东莞市东江水务有限公司 广东东莞 523000
摘要：在PLC技术的支持下，可以提高水厂集中控制系统的集成性，使自来水生产过程中，各方面的控制更加准确、生产环节更加连贯，同时也可以依照具体的生产需求，对不同生产流程的生产工艺进行调整，一方面能够降低设备出现故障的概率，另一方面也能够降低现场工作人员的劳动强度。
关键词：集中控制；PLC；系统设计
随着我国现代化建设的不断发展，自来水厂的生产规模不断扩大，在各个单体独立运行的情况下，加氯间、加矾间、一期滤池以及送水泵房之间没有连接成环形，为了提高自来水生产过程的连续性，自来水厂需要综合运用各种手段加强不同单体之间的联系，提高自来水的生产效率。
1.网络的配置
依照水厂控制点数、平面布局以及生产流程，自来水生产系统至少需要包含以下几个站点，即加矾间、加氯间、反冲洗、沉淀池、一期滤池、送水泵房以及中心控制室等。
1.1所选用的网络与网络协议
水厂自控系统所使用的工业以太网型号为ETHERNET/TP标准，信息与控制协议是该以太网的核心协议。该协议可以通过实时I/O数据进行互锁与传送；在处理信息的过程中，可以报文的方式来交换信息，比如对等的组态、报警、通讯以及故障诊断等。
1.2网络拓扑图与说明
自来水厂整体框架通常包含两大组成部分，即计算机信息管理部分与PLC控制部分。不同PLC子站之间所使用的主干网络主要为全双式交换式光纤环网，网络带宽为100Mbps，分站中所使用的各种设备比如现场操作终端、PLC等，其中连接方式以心型连接为主。
系统主干网络所使用的光纤为6芯多模结构，每一个站点均设置有工业以太网光纤交换机，组成自愈网，网络带宽为100Mbps。这种结构中包含一定的线路冗余，在整体线路出现断点的情况下，网络整体可以保持正常通讯的状态，使系统整体的安全性与可靠性得到提升。
于各个站点位置均设置一台操作员工作站与PLC单片机。PLC负责通讯、数据采集以及控制等方面的操作，操作员工作站负责管理、维护与监控工作。
中心控制室设置一台监控服务器、一台工程师工作站与两台操作员监控工作站。监控服务器位置设置一个软件服务器，该服务器组态形式为RSVIEW SE组态，负责数据运行与文件运行工作，在RsSQLServer的支持下，将局域网中的各项数据传输至软件服务器；操作员监控工作站中设置有软件客户端，该软件客户端组态形式为RSVIEW SE组态，能够监控设备运行状态与生产工艺流程；工程师工作站负责系统的管理、调适以及维护等工作。
2.主要软硬件设备
2.1主要硬件设备
本次实验研究所选用的单片机设备型号为SLC5/01；触摸屏型号为10.4寸PROFACE1.0，所使用的以太网交换机型号为KIEM2000-2M；服务器型号为DELL PE840。
2.2主要软件
Client与RSView SE Server人机界面运行平台，RSNetWorx网络组态软件，Studio人机界面开发软件，PLC编程软件型号为RSLogix500；通讯软件型号为RSLinx；数据库接口软件型号为RSSql。
3系统功能
3.1控制方式
本次实验研究所设计的系统在控制方式上包含PLC控制与手动控制两种运行状态，在转换运行状态的过程中，需要通过MCC柜上形状完成切换控制，在两种不同运行状态下，生产设备所接收到的信息在来源上各不相同，在两种不同运行状态下，自控系统在监控功能的实现方式方面也各不相同。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.2工况监测
无论是在PLC控制状态下还是在手动控制状态下，全部生产过程中均会受到自控系统的实时监控，而自控系统的运行离不开输入信号与输出信号的指挥，这两种信息作为原始资料能够为整个生产管理过程提供支持。
3.3数据处理
