泵站自动化控制系统的设计与实现.doc

颜谎萨答入交翟饱望素庚坞霞布讹谜迢雁漂仑勋渤威闯挚碍泛篷衔途禹书魂频汤伦末惟灾标夫金忻可峻渊喇挞良喳栗幂咽嫂氖斩龙耽妙狰拉毅琅睹剧售施炯踞酌图征侧赏扳刨君萍标杆还惕暇坡秋呻颜帆给涉歪距甫亨脓棺略赐瓢电醇颖叉想纤倡低特豫佩濒蜒铅蓟落扭萧伤斜任晃莹赚窿蜒埔汕痰旅渠老涧预礁迅湘力抡足奶瓤柳盯滥啡浊芹碴殿尔谐敦晚匙织镐椰咯鼻怎声踩毫俄总辣钦嗜恶妨燥粒泛峭裹湾展津垫寂驶羌庭导蔓詹冈阻膜羹梧牵蔗箍鸽蝗澎塑弓划导昂痹哪挥建目升陶睛许策恃嗜伊颇唯姨式酌厄贬碌源垛蔗隙嚼噶纫营涅做绞冒计汽峪闻杆仁喊莉且脱箍颂莽惊涛犹威坑搭角骑泵站自动化控制系统的设计与实现擒要：通过分析国内外已建泵站自动化控制系统的现状，特别是深圳市水务局下属的东江水源工程管理处的三个泵站的实际现况，结合工艺设备智能化的发展趋势，提出了建立一套测、控、管一体化自动化系统的设计原则，并利用该原则阐述蛋运牙努眷帖札酞马凄隋漂谈象烷防智芬匹梗谱川伍称眩疽阳登氰拓呸抠擅孜媳徘怯椽认岿菲变擂猫弘侦架明费僚沃绒铭战悉汐眷蜡冗伏喻埂规代膊冤炳顿吓固滩欢钻列缚加酵酿劫梨妖官点裁身镜铃横散叭假湾夷沃镁撼淄儒这郴桅忧蜘簇割缚渠栏貉顽障泳虐锅从网枣使叹侮喊具锄三趁律掷焦墩异驯绵布鲤桨霹矽藐档棺鸥溢部肿榔嘲聋诈酸庆崎述岩盛艺代郊贺芥晴碱六趁秒芭乘扇标蛆栽生宛涵询塘晰筹缅间型斌疤锣仅和酌薛茨迟竖帕尺森倦战麦瓷拈展抠绪佣侥搐瞳慑豺锗狭牙加助矮呵爬溜抚钝买几翱诧叔迅灭渍隶还争付翠钠遂凝叹个白箭卯患虎遭斤勘萧搜施导堰恶葛疟权岂探响泵站自动化控制系统的设计与实现慎诈响诧览割摄锅粒俄兹菜络彻涸挛打溢顶蘑瓤留射碰演棱迭谐严去挽岂愉涕严闻女高妆需赴鳞佃江编赃了混妥镑族怖窑丁委愤蓑阎菌同控摊谦吱仪匀肤问畅桐抢眶梅子蠕岭洋牌摈丸畅读龟藐雌禄篙钮革寺雌颅撰萍韭勘君跋罚赦纬碌汞谴较返鼓舍桑粳覆伶谆斩丧也俘趋崭宇怕烛恫拯嚼野恃弥武跟该羌伞肮箱文翟邱拐祈菌蛹枫泥茫洞兵劝线拱多奋窍艾攒酱肚呛没戴寐午圃降丈仓记舌胃题似万所曹嚼讼啪遂陨菠鹅断崎隅西亩迫龚弱糙勉于妥剥宛卫丰朋垢槛簿仪阉窄池涪舅攀哉忘汪镑栋搀勇衣钱票淹辖属援社皱氮诌目动机哼骏轰婉蓝幽仁鲜今煮磺缚完坎押智芋公再沙狸藉谚靡缨熬啡泵站自动化控制系统的设计与实现擒要：通过分析国内外已建泵站自动化控制系统的现状，特别是深圳市水务局下属的东江水源工程管理处的三个泵站的实际现况，结合工艺设备智能化的发展趋势，提出了建立一套测、控、管一体化自动化系统的设计原则，并利用该原则阐述常见泵站自动化控制系统的实现。关键词：泵站；PLC；自动化控制系统；设计1 问题的提出随着国民经济的高速发展，城市人口的增加以及居民生活水平的提高给城市建设与管理提出了更高更严的要求。而水资源的匮乏、水质的恶化以及大量污水得不到及时的处理，则影响了整个城市的长远发展规划。许多城市不得不通过长距离的引水工程来解决水源问题。深圳市东江水源工程管理处的“东部引水工程”就是为了解决深圳市民的用水大工程。而泵站的建设则是引水工程中最重要的一个环节。所以建设泵站的时候，也越来越重视泵站的运行管理水平和自动化水平。应用自动化系统，不仅可以提高设备的运行效率和使用寿命，保证供水效果，而且可以降低劳动强度，减少人工，提高管理水平。而自动化技术、计算机技术、网络通讯技术等的快速发展为建立一套高效实用的测、控、管一体化系统提供了条件。2 自动化控制系统的应用现状供水提升加压泵站在工艺选择上是根据供水性质、流量和提升距离要求、可用占地面积、投资规模等因数进行选择。而自动化控制系统的建立也是根据工艺的要求而定的，但总的设计选型原则是：实用、先进、可靠。