摘要：本文简介了PLC自动化技术在水处理行业中的应用。文中结合GE系列PLC在沈阳水务集团八水厂自动化应用实例来分析PLC在安全運行和经济运行中的重要作用。

关键词：IFIX5.0  水处理  自动化  PLC  工业以太网  GE

前言：

沈阳水务集团有限公司八水厂是沈阳市最大的地表水处理厂，日供水量45万吨，水厂92年建成，当时引进了80年代较为先进的自动化设备——法国施耐德Schneider公司的TE系列PLC产品组成水厂分布式控制系统，由于水厂自控设备连续20多年的满负荷运行，许多设备出现了老化、无备件更换等问题，为保证水厂的自控系统能够正常工作，满足水处理工艺的需求，2012年水厂开始对自控系统进行全面改造。

自动化整个系统以中央控制室为中心，组成三个工业总线网络和一个无线通讯网络，使得管理人员可在第一时间实时、准确地掌握现场设备的运行状况，提高设备的运行效率和可靠性，为整个水厂的安全、可靠运行提供了保证。可编程控制器PLC以其具有数据采集、自动控制、联网通讯等多种功能的优势在整个控制系统中占有重要的地位，在控制层次中起到了承上启下的枢纽作用。此系统的控制思路在现在的水处理过程控制中仍然是主流，此系统的稳定、可靠运行保证了水厂二十年的满负荷运行和较高的产出，水质达到并且超过国家饮用水标准，水量也基本接近设计能力，为我们城市的供水事业做出了贡献。

自动化设备的选型与依据

水厂水处理工艺自动化系统应遵循“集中管理，分散控制，数据共享”的原则，设计选型要先进、安全可靠、经济合理，并能保证系统长期稳定高效地运行。

自控系统的基本构成

水厂自动化系统由两台中央监控计算机和一台数据库管理计算机、一台工程师计算机构成的中央控制站、十个现场控制站及22个分站组成。中控室通过以太网与各plc主站连接通讯。十个现场控制站设触摸屏各一台，用于现场操作和动态显示工艺参数和设备工况。各现场控制站及分站与中央控制室通过环型光纤进行工业以太网连接，组成了一个以网络通讯为基础的集管理、监测、控制一体化的生产系统。

一、中央控制室监测管理系统

监控管理系统采用二台监控计算机与全球最领先的HMI/SCADA自动化监控组态软件——美国GE公司的IFIX5.0实时监控组态软件构成的平台。该平台分为2个操作员站和1个工程师站，安装在中央控制室，用IFIX5.0实时监控组态软件编制的监控程序能够完成整个控制系统的数据采集、控制系统组态、工艺参数的在线修改和设置，可实现远程监控系统中各设备及各种仪表的运行状态和实时参数的采集，使全厂整个生产情况能够在显示器上实时地显示出来，还能实现历史数据查询及调用、系统状态诊断等功能，同时也具备系统报警显示查询、生成数据库、数据报表及打印等功能，不仅使调度指挥人员能够对控制系统进行观察和操作，还能迅速了解现场设备的运行情况，并及时作出正确决策。

二、系统网络构成

自动化整个控制系统采用双路多模光纤构建的工业以太网，由以太网和无线网两层网络组成。采用工业级智能交换机连接新型plc，通过环型以太网与各控制站PLC连接通讯，通过无线网和远程小井PLC连接通讯。以太网既是监控层网络，也是管理层网络，主要由网络交换机、以太网卡、PLC以太网通讯模块等组成。这样中控室和各控制站就实现了基于Tcp/Ip通讯协议进行100Mbps的高速数据通讯。

采用以太网及TCP/IP技术，上位PC机之间与各现场PLC站之间相连进行数据通讯，现场PLC与现场控制器、现场PLC与现场I/O之间，可大大提高信息传输的可靠性及快速性，使系统工作更加快捷、安全可靠。同时有利于系统设备维护、技术更新升级以及系统功能的进一步开发。因为三台电脑是分别从以太网上采集数据，同时又直接从现场PLC取数据，缩短了采集时间，若一台PC电脑出现故障，不会影响到其它计算机的正常运行。同时增设的工程师站监控电脑可保证维修人员第一时间了解设备的故障情况，并可在线查询故障原因和现场状态。

三、分站PLC控制系统

各分站控制系统采用了GE公司Rx3i系列和versamax系列plc作为控制单元。并在重要分站配置了冗余的双机热备，提高控制系统可用性和安全性，为用户提供更加稳定的、安全的控制系统，减少系统停机时间。采用Rx3i系列与versamax系列plc配合搭建的控制系统具有模块化、可扩展的体系结构特点，并可根据不同的性能需求来灵活配置功能多样的控制系统，各分站控制系统配置均包括电源模块、CPU处理器模块、机架、以太网通讯处理模块及模拟和数字输入/输出模块等.

四、稳压井：

稳压井是我们水厂水处理过程的第一道程序，该PLC采用了GE公司Rx3i系列作为主控PLC，采用冗余的热机双备;负责采集进厂水流量、浊度、pH值、水温以及稳压井水池水位、四个管路的加药量等参数，增加1台触摸屏，作为操作人员现场监控的人机界面。

五、沉淀池：

采用RX3i作为主控PLC，重新装配现场控制箱，沉淀池PLC与光纤交换机之间采用双层屏蔽的双绞线连接，沉淀池PLC控制站负责水处理中的沉淀工艺，主要控制空压机和排泥阀，增加现场复位和排泥时间设定、增加储气罐的压力显示、同时检测沉后的PH值、浊度、气路压力等参数。新增1台显示与控制终端-触摸屏，作为操作人员现场监控的人机界面。

六、综合泵房：

采用RX3i系列作为主控PLC，重新装配现场控制箱，回收和排污系统所在的综合泵房PLC与光纤交换机之间采用双层屏蔽的双绞线连接，在实现自动开停回收水泵的前提下新增了自动开停污水泵的功能，增加1台显示与控制终端-触摸屏，作为操作人员现场监控的人机界面。