基于Logix平台的祥符水厂自控系统介绍

给水排水Ｖｏｌ．４２Ｎｏ．１２２０１６１２３计算机技术基于Ｌｏｇｉｘ平台的祥符水厂自控系统介绍傅晓冬（杭州市水务控股集团有限公司，杭州３１０００９）摘要杭州市祥符水厂于２０１５年启动深度处理改造，一阶段深度处理系统于２０１６年６月底投运。主要介绍基于ＡＢＬｏｇｉｘ平台的祥符水厂自控系统的架构及其配置，对ＣｏｎｔｒｏｌＬｏｇｉｘ热备冗余系统的应用进行分析，并对远期自控系统组态软件服务器的虚拟化可行性进行探讨。关键词Ｌｏｇｉｘ平台ＰＬＣ冗余组态软件虚拟化工业ＩＤＣ１项目背景杭州市祥符水厂始建于１９５７年１１月，经历次改扩建形成２５万ｍ３／ｄ的供水能力，水厂水源取自东苕溪，主要承担杭州城北地区的供水任务。该厂深度处理改造采用的制水工艺为预臭氧—混凝沉淀—砂滤池—中间提升—后臭氧—活性炭滤池—加氯。改造分两阶段进行，一阶段新建２５万ｍ３／ｄ的深度处理系统和加药间、臭氧车间等构筑物，同时确保现有１４．５万ｍ３／ｄ常规处理系统不间断供水；二阶段拆除１４．５万ｍ３／ｄ常规处理系统，新建清水池、出水泵房等构筑物。２自控系统架构及配置祥符水厂自控系统由三层网络及相应设备构成，第一层为信息层，包括中控室组态软件冗余服务器、数据库服务器、操作员站和中控室三层交换机等组成的星形网络，采用ＴＣＰ／ＩＰ协议；第二层为控制层，包括各现场ＰＬＣ站、现场工业以太网交换机、光纤环网核心交换机和组态软件冗余服务器组成的光纤环网，采用ＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ协议；第三层为设备层，包括各现场ＰＬＣ站下属ＰＬＣ子站、远程ＩＯ站、专用工艺成套设备自带的ＰＬＣ、电力网络仪表等组成的总线型网络，采用ＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ、ＣｏｎｔｒｏｌＮｅｔ和Ｍｏｄｂｕｓ协议。一阶段工程将新建加药间ＰＬＣ１、臭氧车间ＰＬＣ２、综合滤池ＰＬＣ３、沉淀池ＰＬＣ６ａ和ＰＬＣ６ｂ、回用水池ＰＬＣ７、高锰酸钾车间ＰＬＣ８共７个中型ＰＬＣ站，与自控升级后的排泥水车间ＰＬＣ５一起组成厂区光纤环网。组成光纤环网的各ＰＬＣ站都选用了ＡＢＬｏｇｉｘ平台控制器，便于在统一的Ｌｏｇｉｘ５０００编程环境中实现控制器之间的通讯。除排泥水车间ＰＬＣ５采用ＡＢＣｏｍｐａｃｔＬｏｇｉｘ１７６９－Ｌ３３ＥＲ系列控制器外，其余中型ＰＬＣ站均采用ＡＢＣｏｎｔｒｏｌＬｏｇｉｘ１７５６－Ｌ７系列控制器。考虑到加药间和综合滤池的关键设备较多，为保证高可用性，这２个ＰＬＣ站还配置了ＡＢＣｏｎｔｒｏｌＬｏｇｉｘ冗余系统。由于现有１４．５万ｍ３／ｄ常规处理系统出水泵房无自控系统，为在一阶段实现出厂水补加氯和加碱自动控制，在现有出水泵房增设临时小型ＰＬＣ站ＰＬＣ４．１，采集出水泵房的开停泵、出水流量、余氯、浊度、ｐＨ和清水池水位等信号，就近接入排泥水车间ＰＬＣ５柜内的工业以太网交换机实现通讯。在二阶段新建出水泵房后将新增ＰＬＣ４，取代ＰＬＣ４．１直接接入光纤环网。一阶段临时中控室设在加药间，组态软件选用ＧＥｉＦＩＸＶ５．８，１套无限点开发版（含冗余组件）和１套无限点运行版（含冗余组件）部署在２台同等配置的服务器上，实现组态软件冗余；另１台同等配置的数据库服务器安装ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ２００８实现历史数据记录。厂外的２个原水输送泵站－奉口泵站和宦塘泵站现场均配置中型ＰＬＣ站、组态软件服务器及操作员站，除实现本地操作员站控制功能外，水厂中控室操作员站还可通过租用ＶＰＮ网络访问奉口泵站和宦塘泵站的组态软件服务器，实现原水输送泵站的远程控制。祥符水厂自控系统结构见图１。DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.2016.0539１２４给水排水Ｖｏｌ．４２Ｎｏ．１２２０１６图１祥符水厂自控系统结构３ＣｏｎｔｒｏｌＬｏｇｉｘ冗余系统的应用加药间ＰＬＣ１集中了全厂的加矾、加氯和加碱控制，综合滤池ＰＬＣ３集中了１０格砂滤池和８格活性炭池的冲洗控制以及中间提升泵控制，这２个ＰＬＣ站一旦出现故障将对整个深度处理系统的运行带来重大影响，因此在ＰＬＣ１和ＰＬＣ３配置了ＡＢＣｏｎｔｒｏｌＬｏｇｉｘ冗余系统以提高硬件可靠性，确保在一般硬件故障情况下不影响控制功能的实现。ＰＬＣ１和ＰＬＣ３均由一对完全相同的主机架和从机架组成，分别安装有主控制器和从控制器（均为ＡＢＣｏｎｔｒｏｌＬｏｇｉｘ１７５６－Ｌ７系列）。冗余系统无需额外编程，全部功能由主、从机架上的１７５６－ＲＭ２模块通过１７５７－ＳＲＣ电缆直连实现。正常工作状态下，主、从机架上的１７５６－ＲＭ２模块保持通讯，从控制器会通过１７５６－ＲＭ模块间的同步和交叉加载获得与主控制器相同的工程和最新标签数据；一旦主机架的电源、ＣＰＵ发生故障或是主机架连接的ＣｏｎｔｒｏｌＮｅｔ或ＥｔｈｅｒＮｅｔ网络出现故障，系统控制权会在１００ｍｓ内从主控制器切换到从控制器，可保证高优先级的任务控制输出实现无扰切换。以综合滤池ＰＬＣ