一、引言
      本文介紹了由中小型PLC組成的控制系統(tǒng)在廣東南海市第二水廠自控項(xiàng)目的應(yīng)用。南海市第二水廠設(shè)計(jì)總規(guī)模為日供水100萬m3,首期工程為日供水25萬m3，于1997年4月建成投產(chǎn)，二期25萬m3/d工程即將建成投產(chǎn)，自控項(xiàng)目主要對一期自控工程進(jìn)行改造和二期自控工程建設(shè)，并為后續(xù)擴(kuò)建預(yù)留接口。

      二、生產(chǎn)工藝
      本系統(tǒng)應(yīng)用水廠的生產(chǎn)過程如圖一示：

      主要分為以下幾個工藝過程：
（1）取水 通過多臺大型離心泵將江河地表水抽入凈水廠。
（2）藥劑的制備與投加 按工藝要求制備合適的混凝劑，并投入混凝劑及氯氣，達(dá)到混凝和消毒的目的。
（3）混凝 包括混合與絮凝，即地表水投入混凝劑后進(jìn)行反應(yīng)，并排出反應(yīng)后沉淀的污泥。
（4）平流沉淀 與混凝劑反應(yīng)后的水低速流過平流沉淀池，以便懸浮顆粒沉淀，并排出沉淀的污泥。
（5）過濾 沉淀水通過顆粒介質(zhì)（石英砂）以去除其中懸浮雜質(zhì)使水澄清，并定時反沖洗石英砂。
（6）送水 通過多臺大型離心泵將自來水以一定的壓力和流量送入城市管網(wǎng)。

      三、控制方案




　　

      由于自來水生產(chǎn)工藝主要具有以下特點(diǎn)：

（1）各生產(chǎn)工藝段相對獨(dú)立，單體設(shè)備多。

（2）采集的數(shù)據(jù)量大，整個系統(tǒng)共有數(shù)字量輸入、輸出超過3000路，模擬量輸入、輸出超過1000路，且工藝參數(shù)種類多，包括壓力、流量、溫度、差壓、液位、電流、電壓、功率等，但上下游相關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)參數(shù)少。

（3）自來水生產(chǎn)具有連續(xù)性、不可替代性和不間斷性。

（4）各工藝段距離遠(yuǎn)，設(shè)備分散，組網(wǎng)相對復(fù)雜。根據(jù)以上特點(diǎn)，本系統(tǒng)選用OMRON的中小型PLC對各工藝段生產(chǎn)設(shè)備分散控制，利用OMRON Protocol和Controller Link組成網(wǎng)絡(luò)，在各工藝段控制室和中控室設(shè)置上位機(jī)，構(gòu)建人機(jī)界面進(jìn)行生產(chǎn)管理和對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)處理。全廠控制網(wǎng)絡(luò)如圖二示。

　　在取水及送水工藝段上，主要設(shè)備由多臺大型的離心水泵和10KV高壓直配電機(jī)組成，每一電機(jī)由相應(yīng)的高壓配電柜控制，因此為每一面高壓配電柜選用一臺Sepam2000(施耐德生產(chǎn)，專用于配電柜控制的小型PLC)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制，每一泵閥在現(xiàn)場選用一臺OMRON CPM2A用于數(shù)據(jù)采集和控制，通過RS422接口連成網(wǎng)絡(luò)，由控制室的OMRON C200HG中型PLC利用OMRON Protocol協(xié)議與它們通訊，對其讀寫數(shù)據(jù)和進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，這樣可以節(jié)省大量的數(shù)據(jù)采集電纜，而且當(dāng)某臺PLC發(fā)生故障時可以方便斷開其維修而不影響其它設(shè)備的正常生產(chǎn)。對于沉淀池排泥車的控制，由于排泥車在長達(dá)近百米的沉淀池上前后移動，因此其控制所用小型PLC利用電臺與控制室間的C200HG通過RS232接口進(jìn)行1：N通訊，電臺型號為MDS-SCADA-24810，為直接數(shù)字調(diào)制解調(diào)電臺，工作頻率范圍在2.4G~2.4835GHz，支持標(biāo)準(zhǔn)的異步通訊協(xié)議，工作穩(wěn)定可靠，協(xié)議同樣采用OMRON Protocol，軟件用OMRON-CX-Protocol編制。二期濾池選用多個小型PLC（OMRON CQM1H）分散控制，可以較好地解決因控制設(shè)備故障造成全部濾池停產(chǎn)而影響安全供水的問題。整個Controller Link網(wǎng)絡(luò)由中繼器分成兩段，主要是為了滿足Controller Link對通訊距離的要求，同時可適應(yīng)以后擴(kuò)展的需要。系統(tǒng)中生產(chǎn)工藝所要求的全部參數(shù)都由PLC采集和控制，上位機(jī)只是人機(jī)界面和對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)處理，大大地提高了系統(tǒng)的可靠性。本控制方案全部選用中小型PLC，對主要的生產(chǎn)設(shè)備分散控制，同時利用網(wǎng)絡(luò)將它們緊密聯(lián)結(jié)，實(shí)現(xiàn)集中管理，降低了故障風(fēng)險，提高了可靠性，是一種經(jīng)濟(jì)可行的方案。