基于PLC和組態(tài)軟件的自來水廠監(jiān)控系統(tǒng)的成功運(yùn)用
| 南海市第二水廠設(shè)計(jì)總規(guī)模為日供水100萬m3, 擔(dān)負(fù)北江以北大部分鎮(zhèn)區(qū)生產(chǎn)和生活用水的供應(yīng)，首期工程為日供水25萬m3，于1997年4月建成投產(chǎn)及苍，二期25萬m3/d工程即將建成，自控項(xiàng)目主要對(duì)一期自控工程進(jìn)行改造和二期自控工程建設(shè)蓉厕，并為后續(xù)擴(kuò)建預(yù)留接口勾疏。 生產(chǎn)工藝 凈水廠的生產(chǎn)過程如圖1所示，主要分為以下幾個(gè)工藝過程： 圖1: 凈水廠生產(chǎn)流程 ■取水 通過多臺(tái)大型離心泵將江河地表水抽入凈水廠杉漓。 ■投藥 按一定的工藝要求投入混凝劑及氯氣蛉渡，達(dá)到混凝和消毒。 ■ 絮凝 地表水投入混凝劑后的反應(yīng)沐喘，并排出反應(yīng)后沉淀的污泥旧毯。 ■ 平流沉淀 與混凝劑反應(yīng)后的水低速流過平流沉淀池，以便懸浮顆粒沉淀，并排出沉淀的污泥战钾。 ■ 過濾 沉淀水通過顆粒介質(zhì)（石英砂）以去除其中懸浮雜質(zhì)使水澄清踪钞，并定時(shí)反沖洗石英砂。 ■ 送水 通過多臺(tái)大型離心泵將自來水以一定的壓力和流量送入城市管網(wǎng)辖嫁。 控制方案 由于自來水生產(chǎn)工藝主要具有以下特點(diǎn)： ■ 各生產(chǎn)工藝段相對(duì)獨(dú)立泼司，單體設(shè)備多； ■ 采集的數(shù)據(jù)量大且種類多暖眼，但上下游相關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)參數(shù)少惕耕； ■自來水生產(chǎn)具有連續(xù)性、不可替代性和不間斷性罢荡； ■各工藝段距離遠(yuǎn)赡突，設(shè)備分散，組網(wǎng)相對(duì)復(fù)雜区赵。 根據(jù)以上特點(diǎn)惭缰，本系統(tǒng)選用OMRON的中小型PLC對(duì)各工藝段或設(shè)備分散控制，通過OMRON Protocol和Controller Link組成網(wǎng)絡(luò)笼才，各工藝段控制室和中控室設(shè)置上位機(jī)漱受，構(gòu)建人機(jī)界面進(jìn)行生產(chǎn)管理和對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)處理。全廠控制網(wǎng)絡(luò)如圖2所示骡送。 圖2：全廠控制網(wǎng)絡(luò)圖 監(jiān)控系統(tǒng)的硬件配置為：上位機(jī)選用高可靠性的微型計(jì)算機(jī)昂羡，擴(kuò)展了Controller Link 支持卡3G8F7 CLK211-E, 配置有8套中型PLC OMRON C200HG，1套OMRON CS1H摔踱，8套小型PLC OMRON CQM1虐先，8套CPM2A ，全部中型PLC和上位機(jī)通過Controller Link線纜通信單元CLK21和操作站上擴(kuò)展的通信單元3G8F7-CLK21-E組成Omron Controller Link網(wǎng)絡(luò)士怒，小型PLC通過OMRON Protocol與相關(guān)功能間的中型PLC相聯(lián)徘涤。OMRON公司的Controller Link網(wǎng)絡(luò)是OMRON主要的FA（工廠自動(dòng)化）級(jí)別的網(wǎng)絡(luò)，是一種使用令牌總線通信的網(wǎng)絡(luò)眷赂，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可作為主站進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收想受。 通過設(shè)置數(shù)據(jù)鏈接，節(jié)點(diǎn)間可以自動(dòng)交換預(yù)置區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)屑墓。該網(wǎng)絡(luò)中控制通信的節(jié)點(diǎn)稱為發(fā)牌單元谱累，它控制令牌，檢查網(wǎng)絡(luò)和執(zhí)行相關(guān)的任務(wù)奏炸。這種總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有最大的靈活性谒电，易于擴(kuò)充和維護(hù)，滿足了系統(tǒng)可擴(kuò)展性要求芹菱。由于采用了分布式控制技術(shù)恨递，可確保Controller Link網(wǎng)絡(luò)不會(huì)因某個(gè)站點(diǎn)故障而崩潰增捻，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本系統(tǒng)中采用屏蔽雙絞線作為Controller Link網(wǎng)絡(luò)的通信介質(zhì)溺瘩，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)由網(wǎng)橋分成兩段，主要是為了滿足其對(duì)通訊距離的要求昌腰，同時(shí)可適應(yīng)以后擴(kuò)展的需要开伏。由于各節(jié)點(diǎn)距離較大，傳輸速率設(shè)為500kbps遭商，可滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求固灵。本控制方案全部選用中小型PLC，對(duì)主要的生產(chǎn)設(shè)備分散控制劫流，同時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)將它們緊密聯(lián)結(jié)巫玻，實(shí)現(xiàn)集中管理，降低了故障風(fēng)險(xiǎn)祠汇，提高了可靠性仍秤，是一種經(jīng)濟(jì)可行的方案。 在取水及送水工藝段上可很，主要設(shè)備都為多臺(tái)大型離心水泵和10kV高壓直流電機(jī)诗力，因此每一高壓配電柜選用一臺(tái)Sepam2000 （施耐德生產(chǎn)，專用于配電柜控制的小型PLC） 進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制我抠，通過RS485接口連成網(wǎng)絡(luò)苇本，由控制室的OMRON C200HG中型 PLC利用OMRON Protocol協(xié)議與它們通訊，對(duì)其讀寫數(shù)據(jù)和進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度钾独，這樣可以節(jié)省大量的數(shù)據(jù)采集電纜号嵌，而且當(dāng)某臺(tái)PLC發(fā)生故障時(shí)可以方便斷開而不影響其他設(shè)備的正常生產(chǎn)。對(duì)于沉淀池排泥車的控制访跛，由于排泥車在長達(dá)近百米的沉淀池上前后移動(dòng)捣雪，因此其控制所用小型PLC利用電臺(tái)與控制室間的C200HG通過RS232接口進(jìn)行1：N通訊，電臺(tái)型號(hào)為MDS-SCADA-24810痒池，為直接數(shù)字調(diào)制解調(diào)電臺(tái)红骏，工作頻率范圍在2.4G～2.4835GHz，支持標(biāo)準(zhǔn)的異步通訊協(xié)議凉陌，工作穩(wěn)定可靠星茶，協(xié)議同樣采用OMRON Protocol，軟件用OMRON-CX-Protocol編制埠浩。二期濾池選用多個(gè)小型PLC（OMRON CQM1H）分散控制飒胜，可以較好地解決因控制設(shè)備故障而造成全部濾池停產(chǎn)的問題。 程序結(jié)構(gòu) 人機(jī)界面 結(jié)束語 |
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