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沈陽(yáng)開發(fā)區(qū)水廠自控系統(tǒng)升級(jí)改造探討
時(shí)間:2008-11-11 08:59:00來源:ronggang
圖2水廠自控系統(tǒng)配置[/align]
4.3 硬件配置
上位機(jī)選用研華P4工控機(jī),打印機(jī)為HP1320黑白激光打印機(jī),投影儀為日立3180型,PLC主站選用GE Fanuc 90-30系列,從站選用GE VermaxE05,觸摸屏用臺(tái)灣WEINVIEW MT510TV。
5 具體設(shè)計(jì)
5.1 中央監(jiān)控系統(tǒng)
由4#、5#、6#三臺(tái)上位機(jī)、一臺(tái)打印機(jī)、一臺(tái)投影儀組成,帶有操作顯示終端。由于二期工程已有一臺(tái)打印機(jī)、兩臺(tái)工控機(jī)和一臺(tái)投影儀,只需一臺(tái)工控機(jī)。
該控制室為整個(gè)系統(tǒng)的中心控制室,負(fù)責(zé)全廠各工況的集中控制、監(jiān)視和管理,通過以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)控制操作站進(jìn)行信息交換,具有多種畫面功能,便于集中監(jiān)視管理。4#上位機(jī)主要監(jiān)控二期的凈水車間、清水池、送水泵站及相關(guān)配套設(shè)備的工藝流程及進(jìn)廠、出廠水的各項(xiàng)工藝、電氣等參數(shù),并負(fù)責(zé)打印各種報(bào)表、輸出數(shù)據(jù)等。與公司調(diào)度管理系統(tǒng)預(yù)留通訊接口,可對(duì)與水廠供水范圍內(nèi)的管網(wǎng)系統(tǒng)中的各類設(shè)備狀態(tài)、工藝過程參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)與監(jiān)控。通過廠內(nèi)實(shí)時(shí)通信網(wǎng)與各現(xiàn)場(chǎng)站通訊,提供給操作人員、管理人員良好的進(jìn)行運(yùn)行管理的人機(jī)界面,并且在此可完成實(shí)時(shí)和定時(shí)的記錄報(bào)表打印。6#上位機(jī)主要監(jiān)控一期的凈水車間、清水池、送水泵站及相關(guān)配套設(shè)備的工藝流程及進(jìn)廠、出廠水的各項(xiàng)工藝、電氣等參數(shù),并負(fù)責(zé)打印各種報(bào)表、輸出數(shù)據(jù)等,5#上位機(jī)作為熱備。當(dāng)主站由于故障不能通訊時(shí),備站立即接管所有功能;當(dāng)主站恢復(fù)正常時(shí),首先要將故障期間系統(tǒng)需存儲(chǔ)的歷史趨勢(shì)數(shù)據(jù)、報(bào)警記錄等從備站補(bǔ)回,然后再將所有控制功能自動(dòng)切換到主站,由主站繼續(xù)控制整個(gè)系統(tǒng),備站重新回到熱備狀態(tài),并連續(xù)地以主站為數(shù)據(jù)源同步更新所有數(shù)據(jù)。
中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)選擇運(yùn)行速度快、性能穩(wěn)定的計(jì)算機(jī),監(jiān)控軟件選擇組態(tài)靈活、功能強(qiáng)大、界面人性化且在給排水行業(yè)內(nèi)獲得了成功運(yùn)用的軟件包。
中央監(jiān)控系統(tǒng)主要功能:
遠(yuǎn)程監(jiān)控各PLC現(xiàn)場(chǎng)子站,實(shí)時(shí)接收PLC采集的各種數(shù)據(jù),建立全廠檢測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù);處理并顯示各種數(shù)據(jù)。
監(jiān)測(cè)全廠工藝流程和各細(xì)部的動(dòng)態(tài)模擬圖形。
從檢測(cè)項(xiàng)目中,按需要顯示歷史記錄和趨勢(shì)分析曲線。
重要設(shè)備主要參數(shù)的工況及事故報(bào)警、打印制表。
編制和打印生產(chǎn)日、月、年統(tǒng)計(jì)報(bào)表。
在投影屏上實(shí)時(shí)顯示工藝流程及各種設(shè)備的工作狀態(tài)、報(bào)警。
對(duì)各種數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)。
5.2 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)
由凈水車間監(jiān)控站和送水泵房監(jiān)控站組成。
