浅谈给水厂自动控制系统

摘 要：以太网技术得到了广泛的应用，并已成功应用到了给水厂自动控制系统中。本文给出水厂自动控制系统的网络结构型式，并对给水厂控制系统各主要部分进行讨论，为实现给水厂更高水平自动控制提供参考。

关键词：给水厂；自控系统；以太网；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

人们的生活工作一时一刻也离不开水。给水厂作为重要的基础设施，其安全稳定的运行对整个社会具有重要意义。提高给水厂自动控制水平具有重要的现实意义。给水厂按水源的不同，可以分为地下水厂和地表水厂。地下水源一般水质较好，取水后适当消毒后便可以送往用户使用。地表水源由于水质较差，一般需要经过较复杂的处理，才能供给用户使用。无论什么水厂其控制系统是相似的。

1 工业以太网

工业以太网技术业已广泛应用于给水厂。它的优点是：1）全开放、数字化网络，不同厂商设备互联容易。2）与企业信息网络无缝连接，形成管控一体化的开放网络。3）软硬件成本低廉。4）通讯速率快，千兆网络逐渐成熟，更快的网络也在研发。5）可持续发展潜力大。各个厂商都在不断的研发工业以太网技术。工业以太网在工业过程控制领域的应用必将越来越广泛。

2 给水厂控制网络结构

图1为某给水厂的自控系统网络结构图。该控制系统由位于中控室的工控机与各车间的PLC控制子站组成。各控制子站可独立对所在区域设备进行监控，并将监控信息传送至中控室内工控机。

3 给水厂中控室部分

中控室是给水厂自控系统的重要组成部分，内设有对整个自控系统监视和管理的工控机。中控室一般设有工程师站和操作员站两台工控机，两台工控机互为热备用。中控室内工控机通过光纤以太网与各个现场PLC控制站通讯。

中控室设有激光打印机以便打印统计报表。设有网络机柜，网络机柜内有自控系统网络交换机。中控室还设有视频监控系统，其硬件包括硬盘录像机、视频监控服务器、监视器等设备。摄像机控制信号传输至中控室的视频监控管理服务器上。视频监控服务器可选择某一路图像定点监视，也可选择多路图像循环或同时监视。

中控室一般设图像及信息显示用大屏幕。显示大屏幕一般为3种型式，分别为投影仪、LCD拼接屏幕及DLP背投拼接屏幕。其中投影仪最为廉价，显示效果也最差。DLP背投拼接屏幕显示效果最好，但价格太高，限制了它的应用。LCD拼接屏幕价格适中，且显示效果也不错，因此应用较为广泛。

4 滤池自控系统

滤池车间是地表水厂进行深度处理的车间。滤池车间的自控系统较为复杂。一般滤池车间由数个格池组成，图2为由3个格池组成的滤池的控制系统网络图。

在每个格池设一个现场控制子站LPLC，该控制子站负责监控相应格池的各个进出水及反冲洗气动阀门，并采集各格池液位和出水浊度信号。各现场控制子站通过Profibus DP现场总线与滤池车间控制主站MPLC通讯。滤池车间控制主站MPLC控制滤池车间的正常运行以及根据时间间隔或各格池的液位对各格池进行反冲洗。控制主站MPLC对反冲洗水泵及风机进行监控，控制反冲洗泵变频运行。

5 水源地自控

水源地自控是地下水源给水厂自控系统的重要部分。水源地一般距离给水厂较远，宜就地设深井泵房。水源地控制系统设在深井泵房内。水源井设液位计、流量计及压力变送器。深井泵房内设PLC控制柜，采集液位、流量及压力信号，并将信号远传至给水厂中控室。中控室可根据液位信号远程启停深井泵。

水源地PLC控制柜与给水厂中控室通讯可以通过光纤或无线GPRS两种方式。通过光纤通讯的方式，通讯信号稳定可靠，但需要敷设光缆，投資大。采用无线GPRS方式，通讯信号不如光纤可靠，但投资要小的多。应根据实际情况选择通讯采用光纤还是无线GPRS。

6 结论

随着以太网技术的发展，以太网技术必将深入应用于给水厂自动控制系统中。可靠性是给水厂自控系统首先要考虑的要素。在满足可靠性前提下，系统的经济性也应适当考虑。先进的控制技术应用于给水厂自控系统，将降低整个系统的运行成本，提高水厂自动化水平，促进给水厂管理的现代化。

参考文献：

[1] 中国市政工程中南设计研究总院有限公司.给水排水设计手册.第8册.电气与自控.第三版[M].2013.

[2] 天津电气传动设计研究院.电气传动自动化技术手册.第3册 [M].2011.

作者简介：贾立忠（1977-），河北鹿泉人，硕士，电气工程师，主要从事电气设计工作。