一锚署、引言
 本文介紹了由中小型PLC組成的控制系統(tǒng)在廣東南海市第二水廠自控項目的應用安揣。南海市第二水廠設計總規(guī)模為日供水100萬m3,首期工程為日供水25萬m3，于1997年4月建成投產(chǎn)滨溉，二期25萬m3/d工程即將建成投產(chǎn)什湘，自控項目主要對一期自控工程進行改造和二期自控工程建設，并為后續(xù)擴建預留接口晦攒。
 二闽撤、生產(chǎn)工藝
 本系統(tǒng)應用水廠的生產(chǎn)過程如圖一示：
 
 主要分為以下幾個工藝過程：
 （1）取水 通過多臺大型離心泵將江河地表水抽入凈水廠。
 （2）藥劑的制備與投加 按工藝要求制備合適的混凝劑勤家，并投入混凝劑及氯氣腹尖，達到混凝和消毒的目的柳恐。
 （3）混凝 包括混合與絮凝伐脖，即地表水投入混凝劑后進行反應，并排出反應后沉淀的污泥乐设。
 （4）平流沉淀 與混凝劑反應后的水低速流過平流沉淀池讼庇，以便懸浮顆粒沉淀，并排出沉淀的污泥近尚。
 （5）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)使水澄清蠕啄，并定時反沖洗石英砂。
 （6）送水 通過多臺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)戈锻。
 三艺踪、控制方案
 
