工业以太网在水厂自控系统的应用
摘要：主要介绍了某水源厂自控网络架构、工控系统软硬件组成及自控功能实现等，重点围绕工业以太网和无线通信技术在水厂自控系统系统中的应用进行了说明。该工控系统主要由PLC、超融合服务器、工控机、网络通信设备、网络安全设备构成。下位机PLC负责运行状态监测、数据采集、远程控制等功能；超融合服务器部署组态软件aveva wsp平台版组态数据库及历史库，中控工控机运行SCADA监控程序，实现对下位机进行访问、远程控制等功能。
关键词：工业以太网；PLC；网络安全
1、引言
随着我国社会经济的快速发展，对水资源的需求量也越来越大。在城市供水中，水厂承担着主要的供水任务，而自控制系统对整个水厂的高效、稳定运行有着重要的意义。基于工业以太网技术的自控系统已成为目前水厂自动化控制系统建设的趋势，其优点也是显而易见的：以太网网自身具有很强的抗干扰能力，能够有效保证生产数据传输的可靠性；传输速度快、延迟小、可靠性高；设备成本低，易于实现冗余，拓展等。基于此网络架构的水厂自动化控制系统的开发与应用能够显著提高水厂的生产效率，降低生产成本，为我国水资源的合理利用做出贡献。
2、厂区自控系统架构
2.1工控系统概述
某水源厂工艺单元主要由取水泵房、送水泵房、加药间、反应沉淀池、排水排泥池、脱泥间、浓缩池组成。考虑到现场仪表及设备较为分散，测量和控制参数多，对控制系统的通信稳定性和可靠性要求较高，因此利用分散控制集中控制的原则，对整个水源厂工艺进行功能划分为多个现场控制站，分别为送水泵房
PLC主站、取水泵房PLC主站、加药间PLC主站、排水排泥池PLC主站、沉淀池
1~6子站，沉淀池桁车1~12子站。
厂区4个主站采用施耐德的 M580 系列PLC，18个子站采用施耐德M340系
列PLC 。现场控制站柜内包括可编程控制器、UPS、24VDC开关电源、电源防浪
涌保护装置、光纤环网交换机、空开、接线端子、继电器等。每个 I/O 机架有
安装好的备用 I/O 点，为实际使用量的 10~20%。
各现场控制站的主要功能如下:
（1）采集水质、液位、流量、压力等工艺参数、电气参数（电流、电压、
电度等）及电气设备运行状态（手自动、运行、故障），对所辖工艺段内的电气
设备（水泵、阀门）按照工艺需求进行自动控制。
（2）下位机PLC及其他数据采集设备，通过工业以太网与上位机系统通信,
上位机系统采集数据并对下位机下发控制指令。
（3）对于独立工艺设备系统如脱泥系统、高压微机保护系统，能够通过通
讯协议modbus 485或者modbus tcp 进行数据采集及远程控制。
2.2、工控网络架构
工控系统主干网络采用基于工业以太网和无线通信技术的环形光纤网络架构，用于连接PLC站、操作员站，网络安全设备等。网络的各站点全部采用支持冗余
环形通讯的工业交换机。光缆采用带有护套的单模4芯光缆，直埋部分采用镀锌
钢管保护。基于此网络架构的通讯网络可实现100Mbps传输的速度，抗干扰能力强，与传统的星形总线网络结构不同，即使网络中出现单点设备或线路故障时，
不影响工控网络正常运行，自控系统仍然能保持正常的数据信息采集和控制指令
发送。另外，通过无线网桥通讯将沉淀池上排泥桁车PLC子站的无线局域网与工
业以太网相连接，构成一个统一的实时控制系统。厂区工控网络出口，连接公司
级水厂VPN专线，为公司级数据分析系统提供数据，实现数据共享，从而实现安全、经济供水。
网络结构如，图1
图1所示。
2．3典型网络设备选型及应用
环形光纤环网交换机采用MOXA品牌EDS-408A-SS-SC二层网管型网络交换机，Moxa专利的Turbo Ring和Turbo Chain技术（自愈时间<20ms），能在250台交
换机运作下，当网络组件或线路发生错误或中断时于20 ms内恢复系统正常运作。具有组网方式灵活、管理方便、可维护性强等优点，可以满足工控网络实时性、
可靠性要求。本网络系统中，环网交换机光口用于连接单模光纤，与环网内其他
交换机组成冗余环形光纤网，6个电口用于连接PLC的网络口及其他接入自控网
络内的现场设备和通讯设备。机房内环网交换机电口上联核心交换机，实现数据
转发。
