1 引言
自動化介入自來水行業(yè)是近年來水廠發(fā)展最顯著的特點，自動化的應用在自來水廠中產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟和社會效益。北方城市新建和擴建水廠主要依靠引進外資和全套設備技術，水廠自動化工藝平均水平較高;而南方城市由于小型水廠多,主要通過改造舊水廠實現(xiàn)水廠自動化。
新和凈水廠由于初期建設和擴建部分的自控系統(tǒng)分開投入，造成生產(chǎn)上的重疊和不便,從某種程度上是準自動化運行，阻礙了生產(chǎn)。為實現(xiàn)整個供水系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度,考慮到性價比與維護方便,項目選擇Schneider公司的Vijeo Look 2.6組態(tài)軟件作為上位機系統(tǒng)的核心軟件系統(tǒng),對現(xiàn)有自控系統(tǒng)進行了改造。
2 系統(tǒng)描述
2.1 系統(tǒng)設計
在設計時既考慮到集中控制的優(yōu)越性，又考慮到檢修和設備故障時現(xiàn)場操作的安全性和即時性，從傳統(tǒng)的PLC和DCS控制轉為PLC和DCS融合控制，采用就地、車間和中控三級控制。
就地控制:在所有電氣設備的現(xiàn)場都設立了現(xiàn)場操作箱進行就地控制，操作箱上設置了“手動、自動”(M/A)的選擇開關，有利于崗位工人操作和檢修設備，也有利于自控系統(tǒng)的調(diào)試，其優(yōu)先控制級別為最高。
車間控制:一方面，上位機能通過各車間的PLC對設備進行自動控制;另一方面,在與中控室脫機、通訊線路出現(xiàn)故障或調(diào)試階段，各分站能獨立利用分站PLC進行控制。
中控室集中控制:中控室能對全廠的生產(chǎn)過程進行控制、監(jiān)視、管理、數(shù)據(jù)處理，能動態(tài)反映各部分的運行狀態(tài)、主要的過程參數(shù)、工藝參數(shù)，產(chǎn)生各種報表。
2.2 系統(tǒng)組成
根據(jù)凈水廠的工藝要求、管理方式和現(xiàn)場I/O的分布情況，本著經(jīng)濟、實用、可靠和技術先進的原則，確定新和水廠的自控系統(tǒng)結構如圖1所示:
圖1 自控系統(tǒng)結構
整個系統(tǒng)共有三個現(xiàn)場PLC站:投加站(加藥、加氯)、濾池站和送水泵房站，各分站PLC均采用Schneider公司的產(chǎn)品;而為了避免電磁干擾影響整個通訊系統(tǒng)質量，各現(xiàn)場控制站與上位機通過光纖組成工業(yè)以太網(wǎng),用TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議通訊;上位機系統(tǒng)平臺為bbbbbbs2000,用Vijeo Look 2.6軟件作為核心軟件系統(tǒng)進行開發(fā),實時顯示各設備的狀態(tài)和水質參數(shù)等。另外，為了使系統(tǒng)更安全可靠，在中控室裝設了UPS不間斷電源和金盾單相避雷電源器。
3 功能設計
3.1 監(jiān)視功能
全廠自動化控制系統(tǒng)以標準的bbbbbbs為操作平臺，圖形化操作界面監(jiān)視全廠制水系統(tǒng)的運行狀態(tài)，提供現(xiàn)場工藝流程、設備狀態(tài)、曲線、報警信息以及參數(shù)狀態(tài)等信息，以形象直觀的動態(tài)圖形方式顯示各監(jiān)控點的狀態(tài)和設備的運行情況，提供修改參數(shù)或發(fā)出指令的操作指示。
3.2 控制與操作功能
能夠根據(jù)通過鍵盤和鼠標的操作即可對現(xiàn)場設備進行控制，如設備的ON/OFF控制、參數(shù)的設置和修改。另外，對系統(tǒng)的操作權限有嚴格的管理，以保障系統(tǒng)的操作安全。
3.3 報警功能
系統(tǒng)能對設備和主要的控制參數(shù)進行異常報警。在報警時顯示終端發(fā)出聲音和閃光提醒值班人員，并提示相應的提示信息和畫面，提醒值班人員作出相應的處理。一旦對報警確認后能消除相應的聲光報警，當故障排除，通過復位鍵消除相應的報警標記。
3.4 通信及優(yōu)化運行功能
