科技・探索・争鸣 Ｓｃ科ｉｅｎｃｅ＆Ｔｅ技ｃｈ视ｎｏｌｏｇｙ界 Ｖｉｓｉｏｎ 水厂自动控制系统的改造设计 张婉青 （南京工业职业技术学院机械工程学院，江苏南京２１ ００４６） 【摘要】水厂自动化迅速发展和问题不断出现是近年来水厂自动化最显著的特点 本文在对江苏桌水厂原有自控系统和中控室主要功能 分析的基础上．详细阐述了新增ＰＬＣ站的主要功能，提出了自动控制系统的升级改造方案。改造后的系统具有较好的实际应用价值。 【关键词】水厂；自动控制；改造设计 Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｗａｔｅｒｗｏｒｋｓ ＺＨＡＮＧ Ｗａｎ－ｑｉｎｇ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｎａｎｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｊｉａｎｇｓｕ ２１００４６，Ｃｈｉｎａ） 【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｐｌａｎｔ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｉｓ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｒｅｍａｒｋａｂｌｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｗｏｒｋｓ ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ．Ｉｎ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ａ ｗａｔｅｒ ｐｌａｎｔ ｉｎ Ｊｉａｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ａｎｄ ｉｎ ｃｏｎｔｏｌｒ ｒｏｏｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ，ａ ｄｅｔａｉｌｅｄ ｅｘｐｌａｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｗ ＰＬＣ ｓｔａｔｉｏｎ’ｓ ｍａｉｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ，ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｕｐｇｒａｄｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ ｒｅｉｏｒｍｅｄ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｇｏｏｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｐｐｈｃａｔｉｏｎ ｖａｌｕｅ， ｆＫｅｙ ｗｏｒｄｓ］Ｗａｔｅｒ ｐｌａｎｔ；Ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ；Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ 讯。 （４）故障处理和报警功能：本系统具有监视生产过程、设备状态及 水厂实现自动化的根本目的是提高生产的可靠性和安全性．实现 运行参数变化的能力．并对越限超时等报警进行相应的安全处理。 优质、低耗和高效供水，获得良好的经济效益和社会效益。而在２Ｏ世 纪９ｏ年代初．在水厂自动化设计中 过分依赖进口设备，导致系统投 ３新增ＰＬＣ站主要功能 资居高不下．性价比不高．在生产运行中也没有得到很好的实施。同时 ３．１ ＰＬＣ站功能概述 在自动化运行过程中．常常出现设备误动作或故障的现象．需要自动 现场各ＰＬＣ站自动连续监测所辖区域各仪表检测参数和设备运 化设计工作中加强控制系统可靠性，提高控制程序智能化程度。因此， ０引言 行状况．并通过中间继电器或现场工业总线，对系统的工艺设备进行 目前国内的许多水厂都面临着升级改造的建设任务 本文针对以上问 开停、流量变化等控制 通过现场工业总线与主要工艺设备配电回路 题．