无线数据通信所选用的设备是TP—LINK系列产品TL-S5-5KM工无线网桥套装，户外立杆安装于沉淀池池面上，共计12套，用于12个沉淀池吸泥桁车PLC
子站与6个沉淀池PLC主站远距离数据通讯。本产品支持802.11ac标准，
867Mbps无线传输速率，速度快、信号不堵塞;支持band1、band4双5G频段，多
信道可选，有效规避干扰，避免数据丢包，保障行车主站与子站间数据传输的稳
定和响应速度。提供20dBm的发射功率，适合户外远距离传输应用，有效传输距
离达5KM。在安装调试时，为发射端和接收设定同一网段不同IP，并且桁车子站PLC也设定该网段不同的IP地址，即利用无线网桥组成一个无线局域网。
机房内配置两台H3C三层交换机，通过万兆光口堆叠作为核心交换机,基于
端口划分VLAN，对网络做逻辑分组，当设备位于不同的 VLAN时将无法进行直接
通信，以避免非必要性的入侵及流量，有效隔离冲突域和广播域，使整个工控网
络具有更好的通讯效率，提高网络整体安全性。根据实际使用需求，核心交换机
划分三个VLAN，分别为VLAN 1 自控网段，VLAN 10 公司VPN网段，VLAN 40 视
频监控网段，通过交换机设置ACL，实现不同VLAN间特定IP设备间数据互通，
既避免视频流与自控数据流相互干扰，又能保证上层管理分析平台对工控及视频
数据的采集。
3、工控网络安全部署
近些年工控网络安全事件频发，工控安全愈发受到关注，本网络系统架构充
分考虑了水司厂级VPN网络间的数据互联边界安全性以及水源厂内部对工控设备
的安全防护，通过软硬件的协同配置，使得整个工控系统具备等保2.0二级信息
安全防护能力，达到能够抵御一般网络攻击，防护恶意代码的能力等，保证自动
化控制系统的高效、安全、稳定运行。
3.1边界防护
在环形工控网到各PLC站部署工业防火墙，支持对常用工控协议如Modbus TCP、Ethernet/IP等进行深度解析，并进行指令级访问控制，支持多种网络攻击
防护，避免一个系统或区域里工控安全事件扩散到别的系统或区域中。工程师站、操作员站与 PLC 通信时，有效防止工控网络内的恶意程序和可执行代码等利用PLC 漏洞，修改 PLC 运行参数，导致的设备损坏和工控安全事件。
在工控网络出口部署山石网科下一代防火墙，采用透明部署模式，连接电信VPN设备及核心交换机，根据实际需求设置防火墙安全策略，阻隔公司级VPN内
网内存在的非授信访问，通过定期升级病毒库，有效防范内网中病毒的扩散，保
护工控网络的安全运行。
3.2安全审计
在核心交换机旁路部署安全审计设备，针对工控系统重要的网络节点，监测所有通信数据包，并对数据包进行深度解析，发现异常数据包，解析是否有外界入侵，并对所有异常情况发出报警。
3.3终端防护
在工控网络中的工控机、超融合服务器等工业主机上安装安全加固软件，提供主机系统加固、白名单可信防护、恶意代码拦截、身份认证，文件访问控制、外设管控等多种安全防护能力。
3.4入侵检测
在核心交换机旁路部署工控入侵检测设备，及时发现和检测网络中存在的网络风险和攻击行为，自动识别多种协议，进行防护解析。具备DNS监测，DDOS攻击监测，可基于源目IP地址进行连接数统计和控制，及时发出预警信息。
3.工控系统上位机软硬件设计
3.1上位机软件设计
上位机软件采用AVEVA 公司的Wonderware System Platform 2020系统平台版。系统平台由包括 Application Server，Wonderware Historian以及InTouch HMI等多个的软件组件构成，构成一个 C/S 机构的整体解决方案。这些组件可根据客户需求分别部署到各个系统，并基于对象模型理念，建立工艺对象模板，统一修改、统一部署，IO采集组件冗余部署，自动切换。
上位机画面和连接变量根据工艺段，采用 2.5D 重新设计，在 SCADA 绘制水源厂整体通信网络拓扑结构图，实现与 PLC、数据采集的通讯中断等报警。SCADA 系统上可以进行设备、仪表实时数据监测，设备控制，设备状态、在线仪表历史数据和曲线查询，数据报警等。根据水源厂生产需要定制水质日报表、能耗日/月报表、交接班报表等。
3.2上位机服务器及工控机配置
