(浙江省海寧市自來水公司，浙江 海寧 314400)
關鍵詞：水廠工藝
、加氯、過濾、控製係統、智能化、容錯、Premium PLC
一
、水廠工藝簡介 (1)水廠工藝流程
海寧市第二水廠設計供水規模10萬噸/日
，一期工程5萬噸/日於1999年7月投入使用。2004年4月二期工程常規處理開工建設，於2005年6月投入使用，同年10月，10萬噸/日深度處理工程開工建設，於2006年8月19日正式通水。
二水廠由於源水水質較差

，處理工藝相對複雜，首先是預處理、然後通過常規平流沉澱
、過濾
、提升、臭氧接觸最後經過活性炭濾池進入清水池。
(2)自控係統介紹
一期工程整個PLC網絡采用施耐德的FIPWAY網絡結構，濾池部分采用UNITELWAYwangluojiegou。congxitongyunxingdeqingkuanglaikan，zongtibijiaomanyi，jiushilvchibufenyoushihuichuxiantongxunzhongduandexianxiang。erqigongchengkaishihou，youyujisuanjiruanyingjianjishudexunsufazhan，tebieshiwangluojishudefazhan
，gongyeyitaiwangjishuzaikongzhixitongzhongdedaoleguangfandeyingyong。womenkaolvduizhenggezikongxitongjinxingshengji
，changqudezhuganwangluocaiyongguangxianyitaiwang，zheyangkeyizuidaxiandudebimianganrao，erqiechuanshusuduyedadajiakuai。ranhoubalvchidewangluoshengjiweiFIPWAY結構
，整個網絡結構如圖：
congtuzhongkeyikanchu
，guangxianwangluoshangzhuzhanyoujiayao，songshuibengfang，lvchifanchongxi，tishengbengfang，xingufengjifang
，wunituoshuijifang。shalvchihehuoxingtanlvchidouyoufanchongxibengfangdePLC通過FIPWAY通訊模塊進行通訊，取水泵和老的鼓風機都由加藥間通過FIPWAY通訊模塊進行通訊。整個網絡看上去比較簡潔
，可靠，安全性也不錯。網絡主站還安裝了浪湧保護器
、在線UPS等保護裝置，以避免電網對PLC的衝擊。上位機采用了SQL數據庫，增加了數據服務器，在便於查詢的同時提高了數據的可靠性。
二
、關鍵工藝點程序設計
zaiquedingyingjianjiagouyihou，ruanjiandebianzhixiandeyouqizhongyao
，tazaizhenggexitongzhongqidaodezuoyongchaoguoyingjian
，xianzaizhengzaixiangzhinenghuafangxiangfazhan。duiyushuichanglaishuo，kongzhideguanjianshijiayaoxitonghelvchifanchongxiheguolvxitong，zaizhecizikongxitongchengxudeshejiguochengzhong

，zhelianggefangmiandouyousuobianhua。
(1)加藥係統程序設計
對於加氯係統，我們取消了加氯機自帶的調節裝置，因為現在的PLC完wan全quan有you能neng力li實shi現xian這zhe些xie功gong能neng，節jie省sheng了le硬ying件jian上shang的de投tou入ru。但dan是shi程cheng序xu的de實shi現xian一yi方fang麵mian需xu要yao有you好hao的de數shu學xue模mo型xing，也ye需xu要yao程cheng序xu人ren員yuan在zai使shi用yong過guo程cheng中zhong根gen據ju實shi際ji情qing況kuang對dui參can數shu進jin行xing反fan複fu修xiu改gai
，以yi達da到dao比bi較jiao理li想xiang的de狀zhuang態tai。在zai加jia礬fan程cheng序xu的de設she計ji上shang
，除chu了le流liu量liang配pei比bi外wai，我wo們men還hai引yin入ru了le模mo擬ni斜xie管guan以yi及ji沉chen澱dian水shui濁zhuo度du作zuo為wei反fan饋kui信xin號hao

，調tiao節jie加jia礬fan泵beng的de頻pin率lv更geng好hao的de控kong製zhi礬fan液ye投tou加jia量liang。
(2)濾池係統程序設計
關鍵是濾池程序的設計，對出廠水質的影響至關重要。濾池程序設計主要是兩部分，一是反衝洗
，通過主PLC與濾池PLC協調工作來完成，一般情況是氣水反衝洗控製包括兩部分:第1部分為公共反衝洗設備控製，由公用PLC和濾池PLC子站配合實現設備的順序啟停控製。對每格濾池子PLC上送的“請求衝洗”申請的次序，組成一隊列，並按次序啟動各格濾池子PLC共同自動完成反衝洗過程。當有多個濾池同時發出“衝洗”請求時，公用PLC采用FIFO堆棧原則，即先進先出原則進行排隊衝洗。FIFO1處理人工請求，FIF02處理自動請求，FIF01優先於FIFO2；第2部分為氣水反衝程序控製

