摘 要：DCS集散控制系統(tǒng)在水行業(yè)正得到廣泛的應(yīng)用，文章針對(duì)水廠DCS系統(tǒng)的一個(gè)子站，描述了送水泵房可編程控制器監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能，基本結(jié)構(gòu)。介紹了軟、硬件設(shè)計(jì)的思想。
關(guān)鍵詞：可編程控制器 自動(dòng)化 實(shí)時(shí) 監(jiān)控
一、引言
目前，我公司已有一水廠、五水廠兩個(gè)水廠和長(zhǎng)大集團(tuán)第八水廠的DCS系統(tǒng)相繼實(shí)施竣工，使水廠生產(chǎn)和管理的自動(dòng)化水平大大提高，本文就構(gòu)成系統(tǒng)的一個(gè)子站——送水泵站，談一談可編程控制器監(jiān)控系統(tǒng)在該站點(diǎn)的建立。送水泵站是水處理工藝的最后一道工序，清水經(jīng)過(guò)它升壓后直接輸送給用戶，所以，怎樣應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)控制技術(shù)，改善和提高送水泵站的自動(dòng)化水平，研制出先進(jìn)的可編程控制器監(jiān)控系統(tǒng)，保障城市供水是我們的主要任務(wù)。
二、系統(tǒng)組成
送水泵站的主要控制設(shè)備為高壓電機(jī)和出水閥門(mén)及改進(jìn)后安裝的排氣電磁閥�？删幊炭刂破魍ㄟ^(guò)對(duì)微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)柜、高壓柜、閥門(mén)控制臺(tái)等設(shè)備和相關(guān)儀表輸出的各種信號(hào)、參數(shù)(如：電流、電壓、出廠水流量、余氯、濁度、水壓、水位等)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、分析、處理，再輸出給控制對(duì)象，利用PC機(jī)，通過(guò)WINCC組態(tài)軟件，做成一個(gè)非常友好、生動(dòng)鮮明的界面，方便地監(jiān)視本站點(diǎn)的生產(chǎn)工況并對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。現(xiàn)場(chǎng)總線PRO-FIBUS把本站點(diǎn)的PLC和PC電腦與其他站點(diǎn)、中控室、廠長(zhǎng)室等連接起來(lái)構(gòu)成一個(gè)工控網(wǎng)絡(luò)。
三、系統(tǒng)功能
通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行操作，對(duì)工藝過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，具備手動(dòng)、單控、聯(lián)控、全自動(dòng)控制功能；
能夠?qū)崟r(shí)地遠(yuǎn)程采集生產(chǎn)設(shè)備的狀況信息，(如手動(dòng)、自動(dòng)、運(yùn)行、故障等)，以及水處理工藝參數(shù)(如流量、壓力、余氯、濁度、水位等)；
對(duì)多種信息、參數(shù)進(jìn)行計(jì)算、分析、處理，設(shè)置超限報(bào)警，上傳等，并形成隨時(shí)間變化的曲線；
各功能模塊的點(diǎn)數(shù)留有10%的余量供備用，必要時(shí)可方便地進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展；
具有網(wǎng)絡(luò)功能的監(jiān)控計(jì)算機(jī)、可編程控制器與各個(gè)子站之間，采用PROFIBUS工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線聯(lián)網(wǎng)通訊，可進(jìn)行有限的子站畫(huà)面相互切換。
能與微機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)通訊，取得各種電運(yùn)行參數(shù)供系統(tǒng)使用。
四、硬件設(shè)計(jì)
1.PLC模塊選取 根據(jù)監(jiān)控要求，該站選用了西門(mén)子SI-MATICS7—300PLC，其模板配置如圖：
A B C D D D E F F
A：電源模塊 PS307
B：中央處理器模塊 CPU315-2DP
C：通訊模塊 CP343-5
D：數(shù)字量輸入模塊 SM321
E：數(shù)字量輸出模塊 SM322
F：模擬量模塊 SM331 2.本站點(diǎn)控制柜(PLC柜)設(shè)計(jì)
考慮到泵站的具體工作環(huán)境和控制應(yīng)用對(duì)象的重要性等因素，對(duì)電源回路加裝了電源凈化器件，由于PLC本身電源容量小，只有幾十毫安至幾百毫安，故外加了一個(gè)開(kāi)關(guān)電源，以滿足中間繼電器、電磁閥、儀表的電容量需求，對(duì)PLC采集的每個(gè)數(shù)字量信號(hào)，在電路上盡可能不與現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備發(fā)生直接關(guān)系，采取隔離措施構(gòu)成單一回路，既保證了本系統(tǒng)的安全，也保障了現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備的安全 。
五、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)應(yīng)用軟件有三套需自行編制開(kāi)發(fā)，他們分別是：
1.監(jiān)控應(yīng)用軟件
它是用SIMATICWINCC組態(tài)軟件進(jìn)行編制的，它的設(shè)計(jì)思想是視窗控制中心，建立在標(biāo)準(zhǔn)個(gè)人計(jì)算機(jī)硬件及Windows98或Windows NT操作系統(tǒng)下，編制了一個(gè)充滿了吸引力的適合于生產(chǎn)工藝過(guò)程的流程畫(huà)面。
2.下位機(jī)軟件
采用SIMA~CSTEP7工具軟件進(jìn)行編程，它可運(yùn)行在個(gè)人計(jì)算機(jī)Windows環(huán)境下，界面友好，并提供了強(qiáng)勁的編程、調(diào)試、診斷等功能。使用結(jié)構(gòu)化功能塊編程方法，編程語(yǔ)言采用了梯形圖(LadderDiagram)和語(yǔ)言表(STL)兩種語(yǔ)言相結(jié)合的方法，將各種功能進(jìn)行模塊化，這樣使程序結(jié)構(gòu)層次清晰，且有部分程序可通用化、標(biāo)準(zhǔn)化以利修改調(diào)試。
3.本系統(tǒng)計(jì)算機(jī)與微機(jī)繼電保護(hù)計(jì)算機(jī)的通訊軟件
考慮到本系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)計(jì)與要求，必須與微機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，以確保系統(tǒng)功能的完善及正常運(yùn)行，該軟件采用 Windows操作系統(tǒng)下的Ⅷ進(jìn)行編程。
六、結(jié)束語(yǔ)
實(shí)踐證明，水廠送水泵房可編程控制監(jiān)控系統(tǒng)的建立，使管理者可以方便地掌握生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)信息，歷史數(shù)據(jù)，機(jī)泵的多項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，為各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)指揮決策、優(yōu)化調(diào)度和水廠運(yùn)行管理，設(shè)備維護(hù)提供服務(wù)，有效地提高了水泵機(jī)組的自保護(hù)功能，嚴(yán)格規(guī)范了設(shè)備操作堆積，杜絕了誤操作事故，確保設(shè)備在安全、經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)下運(yùn)行，得到了用戶的好評(píng)。