凈水車間監(jiān)控站:負(fù)責(zé)管理PLC1分站。設(shè)在凈水間控制室,主要由1#、2#兩臺(tái)上位機(jī)、一臺(tái)打印機(jī)組成,帶有操作顯示終端,1#上位機(jī)主要實(shí)現(xiàn)凈水車間的電控設(shè)備、工藝流程中的自動(dòng)控制和主要參數(shù)的自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)視等,并負(fù)責(zé)打印各種報(bào)表、輸出數(shù)據(jù)等。2#上位機(jī)主要負(fù)責(zé)凈水車間各項(xiàng)電控設(shè)備及工藝流程主要參數(shù)的自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)視等。兩臺(tái)上位機(jī)互為熱備。
送水泵房監(jiān)控站:負(fù)責(zé)管理PLC2分站。設(shè)在送水泵房控制室,由3#上位機(jī)、一臺(tái)打印機(jī)組成,帶有操作顯示終端,對(duì)工藝、水質(zhì)、電氣主要參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)和監(jiān)視,對(duì)水泵、閥門進(jìn)行操作控制和監(jiān)視,根據(jù)出水壓力參與水泵的變頻調(diào)速控制等。
5.3 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制單元
是最貼近被控現(xiàn)場(chǎng)的控制設(shè)備。設(shè)計(jì)中采用微型PLC作為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制單元,通過工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線接口與現(xiàn)場(chǎng)控制站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。微型PLC由電源模塊、通訊模塊、數(shù)字量輸入/輸出模塊、模擬量輸入/輸出模塊等構(gòu)成,通過總線方式控制閥門的啟閉,采集閥門及水泵、儀表的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)。
?、?凈水車間的濾池微型PLC控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)檢測(cè)濾池的液位和水頭損失,并對(duì)每個(gè)濾池的電動(dòng)閥門進(jìn)行控制。同時(shí)設(shè)置一個(gè)公共的PLC1,對(duì)每格濾池工作所需的反沖洗泵及閥門等進(jìn)行反沖洗的管理和控制,并向?yàn)V池發(fā)出反沖洗指令。每格濾池都有一個(gè)獨(dú)立的微型PLC,對(duì)該格濾池的工況進(jìn)行監(jiān)控。每個(gè)微型PLC配備觸摸屏作為顯示和操作的界面,顯示濾池的工作情況和在必要時(shí)進(jìn)行就地操作。
?、?PLC1分站負(fù)責(zé)采集反沖洗水泵等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和出口壓力,并做相應(yīng)的調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)過濾及反沖洗過程的監(jiān)測(cè)及自動(dòng)控制,操作員亦能人工操作手動(dòng)控制。
?、?實(shí)現(xiàn)的控制功能:
主要功能:每格濾池反沖洗周期,每格濾池水位監(jiān)測(cè)、水頭損失監(jiān)測(cè)、反沖洗泵出口壓力。
主要監(jiān)控設(shè)備:濾池進(jìn)水閥、出水閥、排水閥、反沖進(jìn)水閥、反沖洗泵、12個(gè)濾池。
?、?主要工況的監(jiān)測(cè):
每格濾池的工況:運(yùn)行啟動(dòng)、停用、請(qǐng)求沖洗、沖洗、故障。
每格濾池4個(gè)閥門的工況:全開位、全關(guān)位、出水閥位、故障。
主要參數(shù)顯示:每個(gè)濾池水位、水頭損失。
?、?控制內(nèi)容:
每格濾池運(yùn)行控制:濾池在過濾過程中,PLC根據(jù)濾池液位,調(diào)節(jié)濾池出水閥的開度,保證池內(nèi)液位在過濾過程中保持恒定。
反沖洗控制:
濾池PLC在控制濾池進(jìn)行過程的同時(shí),還在判斷濾池是否需要沖洗,濾池沖洗的條件有三個(gè):
?、?過濾周期:操作人員根據(jù)工藝上提出的要求,在PLC上設(shè)定濾池的最大過濾時(shí)間,在濾池開始過濾時(shí),濾池PLC開始計(jì)時(shí),并將實(shí)際的過濾時(shí)間與設(shè)定值進(jìn)行比較,若兩值相等,濾池PLC向公共PLC發(fā)出沖洗請(qǐng)求。
?、?水頭損失值:在PLC設(shè)定濾池的最大水頭損失值,當(dāng)濾池過濾時(shí),水頭損失傳感器連續(xù)測(cè)定該格濾池的水頭損失值,PLC將其與設(shè)定值進(jìn)行比較,若該值大于設(shè)定值,那么濾池PLC向公共PLC發(fā)出沖洗請(qǐng)求。