系統(tǒng)采用bbbbbbs操作系統(tǒng)，以太網(wǎng)連接和TCP/IP通信協(xié)議,通過ODBC，API等接口方式與其它系統(tǒng)通信、傳送數(shù)據(jù)，并接收其他系統(tǒng)發(fā)出的聯(lián)動及協(xié)調(diào)控制命令。TCP/IP的通訊速率為100Mbps并可擴充至1000Mbps，極大地滿足了系統(tǒng)對通訊速率的要求。
3.5 數(shù)據(jù)庫管理功能
以數(shù)據(jù)庫(DataBase)為核心，能實時反映生產(chǎn)過程的各項參數(shù)、曲線和報警記錄生產(chǎn)日記數(shù)據(jù)，方便查閱和打印日、月、年報表、歷史故障和趨勢圖。
4 軟件組態(tài)
4.1 畫面組態(tài)
圖形顯示以規(guī)范的設備圖形符號為基礎，按實際的車間、操作習慣和要求繪制，本系統(tǒng)設計了加藥、加氯、澄清池、濾池、送水泵房、報警及重要參數(shù)(如濁度、PH、流量、余氯)趨勢和報表等畫面。在畫面中可以看到整個廠區(qū)的平面圖，通過點擊平面圖中的建筑物可以進入到相關畫面進行監(jiān)控;而在畫面的下部是報警顯示欄，當有新報警產(chǎn)生時，報警欄中會顯示出報警相關內(nèi)容，如時間、原因等等;設備狀態(tài)在畫面上用不同的顏色區(qū)分(運行:綠色，停止:白色，故障:紅色)。務求達到界面友好、簡單易用，操作員可方便地了解生產(chǎn)情況和發(fā)現(xiàn)異常情況，進行水質生產(chǎn)過程操作管理。
4.2 數(shù)據(jù)通訊
通過配置I/O Server:OFS (OPC Factory Server)，使上位機和現(xiàn)場控制站(PLC)進行通訊，以此監(jiān)控生產(chǎn)過程。
例如對送水泵房站通訊的配置:先將從現(xiàn)場PLC中將變量表導出為Treated.scy拷到上位機，再運行OFS CONFIGURATION TOOL建立別名，具體如下:
Alias name : 別名名字(Traetedwater);
TCP IP
: 送水泵房站PLC的IP地址(192.168.0.30);
Group Min Update Rate
: 組的最小刷新速率(3000ms);
Server Mode
: OFS服務器的運行模式(選取Control);
SYMBOLS FILE TABLE FILE
: 變量名文件(點擊“瀏覽”選取Treated.scy)。
完成I/O Server配置后，在上位機組態(tài)畫面選取變量名文件提供的變量名(I/O或模擬量)進行鏈接就可以和現(xiàn)場控制站PLC進行數(shù)據(jù)通訊，通過HMI就能夠掌握生產(chǎn)情況。
4.3 數(shù)據(jù)庫組態(tài)
Vijeo Look2.6組態(tài)軟件具有實時數(shù)據(jù)服務器(RTDS)和歷史數(shù)據(jù)服務器(HDS)兩個服務器，正確設置Vijeo Look2.6將數(shù)據(jù)存儲到Access或SQL Server數(shù)據(jù)庫中，如x.mdb(Access)或x.mdf(SQL Server)可方便進行數(shù)據(jù)管理。
4.4 系統(tǒng)安全
Vijeo Look2.6組態(tài)軟件采用了帳號管理機制、分級保護策略，限制不同人員的訪問權限，來實現(xiàn)系統(tǒng)安全。應用系統(tǒng)中每一個操作元素都可以被指定保護級別，當操作員登錄到系統(tǒng)后，應用系統(tǒng)將自動禁止操作者的超級別操作。
在本系統(tǒng)中，設置了兩個級別的訪問權限:系統(tǒng)管理員和系統(tǒng)操作員。系統(tǒng)管理員可以修改系統(tǒng)參數(shù)、畫面組態(tài)、實時監(jiān)控、退出Vijeo Look2.6及對用戶管理;系統(tǒng)操作員可修改參、實時監(jiān)控和退出Vijeo Look2.6。
5 結束語
自改造以來，該系統(tǒng)操作簡便、運行可靠、穩(wěn)定性能好，對穩(wěn)定生產(chǎn)控制、降低能耗、提高生產(chǎn)效率起著積極作用。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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