某水处理厂自控系统设计方案.doc

某污水厂三期自控系统 技术方案 1．概述 杭州市某污水处理厂三期工程自动控制系统的主体设备采用美国罗克韦尔公司的ControlLogix系列PLC控制系统，现场PLC站为双机冗余热备配置，并选用经过特殊的涂覆处理、能抗酸性和腐蚀性的防腐型模块。ControlLogix系列PLC是一个全开放的过程控制系统，可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、通讯速率快，维修成本低，符合真正的工业等级。 某污水厂三期整个自控系统为三级管理，包括中央控制室、分控制站及就地控制。现场各种数据通过PLC采集，并通过主干网络传送到中央控制室操作站集中监控和管理。同样，中央控制室主机的控制命令也通过上述通道传送到PLC的测控终端，实施各单元的分散控制。现场与中央控制室的主干网络为1000M工业以太网，工业以太网采用环网结构，以确保系统的安全性。另外，现场PLC分控制站与现场远程I/O站之间采用光纤网的形式并以ControlNet工业控制网协议联接。 按照标书要求，某污水厂三期自控系统的现场PLC控制站按工艺区域分成位于进水泵房变电站的LCS1控制站、位于鼓风机变电站的LCS2控制站、位于鼓风机变电站加药间的2#PLC、位于脱水机房变电站的LCS3控制站，其中，LCS2控制站下挂6个远程I/O子站：位于3个初沉池和生物反应池上的RIO211、RIO212、RIO221、RIO222、RIO231、RIO232；LCS3控制站下挂1个远程I/O子站：位于加药间的RIO31。系统共计3个现场PLC控制站、7个远程I/O子站。 控制系统的主要功能是完成整个污水处理工艺的生产过程自动化，包括实时采集生产数据和设备实时运行工况，控制相关的生产环节，及时处理生产过程中的故障，对相关设备进行保护。 中央控制室位于化验控制楼内，它包括2套互为热备的监控操作站、2套数据服务器、1套工程师站、1套大屏系统、相应的外围设备。监控计算机通过EtherNet/IPt直接连接控制系统，是对现场3个LCS控制站和7个RIO 远程I/O子站的集中监控和管理，负责反映实时工况，进行事件及曲线记录，故障报警，下达生产指令，设定工艺参数等等。信息服务器建有完整的历史数据库，其中1台还提供WEB Server的功能，将有关信息分门别类地提供给全厂各个相关的部门和人员，以供浏览。 总体而言，这一系统的出发点和最终所要达到的目标就是：现场无人职守，总站少人值班。 2．系统的网络配置 2．1．主干网络和主干网络协议 根据标书要求，本项目选用先进的工业控制以太网和EtherNet/IP以太网工业（应用）协议，工业控制网络的核心技术是控制与信息协议(Control and Information Protocol ,CIP)。CIP协议的控制部分用以进行实时I/O数据传送和互锁。信息处理部分用以进行报文信息的交换，如对等的通讯、报警、组态、操作员显示站以及故障诊断等。 EtherNet/IP在网络应用层中采用了CIP协议，是由国际现场总线组织ODVA和 ControlNet +International 于2000年初宣布推出的在现有商用以太网基础上开发的开放的工业网络标准。EtherNet/IP利用了现有成熟的以太网通讯芯片、物理介质和TCP/IP 套件，并且在其应用层植入CIP协议，这种商业应用基础与新的网络技术CIP 协议的融合，很好地将工业网络的技术优势和以太网应用的广泛性、经济性结合在一起。EtherNet/IP具有处理大量报文信息能力，1000Mbps 的网络速度，每个数据分组可以达到1500个字节，提供了一种大量数据通讯的处理方式。另外，EtherNet/IP的开放性能将使系统在规模上的扩展和内容上的增加（如在以太网上增加话音、图象等内容的传输）变得极为方便。 EtherNet/IP具有极为突出的网络效率，在同一介质上定义了三种最基本的功能： 2．1．1．实时控制：基于PLC或者智能型设备中所储存的程序，提供控制的具体操作或者工艺过程中的实时数据交换，通过网络的传输实现控制目的。这些控制指令的刷新可以预先规划，也可以基于状态变化，或者在每次新一轮操作开始时进行。 2．1．2．网络组态：允许在某一中心位置集中起动网络或者网络上某一个具体的网络设备，或者起动其他的基于CIP 协议的网络（如EtherNet/IP、DeviceNet）。可以在网络起动时进行网络设备组态，在线修改设备参数，或者通过网络修改PLC程序。而不必为了完成对PLC的编程从一个网络移动到另外一个网络，或者从一个PLC设备移动到下一个PLC设备。无需进行任何的逻辑或者梯形图编程，就可以实现沿网络进行路由，而且可以浏览到网络上所有的设备。借助于CIP协议，可以从一个位置上起动整个的网络系统。 2．1．3．数据采集：采集人机接口显示所需