?、?強(qiáng)制方式:由操作人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要,在濾池PLC上進(jìn)行功能鍵操作,強(qiáng)制濾池PLC向公共PLC發(fā)出沖洗請(qǐng)求。
?、?PLC2通過控制5套水泵機(jī)組和出水閥門的操作,對(duì)5臺(tái)送水泵的電機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控,對(duì)水泵電機(jī)定子溫度、用電量進(jìn)行監(jiān)測(cè),根據(jù)水廠要求的水量,繪制水泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的特性曲線,監(jiān)測(cè)送水泵房變電系統(tǒng)及出廠水水質(zhì)、流量、壓力、清水池和吸水井液位等。該站負(fù)責(zé)監(jiān)控送水泵房變配電站系統(tǒng)及送水泵房?jī)?nèi)設(shè)備。
?、?加氯間微型PLC負(fù)責(zé)加氯設(shè)備的自動(dòng)控制以及漏氯中和裝置和風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)等,并做相應(yīng)的調(diào)節(jié),根據(jù)出廠水的余氯含量和流量自動(dòng)控制加氯量,實(shí)現(xiàn)加氯和漏氯報(bào)警過程的監(jiān)測(cè)及自動(dòng)控制,操作員亦能人工操作手動(dòng)控制。
主要監(jiān)控設(shè)備:加氯機(jī),漏氯中和裝置,軸流風(fēng)機(jī)。
控制內(nèi)容:采集余氯分析儀數(shù)據(jù),控制加氯量,并根據(jù)漏氯報(bào)警器的狀態(tài)啟動(dòng)氯中和裝置,定時(shí)運(yùn)行軸流風(fēng)機(jī)等。
5.4 通訊網(wǎng)絡(luò)
對(duì)于一個(gè)自動(dòng)化工程,特別是對(duì)于中大規(guī)模控制系統(tǒng)來講,選擇網(wǎng)絡(luò)非常重要的。首先,網(wǎng)絡(luò)必須是開放的,以方便不同設(shè)備的集成及未來系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)展;其次,針對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)層次的傳輸性能要求,選擇網(wǎng)絡(luò)的形式;再次綜合考慮系統(tǒng)成本、設(shè)備兼容性、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境適用性等具體問題,確定不同層次所使用的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)本廠已有的工業(yè)以太網(wǎng)一期工程改造采用:
凈水車間、送水泵房、中心控制室之間采用100M工業(yè)以太網(wǎng)連接,傳輸介質(zhì)為光纖。PLC1與濾池、加氯間,以及PLC2與被控設(shè)備之間采用普通工業(yè)網(wǎng)連接,傳輸介質(zhì)為屏蔽銅芯電纜。
5.5 軟件設(shè)計(jì)
采用強(qiáng)大功能的組態(tài)軟件進(jìn)行整個(gè)水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)的管理和維護(hù),上位機(jī)的軟件實(shí)現(xiàn)以下功能:
動(dòng)態(tài)流程畫面顯示:動(dòng)態(tài)顯示全廠工藝流程圖和各工藝單元流程圖,并能在流程圖上選擇彈出多級(jí)細(xì)部詳圖。
動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)顯示:各種模擬信號(hào)、開關(guān)信號(hào)、各類累計(jì)量信號(hào)的數(shù)值和范圍清單,通過滑標(biāo)、按鈕、開關(guān)、信號(hào)燈、顏色、百分比、填充等手段實(shí)時(shí)生動(dòng)地表示出來。
趨勢(shì)曲線:顯示各主要工藝參數(shù)變化曲線,各種模擬量的歷史曲線、即時(shí)曲線圖,并能在一幅圖形上對(duì)比顯示多種參數(shù)。
報(bào)表打?。杭磿r(shí)報(bào)表、日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表。
控制調(diào)節(jié)功能:在動(dòng)態(tài)流程圖和細(xì)部詳圖上能進(jìn)行各種被控工藝參數(shù)設(shè)定值的調(diào)整,并能進(jìn)行手動(dòng)、自動(dòng)切換及各設(shè)備的工況控制。
