水厂自动化发展趋势论文

一、系统说明

1.水厂工业控制的特点：1开关量多、模拟量少，以逻辑顺序控制为主，闭环回路控制为辅；2对无故障运行有极高要求；3易于组态的编程；4需要高效互连的网络；5环境比较苛刻。

根据“实用、可*、经济、先进”的原则，采用分级分散控制，集中管理的集控模式，整个水厂的自动化控制系统按照工艺流程及生产区域，分为四个部分：上位计算机监视与控制系统；高速工业以太网网络传输系统；现场控制站单元系统；取水泵站三遥系统。整个系统在保证现场设备各个子控制系统相对独立的前提下，使检测系统、电气系统、遥测系统与计算机控制系统相协调，保证整个自动化控制系统能按工艺要求和操作规程实现设备运行自动化，上位计算机监控管理站实现对整个生产过程的检测、统计分析及管理工作，达到无人职守的目的。

上位计算机监视与控制系统（中央监控管理站）：由两台互为热备的计算机系统构成，其中一台计算机以监控为主（操作员站1），另一台以管理为主（操作员站2/兼工程师），两者通过计算机网络对各分站做到无人职守。两台计算机均使用高性能的工业级控制计算机，通过在计算机上安装专用的工业控制类应用软件平台，实现中文显示界面下的对整个生产工艺流程及设备运行状况的动态显示与监控；动态显示与监控的数据包括：整个水厂工艺处理过程运行状态总貌，系统中主设备的状态、有关参数以及控制回路中过程变量与设定值的偏差等。

上位计算机监控系统经过软件组态，可实现以下的功能：

----信号的指示、报警、处理及警示；

----自动和手动操作；

----实时计算；

----信息记录；

----历史趋势和实时趋势；

----工艺流程图形显示；

----管理报表的生成（定时自动打印）；

----系统误动作的自我监视；

----数据采集和数据处理。

2.高速工业以太网网络传输系统：采用高速现场总线标准TCP/IPMODBUS工业网络传输协议；该协议的基础传输速率为100MB/S，可用多种传输介质，具有传输性能可*、稳定、高速的特点；全开放的特性可保证工厂管理系统和容错系统方便地直接接入到高速工业以太传输网络中去。整个水处理工厂形成一个功能强大的局域网络，容含工业监测与控制系统、工厂MIS系统、工厂容错系统等。当系统需要抗展时，打开实时的任何一个网络连接接口，都可以在线连接到高速工业以太网网络传输系统中去。

3.根据生产区域的不同，将现场控制站部分分为三个子站形式：取水泵站、加药间、滤池和送水泵房。三个现场控制站间互为独立，通过高速工业控制以太网络传输和交换信息。根据每一个子站的大小监测与控制点数的不同，每一个子控制站的PLC控制单元的数量有所不同。现场的不同类型的监测与控制点通过每一个现场控制子站的不同类型的模件单元，实现信号的传送与控制。

4.由于取水泵站一般与净水厂有一段距离，所以取水泵站采用三遥系统，实现远距离采样点信息的传送。三遥系统的监测与采集数据，同样作为高速工业传输网络中的一个子系统，通过传输网络实现信息的交换。

二、自动化控制系统所采用的主要控制设备

根据上述的整个水厂自动化系统的结构图，构成自动化系统的主要设备包括四个部分：

1.上位计算机系统：两台计算机系统，包括有工业用计算机主机，打印机，高分辨彩色监视器，工业控制监控软件；

2.高速传输网络系统：包括网络交换机、传输光缆、以太网网卡等；

3.现场控制站单元系统：包括PLC控制系统硬件、软件、接线附件；

4.取水泵站三遥系统：包括PLC系统和远程通信交换模件。因素的原则，在现场就地设备的选用中可灵活确定。