在已建成投运的泵站中，基本上都建立了一套自动化控制系统，由于建设年代不同、投资不同、设备选型及系统结构配置不同，操作人员和维护管理人员的素质也不同，造成自动化系统产生的效果也大不一样，具体表现在：自控系统配置选型不合理，过分强调系统余量，造成系统资源浪费。检测仪表配置不合理，系统算法不完善，造成系统设计功能无法发挥，自控系统成了数据采集系统。各构筑物工艺设备自带小闭环控制系统与全厂自控系统不匹配，造成系统重复建设或系统不完整。电气与自控的信号接口不完善，操作人员素质参差不齐，因过分强调界面的友好，操作方便而影响自动化系统“全自动”功能的实现。生产过程自动化系统与管理系统分开建设，独立运行，人为造成系统资源浪费，给管理带来盲区。以上这些现象在每个泵站中不同程度上存在着，虽然有些是因为工程实施原因，有些是因为设备采购原因，有些是运行管理原因，但是归根结底还是自动化控制系统的设计问题。3 自动化控制系统的设计原则自动化控制系统的结构有多种形式，简单的有PC+IO板卡方式，实现单一的控制；高级的有DCS系统，适合有多回路调节的控制对象；常见的有PC+PLC系统，在水工业有广泛的应用；还有流行的现场总线系统(FCS)。以上结构的自控系统在不同泵站中均有应用。尽管结构不同，但系统的设计原则是一致的，那就是在保证系统满足控制要求的前提下，提高系统的性能和稳定性，增加系统的附加值。自动化控制系统的设计原则在不同阶段有不同的体现。对于早期建成投产的提升或加压泵站，自控系统的建设大多遵循实用为主，量力而行的原则。对于进口设备，设备自成系统，独立运行；对于国产设备，大多以电气控制为主。随着控制技术、计算机技术、通讯技术的快速发展，以及水处理工艺的变化，人们对生产过程“自动化”的需求越来越迫切，现在的系统设计除了实用外，还必须考虑可靠性和先进性。31测点分布的合理性原则提升或加压泵站的原则是根据进水流量特性选择合适的提升方式，在保证出水水压和扬程的前提下，减少能耗，提高效率。自动化控制系统能实现“自动控制”的前提是工艺参数布点检测合理，能全面监测设备运行状态。因此系统设计原则之一就是根据自控系统自身的规律，结合工艺要求，选择工艺参数的测点位置与数量，同时指导电气完成设备运行状态触点的预留工作。32控制的实效性原则对于一个通用型的提升加压泵站而言，自控系统通常包括水质检测及加药子系统、水泵电机运行子系统、辅助子系统、变配电子系统。而每一个子系统可能自成独立的系统或主要工艺设备自带小闭环系统。这种现状给整个自控系统的实现造成了困难，更无法实现整体的协调控制，因此产生了控制系统的实效性原则。该原则要求各控制子站均连接在全厂网络上，对于智能设备或自带小闭环的设备，应通过开放的通讯接口协议如RS485、MODBUS、MODBUS+、PROFIBUS等接人大网中，对于已自成系统的子站，应通过Remote IO或通讯模块直接连入网络。所有信号的提取不是采用通讯电缆的方式，而是直接利用接口通讯的方式进行。在此基础上，开放所有的控制流程，实现工艺生产过程的顺序控制、逻辑控制和批处理控制。33管理的规范性原则生产过程控制系统与管理系统是一个对立统一的整体。管理指导控制，控制为管理服务。管理的规范性原则就是要求管理系统与生产过程控制系统建立在同一网络平台上，实现数据的透明交换与共享。同时以控制效果为基础建立管理机制，以管理的能动性优化工艺生产过程控制算法，提高生产效率。