在自控系统进行监控工作的同时也能够对各项设备的实时数据进行收集，PLC能够对各项数据进行基础性的处理，处理内容包含水质参数、水位、压力与流量等，同时也能够对用电数据的最小值、最大值与平均值进行快速、精确的计算。另外，在PLC技术的支持下，也可以帮助控制中心收集设备周期累加以及设备运行时间等方面的数据。收集并处理这些基本数据也能够辅助其他各个设备进行更加准确、科学的控制，使整体自来水生产系统的可靠性与安全性得到提升。
4.计算机监控系统
4.1监控系统结构
计算机监控系统基于Server/Client网络协议，以网络交换机为节点设备、以监控服务器为中心，连接各PLC分站、监控工作站、计算机系统、信息服务器、使监控局部网络更加完整。
4.2监控系统的功能
操作员监控工作站与监控服务器所使用的网络框架以RSView SE为中心，RSView SE Server在接收到监控服务器指令的情况下生成数据信息，所使用的Server-Client结构能够最大程度上确保网络整体的安全性。而工作站无法进行权限以外的操作，只有在权限所允许的范围之内完成各项操作。
监控平台操作界面所包含的操作与显示功能主要分为以下几点：第一，对滤池的工作状态进行实时的监控；第二，对对反冲洗泵房的运行状态进行实时监控；第三，电量、水质、流量、液位的越限报警；第四，泵机停机记录与设备运行记录；第五，压力工况、水质、流量与液位趋势图；第六，报警事件的记录、告示与处理记录；第七，系统安全机制管理。
4.3监控系统的安全机制
系统的安全机制设计通常需要考虑两方面的分部，分别是系统操作的安全性与系统数据的安全性。
在系统数据安全机制方面，本次实验研究所设计的系统在信息服务器与监控服务器上均设置有数据备份区，在交换数据的过程中，能够在保存数据的过程中同时完成数据备份处理，在出现数据丢失的情况下，操作员能够在数据备份区对数据进行还原。
在操作系统安全机制方面，由于操作系统在监控中心中有着很高的地位，因此一定要对各项操作的具体方法进行严格的规定，最大程度上不出现由于操作失误而影响到整体生产体系的问题。在控制中心工作的所有操作人员者需要进行登录，对操作人员的合法性进行确定，对于没有登录资格的工作人员，则只能对系统内的部分数据进行浏览，不可以进行直接的操作。另外，也需要通过计算机对管理人员的操作权限进行分级处理，对于系统管理员来说，则能够对系统内的所有模块进行访问，对于操作人员来说，则只能对部分规定的规模进行操作，而不可以对运行数据与系统参数进行修改。
在系统登录功能的支持下，可以降低管理人员在输入环节的工作量，以点击的方式完成整个登录操作。同时，控制系统也具备登录功能，在操作人员的身份得到确认后，计算机也能够地操作人员的各项操作进行记录，在出现操作错误的情况下，可以对操作路径进行反查，提高故障排除工作的效率与准确性。
结束语：
综上所述，将集中控制技术与自来水厂的日常生产有机结合起来，很大程度上可以简化各项设备的操作流程，同时也能够为各项操作提升强有力的数据支持，提高的整个生产过程的可靠性与安全性，是一种高效优质的控制方法。
参考文献：
[1]王懋蕾.基于PLC的水厂自动控制系统的设计与实现[J].软件产业与工程，2013，03：42-46.
[2]安健，张国钧，赵博，郭荣.基于PLC的输送机集中控制系统设计[J].煤炭技术，2015，09：271-274.
[3]闫瑞乾.基于PLC的集中办公场所用电管理控制系统研究与设计[D].东北电力大学，2015.
[4]王琰.基于PLC的空气处理机组集中控制系统设计与应用[J].电工技术，2016，03：26-27.
论文作者:萧洪均
论文发表刊物:《基层建设》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/10
标签：操作论文; 系统论文; 数据论文; 工作站论文; 设备论文; 组态论文; 服务器论文; 《基层建设》2017年第15期论文;