，當某格濾池滿足反衝洗條件時，即進入自動反衝洗程序:關閉進水閘板閥，待濾池水位下降到一定值時關閉清水出水閥，開排水閥，起動鼓風機，開氣衝閥，進行氣衝;約4 min後起動反衝洗泵
，打開水衝洗閥
，進行氣水混合衝洗;約4 min後停鼓風機和氣衝閥，單獨進行水衝洗
，約2 min後停反衝洗泵和水衝洗閥，開餘氣釋放閥10 s，排(pai)除(chu)管(guan)道(dao)內(nei)的(de)餘(yu)氣(qi)，關(guan)閉(bi)排(pai)水(shui)閥(fa)，完(wan)成(cheng)一(yi)次(ci)反(fan)衝(chong)洗(xi)過(guo)程(cheng)。再(zai)開(kai)進(jin)水(shui)閘(zha)板(ban)閥(fa)
，待(dai)濾(lv)池(chi)水(shui)位(wei)上(shang)升(sheng)至(zhi)一(yi)定(ding)值(zhi)時(shi)開(kai)清(qing)水(shui)出(chu)水(shui)閥(fa)，濾(lv)池(chi)進(jin)人(ren)正(zheng)常(chang)過(guo)濾(lv)階(jie)段(duan)。
濾池的控製也包括兩部分。第1部分根據濾池水位
，通過PLC編程模擬PID調(tiao)節(jie)程(cheng)序(xu)，調(tiao)節(jie)清(qing)水(shui)出(chu)水(shui)閥(fa)開(kai)度(du)以(yi)保(bao)證(zheng)濾(lv)池(chi)恒(heng)水(shui)位(wei)恒(heng)速(su)過(guo)濾(lv)

，這(zhe)一(yi)方(fang)麵(mian)應(ying)該(gai)得(de)到(dao)足(zu)夠(gou)的(de)重(zhong)視(shi)，根(gen)據(ju)最(zui)新(xin)的(de)理(li)論(lun)，濾(lv)池(chi)過(guo)濾(lv)水(shui)位(wei)變(bian)化(hua)越(yue)小(xiao)
，對(dui)水(shui)質(zhi)的(de)穩(wen)定(ding)越(yue)有(you)效(xiao)，以(yi)前(qian)由(you)於(yu)硬(ying)件(jian)設(she)備(bei)的(de)限(xian)製(zhi)很(hen)難(nan)達(da)到(dao)設(she)計(ji)要(yao)求(qiu)，現(xian)在(zai)由(you)於(yu)硬(ying)件(jian)技(ji)術(shu)已(yi)經(jing)相(xiang)當(dang)成(cheng)熟(shu)
，PLC的de運yun算suan速su度du和he穩wen定ding性xing大da大da提ti高gao
，軟ruan件jian的de功gong能neng也ye達da到dao了le一yi個ge新xin的de水shui平ping，因yin此ci有you必bi要yao對dui濾lv池chi恒heng水shui位wei采cai取qu足zu夠gou的de重zhong視shi
，經jing過guo反fan複fu調tiao試shi，我wo們men現xian在zai濾lv池chi水shui位wei控kong製zhi在zai-5cm到+5cm之間；濾池控製的第2部分是根據水位變化的情況以及水頭損失的參數確定衝洗的時間。
三、控製係統特點：
(1) 技術先進。
控製係統主要選用法國施耐德（Schneider）公司最新研製的Modicon Premium 係列PLC作為主要的控製器。該係列PLC是施耐德公司近年主推的中檔PLC產品，采用成熟、先進的技術。價格適中
，非常適合於10萬噸左右的水廠使用，該係列PLC已經成熟地應用到國內外許多領域。
(2) 操作簡便
、可靠。
全廠的設備可以方便、靈活地在現場手動操作、PLC自動操作和集中程控操作。與同類PLC相比，外殼堅固，做工精致。
(3) 易於維護。
控製係統采用模塊化結構。當某個模塊故障時，可以方便地帶電拔出模塊，然後用新模塊替換
，所以，整個係統的硬件維護非常容易。
(4 )便於擴展。
係xi統tong的de組zu態tai是shi一yi個ge開kai放fang型xing的de結jie構gou，不bu管guan是shi模mo塊kuai，還hai是shi網wang絡luo均jun可ke以yi方fang便bian地di進jin行xing擴kuo展zhan。從cong主zhu控kong製zhi器qi的de性xing能neng來lai看kan，也ye還hai有you很hen大da的de擴kuo展zhan餘yu地di。在zai上shang位wei機ji網wang絡luo上shang，采cai用yong了le標biao準zhun的de以yi太tai網wang，為wei以yi後hou設she備bei的de擴kuo展zhan和he管guan理li網wang絡luo的de建jian立li留liu有you廣guang泛fan的de擴kuo展zhan空kong間jian。
(5) PLC 處理能力。
所選 P LC kongzhiheshujuchulixitongjieshouguochengbianliangdeshuruxinhao
，ranhouanzhaozutaishujudeyaoqiu
，duishurenxinhaojinxingchuli，cunfangdaoxiangyingdeshujukuzhongxianshihuojisuan，chuansongshuchuxin
號至最終控製元件。在 U0 信 號處理方麵
，係統對模擬量提供線性化、補償、累積、開方和報警功能;係統對開關量提供報警和狀態變化的檢測。係統具有調節控製
、聯鎖邏輯、手動操作以及由標準算法或用戶程序組合而成的自動順序控製功能。調節控製功能包括各種PID算法(反饋、前饋
、開關
、比率、超前/滯後等)、標準計算(加、減


