基于PLC的自來水廠自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

一、引言

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)飛速發(fā)展的今天，綜合國(guó)力一天一天增強(qiáng)，隨著wro的加入，標(biāo)志著我國(guó)各行各業(yè)必須以最快的速度與國(guó)際接軌。城市供水關(guān)系到群眾的切身利益、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、社會(huì)的穩(wěn)定。本文以廈門市海滄供水工程自來水廠為例，結(jié)合工藝流程，介紹PLC系統(tǒng)在自來水廠自動(dòng)化控制中的應(yīng)用。，占地面積4O萬平方米，Et凈水能力6萬噸，包括廠區(qū)、水源泵站和輸配水管網(wǎng)。整個(gè)水廠的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化控制。

二、系統(tǒng)組成

整個(gè)水廠自動(dòng)化系統(tǒng)分為水源站、加藥站、濾池站(包括4個(gè)遠(yuǎn)程I／O)、送水泵站，共4個(gè)工作站，設(shè)有一個(gè)中心控制室。整個(gè)水廠由中心控制室統(tǒng)一調(diào)度。

由于自來水生產(chǎn)工藝主要具有以下特點(diǎn)：(1)各生產(chǎn)工藝段相對(duì)獨(dú)立，單體設(shè)備多。(2)采集的數(shù)據(jù)量大，整個(gè)系統(tǒng)共有數(shù)字量輸入、輸出超過3000路，模擬量輸入、輸出超過1000路，且工藝參數(shù)種類多，包括壓力、流量、溫度、差壓、液位電流、電壓、功率等，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、不可替代性和不問斷性。(4)各工藝段距離遠(yuǎn)，設(shè)備分散，組網(wǎng)相

對(duì)復(fù)雜。根據(jù)以上特點(diǎn)，考慮到系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性、高速度、呵擴(kuò)展性、人機(jī)界面的友善等因素，我們選擇了Rockwell公司的增強(qiáng)型PLC一5／30，PLC一5／30處理器，支持梯形邏輯岡、sFc(順序流程控制)和結(jié)構(gòu)化文本等編程方法；能與1771、1746、1791、1794系列的I／O相兼容，并和通用遠(yuǎn)程I／O鏈路上的具有內(nèi)置遠(yuǎn)程I／O適配器的產(chǎn)品相兼容；可以通過一個(gè)并行I／O鏈路擴(kuò)展本地I／O通訊，用于高速處理的應(yīng)用；可以用DH+(增強(qiáng)型數(shù)據(jù)高速公路)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程編程和傳輸信號(hào)；帶可組態(tài)的RS一232一C／422一A／423一A口，用于編程。DH+網(wǎng)絡(luò)，是世界上最廣泛使用的工業(yè)局域網(wǎng)之一，它是最早為可編程序控制器提供遠(yuǎn)程編程、組態(tài)、排除故障的控制網(wǎng)絡(luò)．通過它所支持的多種產(chǎn)品的成功應(yīng)用，已經(jīng)證明了這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通用性。在DH+網(wǎng)絡(luò)上，您可以連接99個(gè)DH+鏈路，在雙絞線電纜上，每個(gè)鏈路能以57．6Kbit／s的速率傳輸數(shù)據(jù)，傳輸距離遠(yuǎn)至10，000英尺。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，上位機(jī)只是人機(jī)界面和對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)處理，大大地提高了系統(tǒng)的可靠性。本控制方案全部選用PLC一5／30，對(duì)主要的生產(chǎn)設(shè)備分散控制，同時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)將它們緊密聯(lián)結(jié)，實(shí)現(xiàn)集中管理，降低r故障風(fēng)險(xiǎn)，提高了可靠性。

上位機(jī)監(jiān)控軟件采用Rockwell公司的RSView32軟件，具有在MicrosoftWindows環(huán)境下提供數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、以及信息管理等功能，它是為有速度和可靠性要求的工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，這個(gè)軟件使用一個(gè)開放型平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)能給您開放型數(shù)據(jù)庫(kù)連接性能(ODBC)以及OLE和DDE性能。

它包括-I一個(gè)功能齊全的目標(biāo)定位式(object—Oriented)圖形編輯器以及報(bào)警、作趨勢(shì)罔、事件檢測(cè)、數(shù)據(jù)登錄、保密措施、通訊、和有150、300、500或32000個(gè)標(biāo)簽的開放型數(shù)據(jù)庫(kù)。RSView32軟件可以結(jié)合設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和DDE驅(qū)動(dòng)程序～起使用。

下位機(jī)采用RSLogix5編程軟件，它們是32位窗口式梯形邏輯編程軟件包，運(yùn)行于微軟的Windows95，98和WindowsNT環(huán)境，與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合，有助于用戶提高性能、節(jié)約事件、改進(jìn)生產(chǎn)率。

上位機(jī)和下位機(jī)的通訊軟件采用AB公司的RSLinx軟件，它是一個(gè)真正32位的產(chǎn)品系列，在車間級(jí)設(shè)備與各種應(yīng)用軟件之間提供通訊功能。它除了能支持ockwe11的編程軟件、MMI軟件、組合軟件產(chǎn)品以及DDE協(xié)議通訊軟件外，它還支持通過OEMS、VARS開發(fā)的許多流行的工業(yè)應(yīng)用軟件。

三、系統(tǒng)功能

整個(gè)水廠通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)無人值守。中心控制室的功能可以概括為：

·顯示工藝流程圖，全廠實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)顯示及個(gè)設(shè)備工作狀態(tài)、系統(tǒng)狀態(tài)；·全廠設(shè)備的自動(dòng)控制；

·提供手自動(dòng)操作界面；

·實(shí)現(xiàn)畫面及語音報(bào)警；

·實(shí)現(xiàn)操作及系統(tǒng)狀態(tài)記錄、歷史查詢、實(shí)時(shí)曲線、

歷史曲線、報(bào)表打??；

·操作人員管理。

各分站通過遠(yuǎn)程監(jiān)控，具有以下功能：

·顯示各分站的工藝流程圖，動(dòng)態(tài)顯示各模擬量及

設(shè)備狀態(tài)、系統(tǒng)狀態(tài)；

·提供手／自動(dòng)操作界面；

·實(shí)現(xiàn)畫面及語音報(bào)警；

·實(shí)現(xiàn)操作及系統(tǒng)狀態(tài)記錄、歷史查詢、實(shí)時(shí)曲線、

歷史曲線、報(bào)表打??；

·操作人員管理。

四、結(jié)語

本項(xiàng)目是由工業(yè)計(jì)算機(jī)和PLC一5／30組成的集散型控制系統(tǒng)，利用了PLC抗干擾能力強(qiáng)、組網(wǎng)方便、適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的持點(diǎn)，在上位機(jī)能實(shí)現(xiàn)對(duì)全廠生產(chǎn)設(shè)備的控制和工藝參數(shù)的設(shè)置、調(diào)整與監(jiān)測(cè)，滿足大型自來水廠自動(dòng)控制的要求。整個(gè)方案安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，易于編程、操作及維修，在廈門市海滄供水工程自來水廠得到了良好的應(yīng)用。