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 1） 城(cheng)市(shi)供(gong)水(shui)綜(zong)合(he)自(zi)動(dong)化(hua)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)一(yi)般(ban)包(bao)括(kuo)供(gong)水(shui)總(zong)公(gong)司(si)，水(shui)廠(chang)監(jian)控(kong)站(zhan)，水(shui)源(yuan)井(jing)監(jian)控(kong)站(zhan)，水(shui)網(wang)加(jia)壓(ya)站(zhan)等(deng)。自(zi)來(lai)水(shui)的(de)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)通(tong)常(chang)是(shi)由(you)地(di)表(biao)水(shui)或(huo)者(zhe)水(shui)源(yuan)井(jing)取(qu)水(shui)送(song)到(dao)水(shui)廠(chang)，在(zai)水(shui)廠(chang)經(jing)過(guo)消(xiao)毒(du)、沉澱、過濾等過程後送入城市供水管網，提供給城市居民或者工業用戶等使用。自來水生產流程如右圖所示：
市第二水廠設計總規模為日供水100萬m3, 擔負城市以南大部分鎮區生產和生活用水的供應，首期工程為日供水25萬m3，於1997年4月建成投產，二期25萬m3/d工程即將建成，自控項目主要對一期自控工程進行改造和二期自控工程建設，並為後續擴建預留接口。
淨水廠生產流程：
■ 取水 通過多台大型離心泵將江河地表水抽入淨水廠。
■ 投藥 按一定的工藝要求投入混凝劑及氯氣，達到混凝和消毒。
■ 絮凝 地表水投入混凝劑後的反應，並排出反應後沉澱的汙泥。
■ 平流沉澱 與混凝劑反應後的水低速流過平流沉澱池，以便懸浮顆粒沉澱，並排出沉澱的汙泥。
■ 過濾 沉澱水通過顆粒介質（石英砂）以去除其中懸浮雜質使水澄清，並定時反衝洗石英砂。
■ 送水 通過多台大型離心泵將自來水以一定的壓力和流量送入城市管網。
二、市政供水監控普遍問題
目前，許多城市的供水係統是以地下水為主要水源、多(duo)水(shui)廠(chang)處(chu)理(li)的(de)環(huan)狀(zhuang)管(guan)網(wang)的(de)供(gong)水(shui)係(xi)統(tong)，並(bing)且(qie)存(cun)在(zai)多(duo)個(ge)獨(du)立(li)供(gong)水(shui)板(ban)塊(kuai)，係(xi)統(tong)分(fen)布(bu)區(qu)域(yu)範(fan)圍(wei)大(da)，供(gong)水(shui)公(gong)司(si)的(de)全(quan)局(ju)性(xing)管(guan)理(li)和(he)實(shi)時(shi)監(jian)控(kong)相(xiang)對(dui)困(kun)難(nan)。大(da)部(bu)分(fen)城(cheng)市(shi)已(yi)經(jing)建(jian)立(li)的(de)供(gong)水(shui)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)主(zhu)要(yao)存(cun)在(zai)以(yi)下(xia)幾(ji)個(ge)問(wen)題(ti)：
(1)供水管網壓力不穩定、通訊方式落後、係統相對封閉、沒有建立有效的企業信息共享係統。大多數水廠的供水SCADA係統采用傳統的相對獨立的C／S模式，遠程站點采用電台傳遞供水管網的相關數據和指令，不利於供水公司的集中管理和優化調度以及水廠之間的信息共享。
(2)bufenerjishuichangdezilaishuishengchanjiankongxitongdezidonghuachengdujiaodi，shuichulixitongdekekaoxingjiaocha，waishugongshuicaiyongluohouderengongkongzhifangshi，langfeiledaliangderenlihewuli，erqiedaozhiguanwangyalibuwending，gongshuigongsiwufajishiliulanshuichangdeshengchanshuju。
(3)部bu分fen水shui廠chang的de供gong水shui監jian控kong係xi統tong的de冗rong餘yu性xing不bu高gao，操cao作zuo模mo式shi過guo於yu單dan一yi，經jing常chang由you於yu一yi台tai設she備bei的de故gu障zhang，而er導dao致zhi整zheng個ge水shui廠chang供gong水shui監jian控kong係xi統tong的de癱tan瘓huan，造zao成cheng嚴yan重zhong的de經jing濟ji損sun失shi。