、乘、除
、複合運算等)、基本的控製功能(開關、限幅

、高/低選擇等)、自適應控製功能。聯鎖控製功能包括用於調節控製的布爾邏輯和用於開關控製的梯形邏輯;順序控製功能可以執行啟停順序、批pi量liang處chu理li或huo任ren何he預yu先xian定ding義yi的de程cheng序xu步bu驟zhou。現xian場chang控kong製zhi站zhan可ke以yi支zhi持chi來lai自zi現xian場chang設she備bei的de各ge種zhong輸shu人ren和he輸shu出chu信xin號hao，所suo有you的de輸shu人ren和he輸shu出chu電dian路lu都dou能neng防fang止zhi信xin號hao過guo載zai、瞬變和浪湧衝擊。
(6 )通信能力。
通信係統能完成整個控製係統各站之間信息交換，將控製站采集的過程信號送往操作站顯示
、存儲，將操作站的控製指令送往控製站，將控製站的輸出信號送往各終端設備。
(7) 自診斷及容錯。
控kong製zhi係xi統tong具ju有you完wan整zheng的de自zi診zhen斷duan係xi統tong

，在zai上shang位wei機ji操cao作zuo站zhan上shang顯xian示shi自zi診zhen斷duan狀zhuang態tai和he結jie果guo。自zi診zhen斷duan係xi統tong包bao括kuo全quan麵mian的de離li線xian和he在zai線xian診zhen斷duan軟ruan件jian，診zhen斷duan程cheng序xu能neng對dui係xi統tong設she備bei故gu障zhang進jin行xing檢jian查zha。控kong製zhi係xi統tong具ju有you一yi定ding的de容rong錯cuo能neng力li，即ji當dang某mou些xie模mo塊kuai發fa生sheng故gu障zhang後hou
，不bu影ying響xiang整zheng個ge係xi統tong的de有you效xiao工gong作zuo
，具ju體ti表biao現xian在zai:
① 所選PLC產品能夠帶電熱插拔
，模塊故障時，可以任意在線更換而不影響係統工作。
② 主控製器出現故障時，係統輸出也能保持在最後時刻的輸出數值，或是預先設定的故障安全狀態而不影響係統工作。
③ 由軟件設計對各個模塊完好狀態監視，通過上位機操作站就可以看到模塊的工作狀態是否正常，如果出現模塊故障及時報警。
四、運行效果
通過一段時間的使用，係統運行穩定、kekao
，youqishichengxuzhongchongfenkaolvleshijidejingyanshuju
，juyouzhinenghuadexiaoguo，jirongruletongchangsuoshuodezhuanjiaxitong。congzaojialaikan，xingjiabizuiyou

，zaimanzushiyongdetongshichengbenzuidi。



作者：張曉東（1970－），2003年畢業於浙江大學，1993年起接觸PLC，現主要工作是水廠進口自動化係統建設和維護。
聯係地址：浙江省海寧市公園路14號浙江省海寧市自來水公司生計科
郵 編 ：314400
電話：0573－7042515（公司） （小靈通）：

參考文獻：
[1] 施耐德電氣公司. Modicon Premium係列用戶手冊
[2] 江聖輝．中小型PLC在大型自來水廠的應用．自動化儀表2005
[3] 郭鳳文. 水工業自動化控製技術的發展趨勢. 中國給水排水
[4] 曹利人．供水工程自動化控製係統設計．測控技術