给水工程自控仪表设计中若干问题的分析及对策.pdf
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1、江苏建筑 2 0 1 0年第 4期 ( 总第 1 3 5期 ) 1 0 9 给水工程自控仪表设计中若干问题的分析及对策 徐 中 宏 ( 南京 市 市政设 计 研究 院有 限责任公 司 , 江苏 南 京 2 1 0 0 0 8 ) 【 摘 要】 在给水工程自控仪表设计中出现 了新老系统衔接、 加氯间设备控制、 水质检测仪表设置等问题, 文章针对这些 问题给 出了解决方案 , 可以为类似的水厂 自控仪表设计提供参考。 【 关键 词 给水工程; 自 控仪表; 网络衔接 ; 加氯间设备; 水质监测 中图分类 T U 9 9 1 2 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 5 6 2 7 0 ( 2 0
2、1 O ) 0 4 0 l 0 9 0 2 An a l y s i s o f Pr o bl e m s i n Aut o ma t i c Co nt r o l S y s t e m a n d I n s t r ume n t S y s t e m De s i g n f o r Wa t e r S u p p l y P r o j e c t a n d S o l u t i o n s XU Z h o n g h o n g ( N a n j i n g M u n i c i p a l D e s i g n a n d R e s e a r c h I
3、 n s t i t u t e C o , L t d , N a n j i n g J i a n g s u 2 1 0 0 0 8 C h i n a ) Ab s t r a c t : I n t h i s p a p e r , t h e s o l u t i o n s o f p r o b l e ms i n a u t o ma t i c c o n t r o l s y s t e m a n d i n s t r u me n t s y s t e m d e s i g n f o r w a t e r s u p p l y p r o j e
4、 c t ,s u c h a s n e t w o r k e x p a n s i o n , c h l o r i n a t i o n e q u i p m e n t s c o n t r o l a n d s e t t i n g u p t h e o n l i n e wa t e r q u a l i t y mo n i t o r i n g s y s t e m a r e g i v e n ,p r o v i d i n g a r e f e r e nc e for t h e s i mi l a r de s i g n o f a
5、u t o ma t i c c o nt r o l s y s t e m a n d i n s t r u me n t s y s t e m for w a t e r s u p p l y p r o j e c t Ke y w o r d s :w a t e r s u p p l y p r o j e c t ;a u t o m a t i c c o n t r o l s y s t e m a n d i n s t rume n t ;n e t w o r k e x p a n s i o n ; c h l o r i n a t i o n e q
6、ui pme n t ;o n l i n e wa t e r q ua l i t y mo n i t o r i n g s y s t e m 0引 言 近年来 随着 国家经济 的快速发展 工业 与居 民用 水需 求 不断扩大 ,同时城市化速度 的加快及 自来 水普 及率的提 高 , 使各地净水厂 的建设 又迎来 了新 的发展时期 。 新一轮的 净水厂建设有两 个特点 : 一是改扩 建项 目多 ; 二是 对水 质的 要求提 高 ,相应 的对水厂 艺各环节 的监测控制 要求 都有 提 高。因此 在水 厂的 自控及仪表设计 中也遇 到了一些新问 题 , 本文就这些新问题作 了分析 , 并
