淺談給水廠自動控制系統

摘 要：以太網技術得到了廣泛的應用，并已成功應用到了給水廠自動控制系統中。本文給出水廠自動控制系統的網絡結構型式，并對給水廠控制系統各主要部分進行討論，為實現給水廠更高水平自動控制提供參考。

關鍵詞：給水廠；自控系統；以太網；中控室

Abstract：Ethernet is used widely，it can be used on autocontrol system of water supply plant.The paper provides a network structure of water supply plant，and discusses the main part of water supply plant for reference of higher level antocontrol.

Keywords：water supply plant；autocontrol system；Ethernet；central control room

人們的生活工作一時一刻也離不開水。給水廠作為重要的基礎設施，其安全穩定的運行對整個社會具有重要意義。提高給水廠自動控制水平具有重要的現實意義。給水廠按水源的不同，可以分為地下水廠和地表水廠。地下水源一般水質較好，取水后適當消毒后便可以送往用戶使用。地表水源由于水質較差，一般需要經過較復雜的處理，才能供給用戶使用。無論什么水廠其控制系統是相似的。

1 工業以太網

工業以太網技術業已廣泛應用于給水廠。它的優點是：1）全開放、數字化網絡，不同廠商設備互聯容易。2）與企業信息網絡無縫連接，形成管控一體化的開放網絡。3）軟硬件成本低廉。4）通訊速率快，千兆網絡逐漸成熟，更快的網絡也在研發。5）可持續發展潛力大。各個廠商都在不斷的研發工業以太網技術。工業以太網在工業過程控制領域的應用必將越來越廣泛。

2 給水廠控制網絡結構

圖1為某給水廠的自控系統網絡結構圖。該控制系統由位于中控室的工控機與各車間的PLC控制子站組成。各控制子站可獨立對所在區域設備進行監控，并將監控信息傳送至中控室內工控機。

3 給水廠中控室部分

中控室是給水廠自控系統的重要組成部分，內設有對整個自控系統監視和管理的工控機。中控室一般設有工程師站和操作員站兩臺工控機，兩臺工控機互為熱備用。中控室內工控機通過光纖以太網與各個現場PLC控制站通訊。

中控室設有激光打印機以便打印統計報表。設有網絡機柜，網絡機柜內有自控系統網絡交換機。中控室還設有視頻監控系統，其硬件包括硬盤錄像機、視頻監控服務器、監視器等設備。攝像機控制信號傳輸至中控室的視頻監控管理服務器上。視頻監控服務器可選擇某一路圖像定點監視，也可選擇多路圖像循環或同時監視。

中控室一般設圖像及信息顯示用大屏幕。顯示大屏幕一般為3種型式，分別為投影儀、LCD拼接屏幕及DLP背投拼接屏幕。其中投影儀最為廉價，顯示效果也最差。DLP背投拼接屏幕顯示效果最好，但價格太高，限制了它的應用。LCD拼接屏幕價格適中，且顯示效果也不錯，因此應用較為廣泛。

4 濾池自控系統

濾池車間是地表水廠進行深度處理的車間。濾池車間的自控系統較為復雜。一般濾池車間由數個格池組成，圖2為由3個格池組成的濾池的控制系統網絡圖。

在每個格池設一個現場控制子站LPLC，該控制子站負責監控相應格池的各個進出水及反沖洗氣動閥門，并采集各格池液位和出水濁度信號。各現場控制子站通過Profibus DP現場總線與濾池車間控制主站MPLC通訊。濾池車間控制主站MPLC控制濾池車間的正常運行以及根據時間間隔或各格池的液位對各格池進行反沖洗。控制主站MPLC對反沖洗水泵及風機進行監控，控制反沖洗泵變頻運行。

5 水源地自控

水源地自控是地下水源給水廠自控系統的重要部分。水源地一般距離給水廠較遠，宜就地設深井泵房。水源地控制系統設在深井泵房內。水源井設液位計、流量計及壓力變送器。深井泵房內設PLC控制柜，采集液位、流量及壓力信號，并將信號遠傳至給水廠中控室。中控室可根據液位信號遠程啟停深井泵。

水源地PLC控制柜與給水廠中控室通訊可以通過光纖或無線GPRS兩種方式。通過光纖通訊的方式，通訊信號穩定可靠，但需要敷設光纜，投資大。采用無線GPRS方式，通訊信號不如光纖可靠，但投資要小的多。應根據實際情況選擇通訊采用光纖還是無線GPRS。

6 結論

隨著以太網技術的發展，以太網技術必將深入應用于給水廠自動控制系統中。可靠性是給水廠自控系統首先要考慮的要素。在滿足可靠性前提下，系統的經濟性也應適當考慮。先進的控制技術應用于給水廠自控系統，將降低整個系統的運行成本，提高水廠自動化水平，促進給水廠管理的現代化。

參考文獻：

[1] 中國市政工程中南設計研究總院有限公司.給水排水設計手冊.第8冊.電氣與自控.第三版[M].2013.

[2] 天津電氣傳動設計研究院.電氣傳動自動化技術手冊.第3冊 [M].2011.

作者簡介：賈立忠（1977-），河北鹿泉人，碩士，電氣工程師，主要從事電氣設計工作。