浅析曹妃甸水厂自控网络系统的改进措施

36无线互联科技·市场纵横浅析曹妃甸水厂自控网络系统的改进措施█李超摘要：自动监控网络系统的整体性能，直接影响着自来水厂的生产与供应情况，好的自控网络系统有利于企业提高市场竞争力。通过对曹妃甸自来水厂自动监控网络系统现状的介绍和不足之处的探讨，来提出对其改进措施的几点建议。关键词：自来水厂；自控网络；改进措施曹妃甸供水工程是曹妃甸工业区的重要基础设施项目，也是工业区发展的“命脉工程”。供水工程于2003年9月开工建设，通过100余公里的双线管道，由陡河水库取水，引至曹妃甸工业区,工程总投资10.47亿元人民币。近期供水能力为8200万立方米/年,远期18000万立方米/年，可保障近期曹妃甸生产和生活用水需求。1水厂自控网络系统的运行现状曹妃甸自来水厂引入了自动控制主干网络进行业务的操作与管理，净水厂区的自控主干网采用的是千兆光纤双环冗余以太网，整个系统通过工业以太网光纤交换机把各个自来水控制子站集中关联到中央监控控系统，并通过中央监控系统进行管理与控制。目前厂区共设立十个子站，并利用主干双环网络与实现中央监控的计算机连接起来，共同服务于水厂，它们分别是：沉淀池子站、PAC投加子站、PAM投加子站、石灰投加子站、砂滤池子站、炭滤池子站、加氯加氨投加子站、臭氧投加子站、送水泵房子站、污泥处理子站。在设计之初，水厂就根据其内部生产设备、工艺流程控制、相关设备和站点位置所在、生产管理系统需要等各方面的整合特性，分析筛选出最适合的自动控制网络系统方案，选用了国内外同行业常用的集散型控制系统——基于可编程序控制器(PLC)。PLC能够使作业人员通过对现场终端的控制与命令下达，全面控制总站监控下的所有设备，并要求它们按照总站指令进行相应操作。这种自动控制网络系统，还能通过控制中心的授权，对站内的工艺控制参数进行及时修改和记录。水厂的自动监控网络系统在整体的网络布局上分为东西作者简介：李超，唐山市曹妃甸供水有限责任公司。两侧。用来进行净水操作的主要工艺设备都被安排在厂区的东侧，像砂、炭滤池、反冲泵房、臭氧接触池、臭氧车间、吸水井及送水泵房和加氯加氨间；沉淀池、加药间、取水配水井及厂区工艺管道及沉废水滤废水管道等工艺管道类都被铺设在厂区西侧。2水厂自控网络系统的不足之处经过多年的操作与实践，我们发现在工程实施的整体过程当中虽然双环网络能够很好地与各子站关联，但因水厂厂区内的电缆沟是经过整体设计并统一布置的，造成构建双环网络的两条光纤被“同沟、同边、同槽”敷设，并且整个厂区内部的电缆沟并没有形成畅通的环状。正常情况下，双环设计是为了使一个环可以作为另一个环的备份，当其中一环出现故障时，另一环仍然能够正常完成数据传输的功能。但是，由于水厂的双环路同沟同边同槽，导致其与单环无异，无法很好地解决通讯光纤被、物理损坏所带来的通讯中断等问题。这个问题已经在以往的项目实施过程当中出现过多次，厂区在紧急维修与保证通畅方面也付出了大量人力和物力。另外，目前水厂的各个控制设备采用的是来自不同供应商的产品，也就是说，整个系统中同时存在有几种不同品牌的PLC设备。为了实现厂区主干网络通讯总线协议的统一，就需要对各品牌设备进行不同转换接口的匹配，由于TCP/IP协议对各大品牌兼容性较好，因此目前该厂区选用的是此网络协议。虽然目前看来整体的系统兼容性不是什么大问题，但从长远的眼光看，设备及接口总会遭受磨损并进行更新换代的，在更换设备或接口时，常会出现因为相关零部件换代而造成的不匹配不兼容问题，这会为厂区的设备维护与更换带来很多麻烦，甚至造成短时间的工作中断。因此，实现设备的统一与全面兼容势在必行。37无线互联科技市场纵横·3水厂自控网络系统的改进措施基于以上对曹妃甸自来水厂自动监控网络系统的现实情况和不足之处的讨论，我们有针对性地就三个主要问题提出了改进的方案和对策，仅供参考。3.1双环路网络的应用改进水厂的网络拓扑，是由PLC中央监控系统连接到双环路网络上，而双环路连接着多个网络交换机并串联到子站各设备上。也就是说，中央监控系统发出指令，通过双环路和网络交换机的信息处理与分配，发送给指定的子站设备，而各子站设备的相关信息，也经由双环路反馈给中央监控系统。可见双环路网络是整个信息流通过程中的必经之路。串联在双环路上的子站一旦出现故障，极易引起整个环路的中断，进而造成自动控制系统的瘫痪。在尽可能小地对整个系统进行改造和修缮的前提下，我们建议放弃双环网络，采用星形拓扑网络结构。星型拓扑网络实际上是以某一个中心点为基准，向四面八方进行互联与拓展，从而使每一个二级站点都与一级有所关联，却又相对独立，一旦个别二级站点出现故障，不会影响到其它站点的操作与使用。采用星形拓扑网络结构，能够很有效地防止系统因部分损坏而全面停转，可以说是将设计思想定位在“集中控制，分散处理”。3.2设备兼容