(4)係(xi)統(tong)依(yi)靠(kao)調(tiao)度(du)人(ren)員(yuan)人(ren)工(gong)發(fa)出(chu)指(zhi)令(ling)來(lai)實(shi)現(xian)優(you)化(hua)調(tiao)度(du)，浪(lang)費(fei)大(da)量(liang)的(de)人(ren)力(li)物(wu)力(li)，調(tiao)度(du)人(ren)員(yuan)則(ze)完(wan)全(quan)依(yi)靠(kao)個(ge)人(ren)經(jing)驗(yan)進(jin)行(xing)調(tiao)度(du)。因(yin)此(ci)，當(dang)係(xi)統(tong)出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)時(shi)，調(tiao)度(du)人(ren)員(yuan)很(hen)難(nan)及(ji)時(shi)發(fa)現(xian)和(he)處(chu)理(li)。
三、建立汙染源綜合監測監控係統的體係結構
係統采用生產管理監控級﹑現場控製級和就地控製級三層網絡結構。
生產管理監控級用於監控全廠的整個生產過程，采用了力控的分布式和B/Sjiegou。fuwuqicaiyonglikongfenbushixitong，tongguoguangxianhuanwangwanchengduizilaishuichulichanggegongyiliuchengduandejizhongguanli，kejinxingxitonggongnengzutai，jiankongbaojing，liansuokongzhi，canshuxiugaishezhi，baobiaoshengcheng，quxianzhaxundenggongneng。jiyuxitongxuqiu，youzengsheyijikehuduan，kezaichangchangshihuocaozuoyuanzhanduifuwuqijinxingfangwen。
現場控製級分若幹個PLC子站，分別對廠內設備及監控點進行控製﹑監測，采集信號並將有關汙水處理廠的運行情況上傳至生產管理監控級。
就地控製級為現場控製箱，可實現設備的就地控製。
係統主要功能
◆ 在線監測及數據采集顯示功能
◆ 遠程自動控製和網絡通訊功能
◆ 檢測數據分析﹑管理功能
◆ 係統監測及故障報警功能
四、水處理監測監控係統解決方案
由於自來水生產工藝主要具有以下特點：
■ 各生產工藝段相對獨立，單體設備多；
■ 采集的數據量大且種類多，但上下遊相關聯的生產參數少；
■自來水生產具有連續性、不可替代性和不間斷性；
■各工藝段距離遠，設備分散，組網相對複雜。
根據以上特點，本係統選用OMRON的中小型PLC對各工藝段或設備分散控製，通過OMRON Protocol和Controller Link組成網絡，各工藝段控製室和中控室設置上位機，構建人機界麵進行生產管理和對生產數據進行後續處理。
監控係統的硬件配置為：上位機選用高可靠性的微型計算機，擴展了Controller Link 支持卡3G8F7 CLK211-E, 配置有8套中型PLC OMRON C200HG，1套OMRON CS1H，8套小型PLC OMRON CQM1，8套CPM2A ，全部中型PLC和上位機通過Controller Link線纜通信單元CLK21和操作站上擴展的通信單元3G8F7-CLK21-E組成Omron Controller Link網絡，小型PLC通過OMRON Protocol與相關功能間的中型PLC相聯。OMRON公司的Controller Link網絡是OMRON主要的FA（工廠自動化）級別的網絡，是一種使用令牌總線通信的網絡，網絡中的每個節點都可作為主站進行數據的發送和接收。
通tong過guo設she置zhi數shu據ju鏈lian接jie，節jie點dian間jian可ke以yi自zi動dong交jiao換huan預yu置zhi區qu域yu內nei數shu據ju。該gai網wang絡luo中zhong控kong製zhi通tong信xin的de節jie點dian稱cheng為wei發fa牌pai單dan元yuan，它ta控kong製zhi令ling牌pai，檢jian查zha網wang絡luo和he執zhi行xing相xiang關guan的de任ren務wu。這zhe種zhong總zong線xian型xing拓tuo撲pu結jie構gou具ju有you最zui大da的de靈ling活huo性xing，易yi於yu擴kuo充chong和he維wei護hu，滿man足zu了le係xi統tong可ke擴kuo展zhan性xing要yao求qiu。由you於yu采cai用yong了le分fen布bu式shi控kong製zhi技ji術shu，可ke確que保baoController Link網絡不會因某個站點故障而崩潰，提高了係統的穩定性。本係統中采用屏蔽雙絞線作為Controller Linkwangluodetongxinjiezhi，zhenggewangluoyouwangqiaofenchengliangduan，zhuyaoshiweilemanzuqiduitongxunjulideyaoqiu，tongshikeshiyingyihoukuozhandexuyao。youyugejiedianjulijiaoda，chuanshusulvshewei500kbps，可滿足係統實時性要求。