模塊化凈水主、從站控制技術(shù)

摘 要 本文通過對模塊化凈水廠控制系統(tǒng)分析，提出了模塊化凈水主、從站控制技術(shù)，并介紹了凈水主、從站控制技術(shù)的特點及凈水處理過程控制系統(tǒng)的標準化。

關(guān)鍵詞 凈水控制主站；凈水控制從站；485總線；DCS分散控制

中圖分類號 U471 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-（2012）112-0190-01

1 概述

生活飲用水的凈化處理一直以來倍受關(guān)注，它不僅是改善居民生活環(huán)境、提高居民生活水平及健康水平的重要手段，還是衡量民生工程的一項重要指標。因此，保證生活飲用水的凈化質(zhì)量至關(guān)重要，而保證水處理質(zhì)量的首要條件是要有可靠的凈水控制系統(tǒng)。

2 模塊化凈水廠凈水主、從站控制技術(shù)

模塊化凈水廠凈水主、從站控制技術(shù)主要是針對凈水處理工藝——混合、絮凝、沉淀、過濾等過程的控制。可分為模塊化凈水控制主站系統(tǒng)和從站系統(tǒng)。能獨立完成單元凈水模塊設(shè)備凈水處理過程的控制系統(tǒng)稱之為模塊化凈水控制從站系統(tǒng)?？刂?、協(xié)調(diào)兩臺及多臺模塊化凈水控制從站系統(tǒng)投入運行、退出的控制系統(tǒng)稱之為凈水控制主站系統(tǒng)。

2.1 模塊化凈水主、從站控制技術(shù)分析

模塊化凈水廠的控制系統(tǒng)采用了模塊化技術(shù)，即一個單元凈水模塊配備一臺模塊化凈水控制從站系統(tǒng)。由凈水控制主站系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制多臺凈水控制從站系統(tǒng)（一般在12臺以內(nèi)）的投入運行或退出，進而實現(xiàn)對凈水系統(tǒng)中的各單元凈水模塊的控制。

凈水控制主站系統(tǒng)與凈水控制從站系統(tǒng)之間采用基于485總線技術(shù)的DCS分散控制方式，通過485總線連接，經(jīng)DP通訊模塊進行數(shù)據(jù)傳送，控制命令傳遞等。如圖2-1。凈水控制主站系統(tǒng)通過485總線由上位微機控制系統(tǒng)——中央控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)、控制，配合凈水廠其它控制系統(tǒng)運行。如圖2-2所示。

圖2-1 模塊化凈水控制主、從站控制示意圖

2.1.1 凈水控制從站

凈水控制從站能獨立完成對現(xiàn)場凈水設(shè)備的直接控制，在凈水控制主站失效的情況下，也能夠通過手動操作使系統(tǒng)正常工作，從而大大提高了供水保證率。同時，凈水控制從站采取了標準化設(shè)計及生產(chǎn)，從而實現(xiàn)了凈水控制從站之間可以實現(xiàn)互為備用，徹底克服了凈水廠控制設(shè)備不能互為備用的缺點。凈水控制從站采用了智能控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、通訊模塊等，從而使凈水控制從站具有很高的智能化。

圖2-2 模塊化凈水廠中央控制示意圖

凈水控制從站其主要功能是完成開關(guān)量信號（如控制閥門的開、關(guān)信號等數(shù)據(jù)）的采集，將這些信號通過485總線經(jīng)DP通訊模塊傳給凈水控制主站進行數(shù)據(jù)分析，并通過凈水控制主站的指令或自身已編程序?qū)ο到y(tǒng)進行控制。

凈水控制從站由PLC、模擬量輸入輸出模塊、采集模塊、DP通訊模塊等組成。其輸入模塊的信號類型可由程序進行選擇，輸出模塊具有直接功率輸出功能，能完成各種常規(guī)及復(fù)雜的控制回路。如圖2-3所示。

圖2-3 凈水控制從站控制示意圖

2.1.2 凈水控制主站

凈水控制主站完成對凈水控制從站上傳的各類參數(shù)的監(jiān)視、參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)分析、計算及保存等操作功能，具有清晰的流程，實時監(jiān)視生產(chǎn)設(shè)備運行情況。針對凈水控制從站所上報的數(shù)據(jù)進行自動分析、記錄，協(xié)調(diào)凈水控制從站的設(shè)備運行。例如各個下位從站的投入、退出，反沖洗排序等操作。凈水控制主站主要由PLC主機、模擬量輸入輸出模塊、DP通訊模塊、總線連接器等擴展組成。

凈水控制主站系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集量主要有：手動/自動工作模式，遙控/近控工作模式，1-12#單元凈水模塊的投入退出信號，1-12#單元凈水模塊的反洗請求信號，1-12#單元凈水模塊的狀態(tài)及故障，反沖洗水泵的工作狀態(tài)，反沖洗水泵的故障信號，清水池水位信號；控制量信號有：反沖洗1泵啟停，反沖洗2泵啟停，1-12#單元凈水模塊的投入退出命令、反沖洗響應(yīng)命令。

對外提供PLC專用DP通訊口與中央控制系統(tǒng)的組態(tài)微機進行數(shù)據(jù)交換；能夠接受組態(tài)微機設(shè)置的清水池水位上限/下限、每臺凈水設(shè)備的投入/退出等參數(shù)，并根據(jù)參數(shù)進行自動工作。當(dāng)清水池水位達到水位下限時，凈水設(shè)備啟動，當(dāng)清水池水位達到水位上限時，凈水設(shè)備停止工作。還可以根據(jù)凈水控制從站的反沖洗請求對各臺設(shè)備的反沖洗進行自動排序，以完成高效運行。

2.2 模塊化凈水控制主、從站技術(shù)的特點

1）模塊化凈水控制主、從站可以進行定型設(shè)計，標準化復(fù)制式的生產(chǎn)，從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量，進而使凈水控制的可靠性大大提高。

2）模塊化凈水控制主、從站由于在控制功能上是完全的一致性，使得凈水控制設(shè)備之間可以實現(xiàn)互為備用，大大提高了供水保證率。

3）模塊化凈水控制主、從站由于采用了模塊化概念的設(shè)計，真正的實現(xiàn)了凈水控制系統(tǒng)在凈水廠的擴建中自由擴展。

4）由于模塊化凈水控制主、從站大量的采用了現(xiàn)代化的各類智能控制元件，如高智能可編程控制器、智能采集模塊、通訊模塊等，使控制實現(xiàn)了現(xiàn)代化、智能化，同時實現(xiàn)了水廠數(shù)據(jù)的資源共享，使凈水廠管理實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化，實現(xiàn)了上級主管機關(guān)對凈水廠透明式管理。

3 結(jié)束語

模塊化凈水主、從站控制技術(shù)不僅實現(xiàn)了凈水廠凈水控制系統(tǒng)的標準化、產(chǎn)品化，更實現(xiàn)了對凈水廠控制的智能化、現(xiàn)代化、資源共享網(wǎng)絡(luò)化。大大提高了凈水廠的運行可靠性，降低了控制故障率，使凈水廠的管理全自動化程度大大提高。真正意義上實現(xiàn)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在凈水廠領(lǐng)域的應(yīng)用。具有國際領(lǐng)先性。