報(bào)警功能:故障發(fā)生時(shí)中控室及相應(yīng)PLC發(fā)出聲響報(bào)警,控制軟件自動(dòng)彈出相應(yīng)故障點(diǎn)詳圖,顯示故障現(xiàn)象,并提示參考解決方案,中控室有語(yǔ)言提示,同時(shí)打印報(bào)警和故障記錄文件。
安全功能:按不同操作級(jí)別分級(jí)加密。并記錄操作人員工號(hào)和所有操作信息。
數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能:能建立生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)、操作信息庫(kù)、故障信息庫(kù)。
數(shù)據(jù)處理功能:能利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)、計(jì)算主要生產(chǎn)指標(biāo)。并進(jìn)行配水電耗和單位配水電耗的成本分析和計(jì)算。
在線修改:能在線修改程序。
為了方便工程師調(diào)試與二期選用相同的組態(tài)軟件Cimplicity6.0。
6 性能分析
6.1 系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性和壽命周期
本系統(tǒng)組件的設(shè)計(jì)符合真正的工業(yè)等級(jí),滿足國(guó)內(nèi)、國(guó)際的安全標(biāo)準(zhǔn)。并且易配置、易接線、易維護(hù)、隔離性好,結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,抗腐蝕,能適應(yīng)較寬的溫度變化范圍。系統(tǒng)具備良好的電磁兼容性,能夠承受工業(yè)環(huán)境的嚴(yán)格要求,平均壽命大于15年。
6.2 系統(tǒng)的先進(jìn)性與經(jīng)濟(jì)性
本控制系統(tǒng)有一套完整的自我診斷功能,可以在系統(tǒng)運(yùn)行中自動(dòng)診斷出任何一個(gè)部件出現(xiàn)的故障,并且在監(jiān)控軟件中及時(shí)、準(zhǔn)確地反映出故障狀態(tài)、故障時(shí)間、故障地點(diǎn)以及相關(guān)信息。在系統(tǒng)發(fā)生故障后,I/O的狀態(tài)能夠返回到系統(tǒng)根據(jù)工藝要求預(yù)先設(shè)置的狀態(tài)上。
系統(tǒng)運(yùn)行后可以方便、快捷、準(zhǔn)確地控制生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的運(yùn)行,大大節(jié)約了人力資源,提高了生產(chǎn)效率。
6.3 擴(kuò)展性和兼容性
本系統(tǒng)采用目前比較先進(jìn)的主流產(chǎn)品,具有很強(qiáng)的兼容性。為了保證在今后的擴(kuò)建和改造時(shí)滿足控制要求,在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了系統(tǒng)的擴(kuò)展能力,在滿足現(xiàn)有功能要求的基礎(chǔ)上,保留有20%的系統(tǒng)冗余。
7 結(jié)束語(yǔ)
隨著該自動(dòng)化系統(tǒng)的建成,水廠生產(chǎn)自動(dòng)化將形成以生產(chǎn)過程的信息采集、信息集成和信息傳遞為主,并與企業(yè)的生產(chǎn)工藝調(diào)度、生產(chǎn)水質(zhì)監(jiān)控、自動(dòng)投加藥等技術(shù)密切結(jié)合的生產(chǎn)自控信息網(wǎng)絡(luò)。促使水廠在生產(chǎn)、營(yíng)銷和辦公等方面廣泛利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),全方位優(yōu)化企業(yè),形成規(guī)范的、現(xiàn)代的信息化管理系統(tǒng)。從而降低生產(chǎn)成本和費(fèi)用,提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
參考文獻(xiàn):
[1] GE 90-30 plc使用手冊(cè)。
[2] GE cimplicity軟件入門。
[3] 路林吉、王堅(jiān)、江龍康.可編程控制器原理及應(yīng)用[M] ,北京:清華大學(xué)出版社,2002年
[4] 王衛(wèi)星編著.可編程控制器原理及應(yīng)用[M] ,北京:中國(guó)水利水電出版社,2002年
作者簡(jiǎn)介:張鳳眾,男,1974年生,沈陽(yáng)建筑大學(xué)信息與控制工程學(xué)院,碩士,講師,主要研究智能控制系統(tǒng)。
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