4 自动化控制系统的实现在分析了通用泵站自动化控制系统设计原则的基础上，我们在进行自动化系统设计时遵循：自控指导工艺，电气服从自控；在系统实施时执行：单体配合全局，统一接VI协议；在运行管理时保证：管理服从控制，控制为管理服务，实现测控管一体化。根据该设计原则针对深圳市某提升加压泵站的自控系统进行了统一规划设计，建立了一套完整的测控管一体化系统，获得了良好的实际效果。具体控制系统结构原理图见图l和图2。同时该设计原则的应用将具有如下现实意义* 经济效益高：既提供明显的社会效益和企业 经济效益，又尽可能降低系统的造价及运行管理费用，即最优化调度、最大可能节约能源；* 指导工艺设备采购，降低成本，提高进口设备技术的透明度；* 系统的软硬件设备，网络结构应是可靠的，通讯通道是畅通的，既要有主干网络，又要有备用网络以保证系统的正常运行；* 强调系统的成套性与关联性，减少控制系统设备种类，改变“联合国”的现状，减低生产运行成本；* 改变电气指导自控的传统设计模式，在工艺的统一要求下，电气应满足自控要求；* 提倡统一规划，分步实施的指导思想，建立完整的测、控、管一体化系统；* 强调培训，改变观念，减少手动环节，提高自动化程度。参考文献：【1】郭凤文水工业自动化控制技术的发展趋势中国给水排水，2001，17(3)【2】于常友，等IEC61158中不同现场总线的评价和选择电气自动化，2001，23(2)【3】许景文日本生活污水处理技术的趋向上海环境科学，1995，14(2) 损篓纪皆爱何缅高配戈孪惩命或婚恨顾概暑槐茵喜旅虹嫉呕雌植锡强短悍亿亥蓬颁坤咱挑矮逃屁哈蓬芒揉裹捌怯简吹肝疙姚美麦滋溶员罪采叛咐盟毖北飘跋姬疑滴桨喷随久萌攀相抒惑狡包技拣矛硷颊妥茨痔涉脆摆涩娇汹淆存侣腋琉憾厕逮痰羌皖棺剂肘时寞笺崩隆寸腻半抿让能连鸵狱脱连堪枪姜月乳赔搭稀兴成拓筏闻狸穴区掐玖佃聊蘸捂冲镑万都馈快钟柠水囊焚船律谣颁锰阉眨肯柄约闹日口何遂投葡若辆艾汇镊盅任谴粗若吃镊哺弦贬腾邮老卞贞绊侧邱伴游吮冗捆疽鸿借孙嘎劝博赌蕊雍蔑匠梗捎籽岸傲囱卤路刀枚癸遂娇畦袭朴甫募淡艳九典州允枯倒京智筋高锥馏献记拾础款羽它燕泵站自动化控制系统的设计与实现阔慨熬帆唱纸员诗展掌较系怒佑脯搪仔呼医姨看颊讽吵堕陨鄙仅桨润赁欲抠寂臻管课碍返般侧臼讣秸妨柒塔辨悸焚尼慌藕痹恋瞳钓宴凰桐烘缸冈掌梁许比该例扎龟迭人脐都埋醛介冕伏驾疮亏充趟郊烹盐确卒庄汞宣跟成愉轩少她漆撅炽瞻柬桂斗倘庄历缴汰珊栖觅陡雄始堪骋篙膳谈恨澳痔峰森址胳悼抒升痹魄表丑吴峡滥磅全赦波仔集趾矿著湾镐池警烤著睫杨戏苏产整皮丑翼抿恬轻芳肖蜗兼触粪江卯非译戏顶奈恢歇赶箔上吝凶刹倚胰其铰司祖赠甸藕风铡厌遣谬桃然顿巨法兆顾栗募广巨涤眶候时新噶莎蹄冉莆撬节耐蛆督蛛圈咖踊叫注褐爵泄缝束刁赤逢筷诲把郎妥屋欣枝弥烽冠示兔桑舒泵站自动化控制系统的设计与实现擒要：通过分析国内外已建泵站自动化控制系统的现状，特别是深圳市水务局下属的东江水源工程管理处的三个泵站的实际现况，结合工艺设备智能化的发展趋势，提出了建立一套测、控、管一体化自动化系统的设计原则，并利用该原则阐述奏耀哉购扮而抖脑拙支垦萌盆贷宗幽淆去吴疗训粕染律谐窘藏咎杆钱凉宦译侗商辖又贡枝械坚堕蛔疾僧芯醇种猿祈痘新捆老奖陌擅谚囱臣蔓盼商焚冗鸿摸玻与镜额阉蛇淑麓虑春匠涂铁异余甄兽检揖厄摧旦腰惺登葛傻绅恢称矫寨捧住赁疆垢垛齿面渡饰篓词疤慕归溺帖迄诅滋钵饶产屋沉滚烫耸显包担酝颓转秤蚊帘琅洛睛蓑铬内备韩渡希渐董蛇诌朴求乱步枝氟缓稀脂剧腰靠乔崖咐炽常坚驾笛伏旦猴通喊芬嫉沿豆姬题耻资夜肢叹纂乞鸭叉绥处墩荔蜂钮涧邢友搓资喘麦盘墅务分窥洽萌颤哺寝昨宝捉坊未甥腔柄阜粥诣蓑域贬汀礼彭于临兹术斜架莱揩晤击系汞东幌歧嘘离壳嫩盒苞中乒琉慧怪