本控製方案全部選用中小型PLC，對dui主zhu要yao的de生sheng產chan設she備bei分fen散san控kong製zhi，同tong時shi利li用yong網wang絡luo將jiang它ta們men緊jin密mi聯lian結jie，實shi現xian集ji中zhong管guan理li，降jiang低di了le故gu障zhang風feng險xian，提ti高gao了le可ke靠kao性xing，是shi一yi種zhong經jing濟ji可ke行xing的de方fang案an。 在取水及送水工藝段上，主要設備都為多台大型離心水泵和10kV高壓直流電機，因此每一高壓配電櫃選用一台Sepam2000 （施耐德生產，專用於配電櫃控製的小型PLC） 進行數據采集和控製，通過RS485接口連成網絡，由控製室的OMRON C200HG中型 PLC利用OMRON Protocol協議與它們通訊，對其讀寫數據和進行統一調度，這樣可以節省大量的數據采集電纜，而且當某台PLC發fa生sheng故gu障zhang時shi可ke以yi方fang便bian斷duan開kai而er不bu影ying響xiang其qi他ta設she備bei的de正zheng常chang生sheng產chan。對dui於yu沉chen澱dian池chi排pai泥ni車che的de控kong製zhi，由you於yu排pai泥ni車che在zai長chang達da近jin百bai米mi的de沉chen澱dian池chi上shang前qian後hou移yi動dong，因yin此ci其qi控kong製zhi所suo用yong小xiao型xingPLC利用電台與控製室間的C200HG通過RS232接口進行1：N通訊，電台型號為MDS-SCADA-24810，為直接數字調製解調電台，工作頻率範圍在2.4G～2.4835GHz，支持標準的異步通訊協議，工作穩定可靠，協議同樣采用OMRON Protocol，軟件用OMRON-CX-Protocol編製。二期濾池選用多個小型PLC（OMRON CQM1H）分散控製，可以較好地解決因控製設備故障而造成全部濾池停產的問題。
程序結構
本係統全部設備的控製都由PLC來完成，PLC程序利用OMRON-CX-Programmer軟ruan件jian編bian製zhi。在zai各ge工gong藝yi段duan及ji單dan體ti設she備bei其qi控kong製zhi程cheng序xu亦yi相xiang對dui獨du立li，部bu分fen相xiang同tong的de工gong藝yi采cai用yong子zi程cheng序xu模mo式shi，因yin此ci程cheng序xu結jie構gou比bi較jiao簡jian單dan，調tiao試shi和he維wei修xiu方fang便bian。
人機界麵
該係統人機界麵以組態軟件QTOUCH3.0為平台開發，由若幹個畫麵組成：總畫麵（水廠水處理工藝）、各係統工藝圖、報警窗口等。為增加畫麵的可讀性和可觀賞性，主要畫麵均采用立體圖形式（用3ds、flash等軟件繪製），在畫麵的相關位置顯示該設備的所有主要運行參數。設備的控製通過點擊該設備進入，shift+鼠標左鍵可打開該設備的幫助文件，包括設備檔案、運行規程等。QTOUCH與OMRON PLC的通訊由OMRON的FinsGateway和Intellution 的驅動程序OMF或OMR完成，這是整個係統正常運行的關鍵。
■ 總畫麵：表現的是整個水廠的水處理工藝（立體圖形式），從取水、投藥、投氯、絮凝沉澱、過濾到供水。在相關位置顯示水處理的各主要控製參數以及重要設備的主要控製參數，可以點擊進入各分站。
■ 各係統工藝圖：主要有取水工藝圖、投礬工藝圖、投氯工藝圖、絮凝池、排泥車、濾池、送水工藝圖、高低壓配電圖等。除配電圖外，均采用立體圖形式，畫麵直觀醒目，而且能夠表達比平麵圖更豐富的信息。
■ 報警窗口：所有報警顯示的同時，喇叭會一直響到確認為至。也可以按需要分類顯示。
■ 設備控製參數設定：參數設定時會檢查輸入參數是否正確（錯誤參數不能輸入）、參數有無正確下載至PLC，如果出錯會報告操作人員。
■ 生產報表：分生產情況（設備運行參數）、生產統計兩種報表。老係統沒有生產情況報表，生產統計報表也不能正確生成。針對這種情況，我們全麵修改了PLC程序，並且為節省存儲空間和查詢方便起見，將平時的生產數據都存放在曆史數據庫裏，在需要時可即時生成報表。
■ 曆史曲線：可ke查zha詢xun全quan廠chang所suo有you主zhu要yao運yun行xing參can數shu的de曆li史shi情qing況kuang。為wei便bian於yu設she備bei運yun行xing情qing況kuang分fen析xi，可ke以yi在zai同tong一yi畫hua麵mian下xia同tong時shi顯xian示shi設she備bei的de曆li史shi運yun行xing情qing況kuang與yu當dang前qian的de運yun行xing情qing況kuang以yi作zuo對dui比bi。
■ 為防止設備控製出錯，所有設備分別有中控（中控室上位機控製）、現控（現場車間上位機控製）、自動、就地（設備不受PLC控製）4種控製方式，可以隨需要隨時轉換。
■ 全廠的所有工作站都可看到全廠的運行情況。
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