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1、基于PLC和组态软件的自来水厂监控系统的成功运用基于PLC和组态软件的自来水厂监控系统的成功运用zhangting导语：基于PLC和组态软件的自来水厂监控系统的成功运用南海市第二水厂设计总规模为日供水100万m3,担负北江以北大局部镇区消费和生活用水的供给，首期工程为日供水25万m3，于1997年4月建成投产，二期25万m3/d工程即将建成，自控工程主要对一期自控工程进展改造和二期自控工程建立，并为后续扩建预留接口。净水厂的消费经过如图1所示，主要分为以下几个工艺经过：align=center图1:净水厂消费流程/align取水通太多台大型离心泵将江河地表水抽入净水厂。投药按一定的工艺要求投入
2、混凝剂及氯气，到达混凝和消毒。絮凝地表水投入混凝剂后的反响，并排出反响后沉淀的污泥。平流沉淀与混凝剂反响后的水低速流过平流沉淀池，以便悬浮颗粒沉淀，并排出沉淀的污泥。过滤沉淀水通过颗粒介质石英砂以去除其中悬浮杂质使水澄清，并定时反冲洗石英砂。送水通太多台大型离心泵将自来水以一定的压力和流量送入城市管网。由于自来水消费工艺主要具有以下特点：各消费工艺段相对独立，单体设备多；收集的数据量大且种类多，但上下游相关联的消费参数少；自来水消费具有连续性、不可替换性和不连续性；各工艺段间隔远，设备分散，组网相对复杂。根据以上特点，本系统选用OMRON的中小型PLC对各工艺段或者设备分散控制，通过OMRON
3、Protocol和ControllerLink组成网络，各工艺段控制室和中控室设置上位机，构建人机界面进展消费治理和对消费数据进展后续处理。全厂控制网络如图2所示。align=center图2：全厂控制网络图/align监控系统的硬件配置为：上位机选用高可靠性的微型计算机，扩展了ControllerLink支持卡3G8F7CLK211-E,配置有8套中型PLCOMRONC200HG，1套OMRONCS1H，8套小型PLCOMRONCQM1，8套CPM2A，全部中型PLC和上位机通过ControllerLink线缆通讯单元CLK21和操纵站上扩展的通讯单元3G8F7-CLK21-E组成Omron
4、ControllerLink网络，小型PLC通过OMRONProtocol与相关功能间的中型PLC相联。OMRON公司的ControllerLink网络是OMRON主要的FA工厂自动化级别的网络，是一种使用令牌总线通讯的网络，网络中的每个节点都可作为主站进展数据的发送和接收。通过设置数据链接，节点间可以自动交换预置区域内数据。该网络中控制通讯的节点称为发牌单元，它控制令牌，检查网络和执行相关的任务。这种总线型拓扑构造具有最大的灵敏性，易于扩大和维护，知足了系统可扩展性要求。由于采用了分布式控制技术，可确保ControllerLink网络不会因某个站点故障而崩溃，进步了系统的稳定性。本系统中采用
5、屏蔽双绞线作为ControllerLink网络的通讯介质，整个网络由网桥分成两段，主要是为了知足其对通讯间隔的要求，同时可适应以后扩展的需要。由于各节点间隔较大，传输速率设为500kbps，可知足系统实时性要求。本控制方案全部选用中小型PLC，对主要的消费设备分散控制，同时利用网络将它们严密联结，实现集中治理，降低了故障风险，进步了可靠性，是一种经济可行的方案。在取水及送水工艺段上，主要设备都为多台大型离心水泵和10kV高压直流电机，因此每一高压配电柜选用一台Sepam2000施耐德消费，专用于配电柜控制的小型PLC进展数据收集和控制，通过RS485接口连成网络，由控制室的OMRONC200H
6、G中型PLC利用OMRONProtocol协议与它们通讯，对其读写数据和进展统一调度，这样可以节省大量的数据收集电缆，而且当某台PLC发生故障时可以方便断开而不影响其他设备的正常消费。对于沉淀池排泥车的控制，由于排泥车在长达近百米的沉淀池上前后挪动，因此其控制所用小型PLC利用电台与控制室间的C200HG通过RS232接口进展1：N通讯，电台型号为MDS-SCADA-24810，为直接数字调制解调电台，工作频率范围在2.4G2.4835GHz，支持标准的异步通讯协议，工作稳定可靠，协议同样采用OMRONProtocol，软件用OMRON-CX-Protocol编制。二期滤池选用多个小型PLCO
7、MRONCQM1H分散控制，可以较好地解决因控制设备故障而造玉成部滤池停产的问题。本系统全部设备的控制都由PLC来完成，PLC程序利用OMRON-CX-Programmer软件编制。在各工艺段及单体设备其控制程序亦相对独立，局部一样的工艺采用子程序形式，因此程序构造比拟简单，调试和维修方便。该系统人机界面以组态软件iFix3.0为平台开发，由假设干个画面组成：总画面水厂水处理工艺、各系统工艺图、报警窗口等。为增加画面的可读性和可欣赏性，主要画面均采用立体图形式用3ds、flash等软件绘制，在画面的相关位置显示该设备的所有主要运行参数。设备的控制通过点击该设备进入，shift+鼠标左键可翻开该
8、设备的帮助文件，包括设备档案、运行规程等。iFix与OMRONPLC的通讯由OMRON的FinsGateway和Intellution的驱动程序OMF或者OMR完成，这是整个系统正常运行的关键。总画面：表现的是整个水厂的水处理工艺立体图形式，从取水、投药、投氯、絮凝沉淀、过滤到供水。在相关位置显示水处理的各主要控制参数以及重要设备的主要控制参数，可以点击进入各分站。各系统工艺图：主要有取水工艺图、投矾工艺图、投氯工艺图、絮凝池、排泥车、滤池、送水工艺图、上下压配电图等。除配电图外，均采用立体图形式，画面直观醒目，而且可以表达比平面图更丰富的信息。报警窗口：所有报警显示的同时，喇叭会一直响到确以
9、为至。也可以按需要分类显示。设备控制参数设定：参数设定时会检查输入参数是否正确错误参数不能输入、参数有无正确下载至PLC，假如出错会报告操纵人员。消费报表：分消费情况设备运行参数、消费统计两种报表。老系统没有消费情况报表，消费统计报表也不能正确生成。针对这种情况，我们全面修改了PLC程序，并且为节省存储空间和查询方便起见，将平时的消费数据都存放在历史数据库里，在需要时可即时生成报表。历史曲线：可查询全厂所有主要运行参数的历史情况。为便于设备运行情况分析，可以在同一画面下同时显示设备的历史运行情况与当前的运行情况以作比照。为防止设备控制出错，所有设备分别有中控中控室上位机控制、现控现场车间上位机控制、自动、就地设备不受PLC控制4种控制方式，可以随需要随时转换。全厂的所有工作站都可看到全厂的运行情况。本工程是由工业计算机和中小型PLC组成的集散型控制系统，在计算机上能实现对全厂消费设备的控制和工艺参数的设置、调整与监测，知足大型自来水厂自动控制的要求。整个方案经济实用，易于编程、操纵及维修，在广东南海第二水厂得到良好的应用。0