 由于自來水生產(chǎn)工藝主要具有以下特點：（1）各生產(chǎn)工藝段相對獨立，單體設備多彬膘。（2）采集的數(shù)據(jù)量大滚讼，整個系統(tǒng)共有數(shù)字量輸入剑学、輸出超過3000路，模擬量輸入绊域、輸出超過1000路膨溃，且工藝參數(shù)種類多，包括壓力湘都、流量肠祭、溫度、差壓旱唧、液位螺啤、電流、電壓恤鞭、功率等漆暑，但上下游相關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)參數(shù)少。（3）自來水生產(chǎn)具有連續(xù)性个扰、不可替代性和不間斷性瓷炮。（4）各工藝段距離遠，設備分散递宅，組網(wǎng)相對復雜娘香。根據(jù)以上特點，本系統(tǒng)選用OMRON的中小型PLC對各工藝段生產(chǎn)設備分散控制办龄，利用OMRON Protocol和Controller Link組成網(wǎng)絡烘绽，在各工藝段控制室和中控室設置上位機，構(gòu)建人機界面進行生產(chǎn)管理和對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行后續(xù)處理俐填。全廠控制網(wǎng)絡如圖二示安接。
 　　在取水及送水工藝段上，主要設備由多臺大型的離心水泵和10KV高壓直配電機組成英融，每一電機由相應的高壓配電柜控制盏檐，因此為每一面高壓配電柜選用一臺Sepam2000(施耐德生產(chǎn)，專用于配電柜控制的小型PLC)進行數(shù)據(jù)采集和控制驶悟，每一泵閥在現(xiàn)場選用一臺OMRON CPM2A用于數(shù)據(jù)采集和控制胡野，通過RS422接口連成網(wǎng)絡，由控制室的OMRON C200HG中型PLC利用OMRON Protocol協(xié)議與它們通訊找塌，對其讀寫數(shù)據(jù)和進行統(tǒng)一調(diào)度厅员，這樣可以節(jié)省大量的數(shù)據(jù)采集電纜，而且當某臺PLC發(fā)生故障時可以方便斷開其維修而不影響其它設備的正常生產(chǎn)鸥萌。對于沉淀池排泥車的控制幻渤，由于排泥車在長達近百米的沉淀池上前后移動，因此其控制所用小型PLC利用電臺與控制室間的C200HG通過RS232接口進行1：N通訊，電臺型號為MDS-SCADA-24810牌完，為直接數(shù)字調(diào)制解調(diào)電臺扁奢，工作頻率范圍在2.4G~2.4835GHz，支持標準的異步通訊協(xié)議匹憎，工作穩(wěn)定可靠逻袭，協(xié)議同樣采用OMRON Protocol，軟件用OMRON-CX-Protocol編制业满。二期濾池選用多個小型PLC（OMRON CQM1H）分散控制肢俄，可以較好地解決因控制設備故障造成全部濾池停產(chǎn)而影響安全供水的問題。整個Controller Link網(wǎng)絡由中繼器分成兩段李臀，主要是為了滿足Controller Link對通訊距離的要求憎兽，同時可適應以后擴展的需要。系統(tǒng)中生產(chǎn)工藝所要求的全部參數(shù)都由PLC采集和控制吵冒，上位機只是人機界面和對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行后續(xù)處理纯命，大大地提高了系統(tǒng)的可靠性。本控制方案全部選用中小型PLC痹栖，對主要的生產(chǎn)設備分散控制亿汞，同時利用網(wǎng)絡將它們緊密聯(lián)結(jié)，實現(xiàn)集中管理揪阿，降低了故障風險疗我，提高了可靠性，是一種經(jīng)濟可行的方案南捂。
 四吴裤、相關(guān)中小型PLC介紹
 1、OMRON C200HG 其具有速度快溺健、功能強麦牺、編程方便和運行可靠的特點，最大I/O點數(shù)達1184點鞭缭，程序容量15.2K,指令執(zhí)行時間為0.15μS~0.6μS,可支持各種通訊單元剖膳。
 2、OMRON CQM1H 適用于分散控制的緊湊型PLC学蛤，I/O點數(shù)為512點贮祥，程序容量為7.2K,支持各種內(nèi)裝板和Controller Link單元。
 3夭菲、OMRON CPM2A 是為滿足10~60點I/O的系統(tǒng)控制操作而設計，能滿足單體設備高效控制要求搔冈，有效地代替繼電器控制器和傳感器控制器摇轨。
 4、Controller Link 是OMRON提供的一種工廠自動化網(wǎng)絡。它可以在合適的PLC和各種微型計算機之間方便地翠坟、靈活地發(fā)送和接收大容量數(shù)據(jù)包已唐，支持能共享數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)鏈接和在需要時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的信息服務，網(wǎng)絡采用屏蔽雙絞線電纜或光纖連接醒狭，最大傳輸距離隨波特率而變绞芽，在采用兩層中繼器的情況下，波特率在500kbit/s時君板，傳輸距離可達3Km歪架，最大支持62個節(jié)點。Controller Link網(wǎng)絡是一種使用令牌總線通信的網(wǎng)絡霹陡，這種總線型拓撲結(jié)構(gòu)具有最大的靈活性和蚪，易于擴充和維護，滿足系統(tǒng)可擴展性的需求烹棉。由于采用了分布式控制技術(shù)攒霹，可確保Controller Link網(wǎng)絡不會因某個站點故障而崩潰，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性浆洗。
 5催束、OMRON Protocol 利用OMRON的通訊板，與連接在RS232或RS422/485的各種通用組件（如各種牌子型號的PLC伏社、現(xiàn)場儀表等）進行數(shù)據(jù)發(fā)送泣崩、接收的程序，通過通訊協(xié)議支持軟件（OMRON-CX- Protocol）讓用戶自由編制洛口，以PMCR指令就能夠?qū)嵭械脑纪ㄓ崊f(xié)議矫付。
 五、程序結(jié)構(gòu)
 　　本系統(tǒng)全部設備的控制都由PLC來完成第焰，程序利用OMRON-CX-Programmer軟件編制洞歼，在上位機上通過Controller Link網(wǎng)絡或串行口傳送至PLC的CPU單元。在各工藝段及單體設備其控制程序亦相對獨立产贤，部分相同的工藝采用子程序模式宣验。對于部分要求較高精度的工藝參數(shù)的控制，則利用PLC的PID指令進行閉環(huán)控制鹦房，已能滿足生產(chǎn)要求娇晦。因此程序結(jié)構(gòu)比較簡單，調(diào)試和維修方便悲社。下面用水泵的開停和濾池的自動操作兩個工序作說明镀匈。
 1、水泵的開头疵唬控制流程 水泵的啟動和停止由操作人員在上位機發(fā)送指令砰洗，由PLC一步化完成操作医惠。程序結(jié)構(gòu)圖如圖三示。
 
 2穿桃、濾池自動控制流程 過濾由多格濾池共同完成器谦，對于每一格濾池，其工藝過程基本相同痰哨，包括正常過濾和反沖洗狀態(tài)胶果，因此采用子程序的控制模式，程序結(jié)構(gòu)圖如圖四示斤斧。
 
 六早抠、結(jié)束語
 　　本項目是由工業(yè)計算機和中小型PLC組成的集散型控制系統(tǒng)，利用了PLC抗干擾能力強折欠、組網(wǎng)方便贝或、適用于工業(yè)現(xiàn)場的持點，在上位機能實現(xiàn)對全廠生產(chǎn)設備的控制和工藝參數(shù)的設置锐秦、調(diào)整與監(jiān)測咪奖，滿足大型自來水廠自動控制的要求。整個方案安全可靠酱床、經(jīng)濟實用羊赵，易于編程、操作及維修扇谣，在廣東南海第二水廠得到良好的應用昧捷。

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