1  項目概述

福建某水廠建設(shè)規(guī)模為3萬噸/天，其生產(chǎn)系統(tǒng)包括原水管道，線路長約372m，凈水廠一座，出廠輸水管道DN800，線路長約5.24km，主要采用了投加固體聚合氯化鋁及（PAC）、折板反應(yīng)斜管沉淀池、V型濾池、加氯等工藝。生產(chǎn)設(shè)施由一級泵房、折板反應(yīng)斜管沉淀池、V型濾池、吸水井、清水池、二級泵房、加藥間、高配間組成。

2  臺達(dá)方案

該水廠生產(chǎn)系統(tǒng)的控制方案采用了臺達(dá)提供的設(shè)計方案，包括3套AH500-EN、1套AH510-EN、6套28SV+EN01以及臺達(dá)的7寸和10寸的人機(jī)界面、二泵房6臺CP2000變頻器（90kw+160kw）。整個系統(tǒng)拓?fù)鋱D（主干網(wǎng)采用光纖環(huán)網(wǎng)）如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

3  系統(tǒng)配置

取水泵站控制站（1PLC）：1PLC站設(shè)置在取水泵站控制室。

監(jiān)控范圍：取水泵站各主要設(shè)備及相關(guān)工藝儀表參數(shù)等。

主要設(shè)備：用于自動控制、工藝參數(shù)采集和網(wǎng)絡(luò)連接的PLC系統(tǒng)，包括CPU模塊（28SV+EN01）、電源模塊、DI、DO、AI模塊和各種網(wǎng)絡(luò)通訊接口適配器等；一臺現(xiàn)場顯示觸摸屏；主要采集進(jìn)水泵的循環(huán)控制及液位的監(jiān)視等數(shù)據(jù)，程序中設(shè)置了泵控制的功能塊，方便調(diào)用模擬量轉(zhuǎn)換的功能塊。

主要功能：監(jiān)視和控制取水泵站各主要用電設(shè)備自動、運(yùn)行、故障等狀態(tài)；收集在線檢測儀表等相關(guān)信號。

表1 一泵配置

加藥間控制站（2PLC ）：

監(jiān)控范圍：加藥間、加氯間、反應(yīng)沉淀池各主要設(shè)備及相關(guān)工藝儀表參數(shù)等。

主要設(shè)備：用于自動控制、工藝參數(shù)采集和網(wǎng)絡(luò)連接的PLC系統(tǒng)，包括CPU模塊、電源模塊、DI、DO、AI、AO模塊和各種網(wǎng)絡(luò)通訊接口適配器（510EN+5塊16AM+4個16AN+2塊08AD+2塊08DA+10SCM）等；一臺現(xiàn)場顯示觸摸屏；主要使用SCD檢測值來控制加壓泵的沖程和頻率來控制加藥量，以及切換各種出口電動閥等。

監(jiān)視和控制加藥間、加氯間、反應(yīng)沉淀池各主要用電設(shè)備自動、運(yùn)行、故障等狀態(tài)信號。由于二氧化氯加氯采用西門子控制系統(tǒng)S7-226CN系統(tǒng)，所以采用10SCM完成Modbus通信跟S7-200通訊控制加氯設(shè)備；收集在線檢測儀表等相關(guān)信號。

2PLC站I/O點： DI：57；DO：51；AI：15；AI：4。

圖2 2PLC站I/O配置配置

圖3 控制柜

濾池控制站（3PLC）：

監(jiān)控范圍：濾池各主要設(shè)備及相關(guān)檢測儀表信號等。主要設(shè)備：3PLC站的主要設(shè)備是用于自動控制、工藝參數(shù)采集和網(wǎng)絡(luò)連接的PLC系統(tǒng)，包括CPU模塊、電源模塊、DI、DO、AI模塊和各種網(wǎng)絡(luò)通訊接口適配器等；一臺現(xiàn)場顯示觸摸屏；電源、信號防雷器以及各種隔離器；UPS不間斷電源。濾池控制主站采用10SCM和底下4個28SV濾池子站通過485進(jìn)行PLC-link通信，讀取及控制各個濾池。