7、提 出了对策措施 。 1 厂级控 制主干网新老系统的衔接设计 在新轮的水厂建设 中有一个 特点 ,就是改 扩建项 目 较多 。一般都是一期 已运 行几年 , 要进行二期 扩建 , 有 少数 是三期 、四期扩建 。在一 期建设时大多 已建成厂级控 制系 统 , 建立了控制网络。 本期控制系统既要 能完成对 本期设 备 的控制 , 又要能与现有系统实现衔接 使之成为一个整体 。 1 1 工程实例概况 某 水 厂 扩 建 项 目 , 一 期 1 5万 m 已建 成 , 二 期 扩 建 3 0 万 m 3 d 。 一期控制系统 已建成 在 中控室设有两 台上位计算 机 、 一台工程 师站 , 在全厂共
8、 设有取水 泵房 、 加药 间 、 滤 池 、 变 电所 及 送水 泵房 5个 P L C分 站 一期 P L C采 用 的是 R o c k w e l l 公 司的 P L C 5 , 厂级控 制 网采用 的是 D H+ 取水泵 房和净水厂之 间通过设在 取水 泵房和滤池上 的无线数传 电 台进行通讯 见图 1 。本期扩建需新建取水泵房 、 沉淀池 、 滤 池 、 加氯 问 、 脱 水机房 并 对 已建 的加药间 和送 水泵房进 行 扩 建 。 1 2 设 计 方 案 的 比 选 ( 1 ) 设计方案一 该方案采用与一期 同品牌 、同系列的控制产 品构筑控 制分站 , 再采用与一期相 同的
9、控 制总线挂到厂级主干 网上 , 这能做到扩建 与已建 部分的无缝连接 。 实施这一方案不可避免地要 遇到一个 问题 ,就 是水 厂 一 期 是 6 、 7年前建 设 的 至今 同品牌 的控 制产 品( 如 P L C ) 已升级换代 , P L C 5系列产品 只少量 生产 价格反而 比功能 更 多 的新 产 品 Co n t r o l L o g i x贵 。 控 制 网络 方 面原 来 水 厂 采 用 的 D H+ 带宽在 1 M 以下 仅用 于厂 内数据 的传 输 。而现 今 主流采用 的网络为 工业 以太网 是近来发展起来 的网络 新 t t 图 1 一期计算机监控 系统图 【 收
10、稿日 2 0 1 0 0 4 0 7 【 作者简介】 徐 中 宏 , ( 1 9 6 7 一 ) , 南 京 市 市 政 设 计 研 究 院 有 限 责 任 公 司 , 高 级 工 程 师 , 国 家 注 册 电 气 工 程 师 ( 供 配 电 ) 。 盈 ” 1 1 0 江苏建筑 2 0 1 0年第 4期( 总第 1 3 5 期 ) 技术 , 其带 宽都在 1 0 0 M 以上 , 既 可传数据 也可传 语音 和 图像 。 在水厂 内多采用交换 式冗余环 网, 在网络每一站点均 有一 台工业冗余 以太网交换机 ,当检测 到网络某处信道发 生故 障时 , 可在几 百毫秒 内重组 网络拓朴结构
11、, 在逻辑上形 成另一个总线通信方式 , 可继续维持整个系统的正常工作。 ( 2 ) 设 计 方 案 二 通过对 控制 产品资料 的仔细研究发现 一般 同一公 司 的控 制产 品都 有向下兼容性 C o n t r o l L o g i x系列产品 中有通 讯模块可直接与 P I 5通讯。据此 又提 出方案二 : 废 除原有 的工业控制网 , 改用交换式工业 以太 网 在本期工程新建 的 取水泵房 、 滤池 、 加氯问 、 脱水机房及扩建的加 药间 、 送水泵 房 内设置现场控制分站l 1 1 , 各分站配置工业冗余 以太 网交换 机和 C o n t r o l L o g i x系列 的
12、 P L C 原厂 内已建的控制分站直接 挂在新建分站的下面 , 将新老系统连成一体。 网络传输介质 采用光纤 , 由于光纤具有体积小 、 信息容量大 、 信号 衰减 小 、 频带 宽 、 抗干 扰能力强 、 传输速度快 、 可靠性 高等一系列优 点 , 同时也解决 了网络 防雷问题 。 取水泵 房和净水 厂之 间依 旧通 过设 在原取水 泵房 和滤池上 的无线 数传 电台进 行通 讯 , 见 图 2。 图 2 二期扩建后计算机监控 系统 图 经过技术性和经济性 比较 , 设计采用 了方案二 , 建成运 行后系统运行 良好 , 扩建系统与原有 系统做到 了无缝衔接 。 l - 3 优化设计要点
13、 ( 1 ) 扩建工程无需 采用老系统 、 老产 品 , 对 于厂级 主干 网 , 建议 废除原有 的工业控制 网, 改用交换式 工业以太 网 控制设 备可采用 同品牌更新换代的新产品。 ( 2 ) 如果 老系 统的 P L C可 以连 以太 网 , 可直 接在该 处 增设交换机 将老 系统 接人新主干 网 , 如果 不行 。 一般 同一 公司的产品都有 向下兼容性 ,可将 已建分站挂在新建分站 下面 实现新老结合。 ( 3 ) 在传输介质上建议采用光纤。 由此组成的系统既采 用了现今技术发展 的最新成果 ,又保证了新 老系统的合理 衔接。既达 到了先进性 , 又满足 了经济性 。 2加 氯
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