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 1  項目概述

福建某水廠建設規模為3萬噸/天，其生產系統包括原水管道，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）、折板反應斜管沉淀池、V型濾池、加氯等工藝。生產設施由一級泵房、折板反應斜管沉淀池、V型濾池、吸水井、清水池、二級泵房、加藥間、高配間組成。

2  臺達方案

該水廠生產系統的控制方案采用了臺達提供的設計方案，包括3套AH500-EN、1套AH510-EN、6套28SV+EN01以及臺達的7寸和10寸的人機界面、二泵房6臺CP2000變頻器（90kw+160kw）。整個系統拓撲圖（主干網采用光纖環網）如圖1所示。

圖1 系統拓撲圖

3  系統配置

取水泵站控制站（1PLC）：1PLC站設置在取水泵站控制室。

監控范圍：取水泵站各主要設備及相關工藝儀表參數等。

主要設備：用于自動控制、工藝參數采集和網絡連接的PLC系統，包括CPU模塊（28SV+EN01）、電源模塊、DI、DO、AI模塊和各種網絡通訊接口適配器等；一臺現場顯示觸摸屏；主要采集進水泵的循環控制及液位的監視等數據，程序中設置了泵控制的功能塊，方便調用模擬量轉換的功能塊。

主要功能：監視和控制取水泵站各主要用電設備自動、運行、故障等狀態；收集在線檢測儀表等相關信號。

表1 一泵配置

加藥間控制站（2PLC ）：

監控范圍：加藥間、加氯間、反應沉淀池各主要設備及相關工藝儀表參數等。

主要設備：用于自動控制、工藝參數采集和網絡連接的PLC系統，包括CPU模塊、電源模塊、DI、DO、AI、AO模塊和各種網絡通訊接口適配器（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。

監視和控制加藥間、加氯間、反應沉淀池各主要用電設備自動、運行、故障等狀態信號。由于二氧化氯加氯采用西門子控制系統S7-226CN系統，所以采用10SCM完成Modbus通信跟S7-200通訊控制加氯設備；收集在線檢測儀表等相關信號。

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）：

監控范圍：濾池各主要設備及相關檢測儀表信號等。主要設備：3PLC站的主要設備是用于自動控制、工藝參數采集和網絡連接的PLC系統，包括CPU模塊、電源模塊、DI、DO、AI模塊和各種網絡通訊接口適配器等；一臺現場顯示觸摸屏；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進行PLC-link通信，讀取及控制各個濾池。

監視和控制濾池各主要用電設備自動、運行、故障等狀態信號。

收集在線檢測儀表等相關信號。

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站設置在二級泵站控制室。

監控范圍：二級泵站、清水池、吸水井各主要設備及相關工藝儀表參數等。

主要設備：用于自動控制、工藝參數采集和網絡連接的PLC系統，包括CPU模塊、電源模塊、DI、DO、AI、AO模塊和各種網絡通訊接口適配器等；一臺現場顯示觸摸屏；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，監控水泵的運行狀態，及清水池位置和出水壓力等參數。

監視和控制二級泵站、清水池、吸水井各主要用電設備自動、運行、故障等狀態信號；收集在線檢測儀表等相關信號。

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站設置于水廠配電間。

監控范圍：變壓器、高壓開關柜、低壓開關柜、軸流風機及相關工藝儀表參數監測等。

主要設備：用于生產過程自動控制、工藝參數采集和網絡連接的PLC系統，包括CPU模塊、電源模塊、DI、DO模塊和各種網絡通訊接口適配器等；一臺現場顯示觸摸屏；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、高低壓柜的運行狀態；以MODBUS總線方式將高壓柜微機繼保接入PLC，由觸摸屏顯示高壓柜微機繼保系統采集的參數、報警信號及有關圖形畫面，記錄有關數據。

PLC站I/O點：DI：54；DO：10。

圖7 5PLC站I/O配置

CD1A~3CD1D站：設置于單格濾池。

監控范圍：單格濾池各主要設備及相關檢測儀表信號等。

主要設備：3CD1A~3CD1D站的主要設備是用于自動控制、工藝參數采集和網絡連接的PLC系統，包括CPU模塊、電源模塊、DI、DO、AI、AO模塊和各種網絡通訊接口適配器等；一臺現場顯示觸摸屏；電源、信號防雷器以及各種隔離器。采用28SV內部的PID進行恒水位控制，控制出水清水閥門開度進行水位控制，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及狀態。

主要功能：監視和控制單格濾池各主要用電設備自動、運行、故障等狀態信號；收集在線檢測儀表等相關信號。

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

4  項目運行情況

以上各個主站SV+EN01及4臺AH500-EN通過光纖環網進行以太網通信，中控的中央控制計算機通過組態軟件Intouch通過modbus-TCP協議，將現場的數據進行匯總和控制，然后生成各種需要的生產報表，方便操作人員及調度人員進行數據匯總和控制查詢。經過幾個月的試運行，各種出廠水的濁度、余氯等指標都達到國家標準及業主的標準，同時各PLC及各種臺達的元件都正常運行。

作者簡介：

張開玉，男，1978年出生，畢業于福建農業大學機電一體化專業，工程師職稱，致力于工業自動化控制、運動控制方面的研究，目前在中達電通有限公司廈門分公司擔任應用工程師一職負責機電自動化類產品技術支持與推廣。