監(jiān)視和控制濾池各主要用電設(shè)備自動、運(yùn)行、故障等狀態(tài)信號。

收集在線檢測儀表等相關(guān)信號。

3PLC站I/O點： DI：27；DO：7；AI：3。

圖4 3PLC站I/O配置 

二級泵站控制站（4PLC）：5PLC站設(shè)置在二級泵站控制室。

監(jiān)控范圍：二級泵站、清水池、吸水井各主要設(shè)備及相關(guān)工藝儀表參數(shù)等。

主要設(shè)備：用于自動控制、工藝參數(shù)采集和網(wǎng)絡(luò)連接的PLC系統(tǒng)，包括CPU模塊、電源模塊、DI、DO、AI、AO模塊和各種網(wǎng)絡(luò)通訊接口適配器等；一臺現(xiàn)場顯示觸摸屏；電源、信號防雷器以及各種隔離器；UPS不間斷電源。臺達(dá)6臺出水變頻器（90kW+160kW）通過模擬量（4~20ma）控制水泵的頻率及啟停，監(jiān)控水泵的運(yùn)行狀態(tài)，及清水池位置和出水壓力等參數(shù)。

監(jiān)視和控制二級泵站、清水池、吸水井各主要用電設(shè)備自動、運(yùn)行、故障等狀態(tài)信號；收集在線檢測儀表等相關(guān)信號。

4PLC站I/O點： DI：52；DO：12；AI：17；AI：4。

圖5 4PLC站I/O配置

圖6 二級泵電控柜 

配電間控制站（5PLC）：PLC站設(shè)置于水廠配電間。

監(jiān)控范圍：變壓器、高壓開關(guān)柜、低壓開關(guān)柜、軸流風(fēng)機(jī)及相關(guān)工藝儀表參數(shù)監(jiān)測等。

主要設(shè)備：用于生產(chǎn)過程自動控制、工藝參數(shù)采集和網(wǎng)絡(luò)連接的PLC系統(tǒng)，包括CPU模塊、電源模塊、DI、DO模塊和各種網(wǎng)絡(luò)通訊接口適配器等；一臺現(xiàn)場顯示觸摸屏；電源、信號防雷器以及各種隔離器，UPS不間斷電源。

主要功能：檢測（顯示）變壓器、高低壓柜的運(yùn)行狀態(tài)；以MODBUS總線方式將高壓柜微機(jī)繼保接入PLC，由觸摸屏顯示高壓柜微機(jī)繼保系統(tǒng)采集的參數(shù)、報警信號及有關(guān)圖形畫面，記錄有關(guān)數(shù)據(jù)。

PLC站I/O點：DI：54；DO：10。

圖7 5PLC站I/O配置

CD1A~3CD1D站：設(shè)置于單格濾池。

監(jiān)控范圍：單格濾池各主要設(shè)備及相關(guān)檢測儀表信號等。

主要設(shè)備：3CD1A~3CD1D站的主要設(shè)備是用于自動控制、工藝參數(shù)采集和網(wǎng)絡(luò)連接的PLC系統(tǒng)，包括CPU模塊、電源模塊、DI、DO、AI、AO模塊和各種網(wǎng)絡(luò)通訊接口適配器等；一臺現(xiàn)場顯示觸摸屏；電源、信號防雷器以及各種隔離器。采用28SV內(nèi)部的PID進(jìn)行恒水位控制，控制出水清水閥門開度進(jìn)行水位控制，采集水位、阻塞值、清水閥等開度及各種電動及啟動閥門的開關(guān)及狀態(tài)。

主要功能：監(jiān)視和控制單格濾池各主要用電設(shè)備自動、運(yùn)行、故障等狀態(tài)信號；收集在線檢測儀表等相關(guān)信號。

3CD1A~3CD1D站I/O點：DI：19；DO：7；AI：3；AO：1。 

4  項目運(yùn)行情況

以上各個主站SV+EN01及4臺AH500-EN通過光纖環(huán)網(wǎng)進(jìn)行以太網(wǎng)通信，中控的中央控制計算機(jī)通過組態(tài)軟件Intouch通過modbus-TCP協(xié)議，將現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和控制，然后生成各種需要的生產(chǎn)報表，方便操作人員及調(diào)度人員進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總和控制查詢。經(jīng)過幾個月的試運(yùn)行，各種出廠水的濁度、余氯等指標(biāo)都達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)及業(yè)主的標(biāo)準(zhǔn)，同時各PLC及各種臺達(dá)的元件都正常運(yùn)行。

作者簡介：

張開玉，男，1978年出生，畢業(yè)于福建農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電一體化專業(yè)，工程師職稱，致力于工業(yè)自動化控制、運(yùn)動控制方面的研究，目前在中達(dá)電通有限公司廈門分公司擔(dān)任應(yīng)用工程師一職負(fù)責(zé)機(jī)電自動化類產(chǎn)品技術(shù)支持與推廣。