万方数据昼iiH蓝Lj水厂分布式网络控制系统研究与开发[修回日期]20ll-01埘SHANⅪHYDROTECHNICS1006—8139(2011)Ol一1l一13第l期(总第179期)山西水利科技No．1(TotalNo．179)2011年2月杨舜杰中图分类号：1睨73控制主机：一LJ：!竖!取水子丕笙U芝星垫架坚型旦竺至鱼杰盐篁量查(上海自来水市北公司沪北供水管理所，上海200063)摘要：文中主要讨论上海某水厂自控系统在控制系统设计所涉及到的内容，介绍了水厂控制系统的总体规划，按控制系统的原水泵房，加药间分控站，滤池分控站，排泥水处理分控站四个方面详细阐述了这些控制系统具体功能的实现方法。关键词：水厂；自动化控制；水泵房；滤池文献标识码：Bl水厂控制系统总体设计上海某水厂工程控制系统由中央控制室的一套主站系统、厂区六个现场控制站组成，系统采用“分级控制”策略，现场设备设三级控制，依次为基本级(配电柜)、就地级(现场分控站)和中央级(水厂中控室)，是一个多级控制系统。中央控制室监控系统操作平台是windows2000，采用IIltouch组态软件作为系统的scADA软件环境，并配以成熟的切合水厂生产工艺要求的应用软件以及PLc控制应用软件，监控整个水厂生产过程。现场PLC站自动连续监测所辖区域各仪表检测参数和设备运行状况，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开停、流量变化等控制。2原水泵房分控站详细设计原水泵房位于黄浦江畔，距离黄浦江不足20m，是该水厂的取水头部。泵房设二层，上层布置变配电间、值班控制室以及移动式格栅，下层布置潜水泵井筒、出水管、闸门以及总出水渠。原水泵房分控站系统用于采集该泵站的工艺参数、电气参数、设备状态等，根据工艺要求通过网络或直接I，o对水泵等上述设备进行控制。系统结构如图1所示。图l原水泵房分控站系统结构图泵的控制通过控制高压控制柜的多功能保护器来实现，多功能保护器的主要功能是对水泵电机实现启停控制、低压保护、过压保护、过流保护等。PLC控制器可通过PROFIBus现场总线向多功能保护器发送启停信号来启动或停止水泵电机的运行，同时，PLC控制器可通过PROFlBus总线向多功能保护器请求电压、电流、运行状态等数据。3加药间分控站详细设计加药间混凝剂投加工艺简介及控制系统组成混凝剂从原液池通过管道进入溶液池，在溶液池与水混合调配成符合水处理工艺要求的低浓度溶液，再经计量泵投加到投药点。在硬件组成上，系统采用美国Rockweu公司生产的SLC505系列PLC，用于实现对各种现场采集信号的A／D转换和上位机控制指令的执行。工艺流程如图2所示。采用状态机的思想将整个工艺过程分成若干个状态，构造出三个功能模块用于实现各阶段功能。功能模块分别为：①溶液池配药模块；②溶液池调度模块；③自动投药模块。各模块根据相关输入信号进行状态间的切换，然后根据所处的状态确定各个输出。溶液池配药模块控制每个溶液池进药进水阀门的开关和搅拌器的开停。溶液池调度模块一方面判断何时启动某一溶液池的配药过程并及时向溶液池配药模块发出配药指令；另一方面控制溶液池的出药阀门，实现两溶液池的交替使用功能。自动投药模块是该投药系统的核心，它采用模糊控制技术。以沉淀池出水浊度偏差作为输入变量，计量泵的频率作为输出变量；目标是通过对水质参数的分析，对计量泵的频率进行控制从而在投药点实现混凝剂投加量的合理投加。3．2溶液池配药控制模块溶液池配药工艺如图3所示，l#和2#原液池用来存放混凝剂。设置两个原液池是为了保证原液池维护修理时不会影响净水的正常进行。具体使用哪个原液池需要人工选择。[收稿日期】2010—12—02【作者简介】杨舜杰，男。1982年生，毕业于上海同济大学，本科学历，助理工程师。F毛b．20l以太网无线通信ModBus至电力保护器一一一一一一一‘一一一r一一一‘3．1万方数据第1蠹：篇1芎刖杨眠水厂分布式网络控制系统研究与开发e电磁阀电动阀手动阀提升泵No．1(TotalNo．179)l#和2#溶液池用来存放配置好的混凝剂，它们也是进行混凝剂配制的场所。某一溶液池进行配置前须先关闭切换阀并根据目标溶液的浓度汁算所需加注混凝剂原液量。配制时，首先打开相应的进药阀，待进药阀开到位时启动提升泵，混凝剂在提升泵作用下通过管道流进溶液池，开始加注；加注量达到预先计算的值后，关闭提升泵，关闭进药阀并打开进水阀，开始加水；加水至池满后关闭进水阀，完成一池混凝剂的配制过程。目前两溶液池切换阀的状态和溶液池液位进行状态的转换；菪为手动模式，则转换到手动模式状态。系统运行时如果操作人员进行了手动及自动模式的切换，那么无论系统处于何种状态下都将先切换到初始状态，然后再按图4中的关系进行状态切换。3．4溶液池投药控制模块溶液池投