现场控制站也可对这些设备进行各种控制。中心控制站与各现场控制站通过控制网络连为一体。而在老水厂进行自控系统的改建中，因为考虑到生产工艺的不间断性，通常是分部进行、逐步完善的。这两种方式也是大多数水厂在建立自控系统中所要遇到的。笔者根据自己多年的工作经验，认为需要在以下几个方面重点考虑：1水厂自动化系统的建设因为笔者曾经参与并且负责过新建水厂自动化系统的建设，认为水厂自控系统的建设应遵循以下原则：完善的系统方案，详细的全过程设计，实施过程的监督控制，建设人员的全程参与。从目前国内大多数水厂的建设情况来看，除非是设计院总承包了项目，一般来说设计部门在做水厂设计时，在自控设计只会给个大概的框架，比如建几个PLC工作站，控制哪些设备，组网是用总线还是用以太网。这些只能说是一个初步的方案，如果仅仅以这个方案来建设的话，那是远远不够的。从目前来看，大多数新建水厂还是采用了由第三方的自控公司来承建自控系统的方法。它的好处就在于因为是专业的公司，所以在各个环节上考虑得都非常仔细，并且实施起来得心应手。但它不够完善的地方也是显而易见的，就是用户在招标过程中确定系统方案非常重要，这也对用户的水平提出了比较严格的要求，方案一定要反映项目的特色和实际要求，要将网络结构、设备选型、组态方案、备品备件等都要涵盖进去，方案越翔实越好。全过程的设计在建设当中是非常重要的，一般来说确定自控系统建设单位后，双方还必须进行进一步的技术交底，自控公司再拿出全过程的设计方案，内容必须涵盖详细的工程量清单，设备、原器件的规格型号，网络构成，组态需求，与外部设备的详细接线图等等，系统有详细的控制要求、技术性能指标、工程保证措施，施工过程中只需按图施工、按图管理、按图监理即可。业主对自动化系统工程实施过程的控制也是通过这个方案来体现的。业主全程参与自动化建设是相当重要的，我们的做法是从一开始建设水厂时，相关的技术管理人员就参与进来，在整个实施阶段，作为业主方的代表对工程全程监督、配合、协调，如果能力许可的话，安装工程也可以安排自己的技术人员实施，这样做的最大的优点就是业主能较好地掌握相关的知识，也为以后的水厂自动化运行打下良好的基础。我们有很多兄弟水司在初期建设时也建立了很好的自动化控制系统，可过了几年后技术维护管理产生了困难，使自控系统没有充分发挥作用，很大一个原因就是建设的全过程没有参与，相关人员的技术水平没跟上。而采用这种方式，掌握快、上手快，培养的技术人员可留在水厂以维护以后的自控系统。2水厂生产自动化控制系统的网络构成水厂采用的自控系统网络主要有各种工业现场总线和工业以太网；工业现场总线具有成本低，介质模块便宜，传输速率适中（一般在10M／s以内），适合数据处理量不大，大多用在工作子站，用得多的是PROFIBUS、MODBUS总线形式等，但使用这些总线有一个共有的缺点就是制定这些总线协议的厂家基于自身利益的考虑，互不开放，因此也影响了它的推广及应用。随着自控技术的发展，以太网络以它的开放、高速（100M／s以上），低成本得到广泛的应用，在大多数水厂都是以太网和现场总线混合起来使用，现在PLC厂家都推出了支持以太网的产品，以太网络也是当今乃至将来工业自动控制系统网络的主流，图1是一个水厂的典型拓扑图，主站是采用工业以太网的，滤池子站采用MODBUS＋总线与主站相连，如果将各主站间通讯介质模块换为总线模块也可构成普通的单环网总线。图1自动控制系统网络配置图3水厂生产自动化控制系统技术要点大多数水厂都是采用取水、加药、混凝沉淀、过滤、消毒、加压送水这样的典型给水工艺，水厂生产过程自动控制大同小异，而且这方面的文章介绍也很多，在这里着重介绍几个控制要点：建立及完善水厂生产自动化控制系统EstablishandImprovementAutomaticControlSystemofWaterworks熊樑（江西洪城水业股份有限公司青云水厂，江西南昌330001）摘要简述了水厂在建设以及改造自动化系统时的注意事项，着重在建设初期、网络布局、控制技术要点、自动化系统管理等方面，可供建设新水厂或改造老水厂时参考。关键词：PLC控制，网络，自动化系统AbstractThispaperdescribestheprecautionsofwaterplantautomationsystemsbuildingandupgrading,andfocusoncon-structionoftheinitial,