对江苏某水厂的自动化控制系统提出了改造方案，并付诸实施。 电力智能仪表通讯．接收主要设备运行时的电流、有功功率、有功电度 等电气参数信号 １ 自控系统主要功能描述 在现场ＰＬＣ站所配彩色触摸屏上动态实时显示相关工艺流程、 水厂自控系统采用分布式集散控制系统，即由中控室操作站组成 各主要工艺设备运行状态、工艺参数．使生产管理人员掌握当前生产 的上位管理级．和由现场各ＰＬＣ站分控站及现场在线测量仪表组成 运行情况。 的现场管理级 现场各种数据通过分控室分布式集散控制系统采集， 现场ＰＬＣ柜负责向所辖区域内的仪表供电。 并通过高速丁业以太网传送到中控室操作站集中监视和管理。同样， ＰＬＣ站主要包括提升泵房ＰＬＣ站、活性炭滤池ＰＬＣ主站及各滤 巾控室监控主机可通过高速工业以太网传送控制命令到分控室现场 格ＰＬＣ子站、臭氧车间ＰＬＣ主站及预臭氧池远程站等。由于篇幅关 分布式集散控制系统的测控终端．实施各单元的分散控制。 系．重点介绍活性炭滤池ＰＬＣ主站及各滤格ＰＬＣ子站的设计。 现场设备设三级控制：就地、现场ＰＬＣ站（包括＿＿ｆ＝艺设备配套控 ３．２活性炭滤池ＰＬＣ主站及各滤格ＰＬＣ子站主要功能 制设备）、水厂中控室。现场ＰＬＣ站、水厂中控室级均设有“手动，自动” 活性炭滤池ＰＩ ｃ主站主要包括对气冲鼓风机、出口阀门、冲洗 两种控制方式．就地控制级设有“就地，遥控”两种方式。现场ＰＬＣ站与 泵 冲洗泵出口阀门等监控 对鼓风机出口压力、总管压力、冲洗水泵 中控室控制优先权．以“申请优先”的方式．通过程序确定，为无扰动切 出口压力、吸水池水位、出水总管流量的实时检测。上述Ｉ／Ｏ信号通过 换。 活性炭滤池ＰＬＣ主站的输入，输出模块接人．智能电量表可接入该站 当中控室监控设备发生故障．不影响水厂的运行．操作人员可通 的ＭＯＤＢＵＳ通汛模块 过各现场ＰＬＣ站按预先设置的运行模式来监控水厂的运行：当现场 滤格ＰＬＣ子站主要包括对各滤格进水阀、出水阀、水冲阀、气冲 ＰＬＣ站发生故障时．可通过就地控制级上的“就地／遥控”选择开关切 阀、排水阀、排气阀等监控 对液位汁、出口压力表及整个滤池出水水 换实现就地手动操作 质仪表的实时检测 上述Ｉ／０信号通过活性炭滤池各滤格ＰＬＣ子站的 当厂级数据通讯网络出现故障时．各现场ＰＬＣ站可独立完成本 输入，输出模块接入 站的监控任务．使水厂的净水生产流程仍能正常运行。 ３，３鼓风机系统及冲洗泵系统切换调度控制程序 鼓风机及其阀门协调连动运行：启动——开放空阀至全开一一启 ２中控室主要功能 动鼓风机至正常运行——打开出口阀门至全开——关闭放空阀至全 （１）信息处理功能：即生成全厂工艺流程、变配电系统实时动态 关——连动启动完成：停止——停鼓风机——关闭出口阀全关——开 图，提供实用、清晰、友善、中文化的人机界面，生动形象地反映工艺流 放空阀至全开——连动停泵完成 程、变配电系统的实时数据，完成报警、历史数据、历史趋势曲线的储 水泵及其出口阀门协调连动运行：启动——关闭阀门至阀门全 存、显示和查询 生成、打印各类生产运行管理报表。 关——启动水泵至水泵正常运行——打开阀门至全开——连动启动 （２）设备的控制功能：即在基于图形和中文菜单的方式上，操作人 完成：停止——关闭阀门至阀门全关——停水泵——连动停泵完成。 员在中控室操作员站通过键盘或鼠标对现场ＰＬＣ站的控制参数进行 鼓风机及其阀门的连动控制一步化开启流程如图ｌ所示。 在线修改 在下级释放控制优先权的情况下．对生产过程进行厂一级 的控制 具有计算机辅助调度功能．可根据出厂压力自动提出配泵方 ４结束语 案。 本项目是在江苏某水厂自控系统的基础上，增加深度处理的控制 （３）通讯功能：中控室监控系统与其它系统进行通讯，如与各现场 系统．并且融人原有的控制系统．使之成为一个有机的整体。整个改造 控制单元、与自来水公司调度中心、与水厂ＭＩＳ系统（预留）之间的通 设计包括在水厂原有中控室增加一台＿Ｔ程师／操作员站，负责扩建系 作者简介：张婉青（１９７１￣一），江苏南通人，南京航空航天大学硕士研究生毕业，机电一体化专业，南京工业职业技术学院机械工程学院，副教授。 ２９４ Ｉ科技视界ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎ。 。ｇｙ Ｖｉｓｉ。ｎ