采用三台服务器构建超融合平台，计算资源、存储资源、业务数据集中管理和统一分配，充分保障系统的可扩展性。在此基础之上，实现虚拟机生命周期管理、运维管理系统、资源及业务的编排等一些列符合企业需求的功能特性。通过超融合系统自带的备份机制，定期对虚拟机及数据库进行备份。
三台超融合服务器业务网口通过六类网线连接至核心交换机VLAN 1 自控网段。
共配置3台工控机作为操作员站，互为冗余，运行的上位机程序由WSP系统系统平台统一下发部署。超融合服务器共配置四台虚拟机，一台部署 GR(组态数据库)、IDE(集成开发环境）、Historian（历史数据库），一台部署AOS数据采集服务器（主），一台部署AOS冗余数据采集服务器（备）。两台AOS数据采集服务器设置了相同的IO驱动参数及数据连接变量表。在冗余模式下，两台数据采集服务期同时运行，所有生产数据发送到主采集服务器，同时两台冗余服务器又通过虚拟机内网互相监控。当主服务器出现故障或者下线时，处于待机状态的备用服务器将接及时替主服务器采集所有生产数据及承接上位机下发数据至现场PLC，并能在主服务器恢复后，系统将切换为主AOS数据采集服务器，实现所有数据同步,提高了上位机系统整体可靠性。
4.结束语
基于工业以太网的水厂自动化控制系统的研究与开发，对于水厂自动化控制系统的快速发展与应用具有重要的意义。目前，以工业以太网为基础的水厂自动
化控制系统已在我国多个水厂得到了应用。实践证明，基于工业以太网的水厂自动化控制系统不仅能提高水厂的生产效率，还能降低成本，提高水厂经济效益。参考文献
[1]郭风文．水工业自动化控制技术的发展趋势[J]．中国给水排水，2001，17(3)132—35．
[2]李正军．现场总线与工业以太网及其应用系统设计[M]．北京：人民邮电出版社，2006．
[3]焦琨.探究自来水厂生产过程自动化系统的设计与实现[J].科技创新与应用，2017，26(10):199-201.
水厂自控系统升级改造建设方案 本系统是基于现代先进控制思想的分布式计算机控制系统（即集散型控制系统），它集成了 当代计算机技术、高性能PLC及智能化仪表的各自特点于一身，使其在水厂的运行控制、设 备管理等方面发挥了巨大的作用。采用这种结构可使生产过程中的信息能够集中管理，以实 现整体操作、维护、管理和优化；同时，也使得控制危险分散，提高系统可靠性。 水厂自动化系统包括：通讯网络系统、中央计算机监控系统、PLC控制系统、检测仪表系统、防雷接地系统等。 通讯网络系统——分为管理网络系统和实时监控网络系统。管理网络系统星型拓扑结构，连 接厂内各个设备监控子系统和办公管理终端，提供全厂内部的信息管理结构、厂外信息交互 接口和信息安全保护手段等。实时监控网络系统为冗余光纤环网，连接中央控制室监控计算 机与现场PLC控制站。 中央计算机管理系统——采用标准以太网连接，实现对全厂实施集中管理。系统是开放的、 灵活的，可以对控制系统进行监测、控制，具有动态画面显示功能、报警、报表输出功能、 趋势预测功能、实时历史数据存储功能。软件采用全中文操作模式，能够组态中文显示画面 等功能。具有使用方便、简单易学、软件组态灵活的特性，可确保用户可快速开发出实用、 可靠、有效的自动控制系统。同时中央计算机管理系统与其他系统要能够进行通讯，如与现 场的各PLC 分站之间的通讯、与管理调度（调度室）系统之间的通讯、与第三方设备之间的 通讯等等。 现场PLC控制系统——由分布在现场的可编程序控制器PLC及现场仪表组成的检测控制系统（分控站）组成，实现对水厂各个过程进行分散控制。各分控站与中央控制室之间由光纤连 接进行数据通讯。 检测仪表系统——由过程检测仪表和分析仪表组成，根据工艺要求配置。 防雷接地系统——整个防雷系统能够完善的防护雷电对电子设备的各种侵害。防雷器在不影 响系统正常运行的前提下，能够承受预期通过它们的雷电流和过电压。 1.2.控制模式 水厂自动化系统是一个以PLC控制为基础的集散型控制系统，自动化水平为正常运行时现场 无人职守，中心控制室集中管理。 系统控制设备之间相对独立运行，现场控制站、测量控制单元发生故障时，不影响其上级、 下级或同级的其它控制站控制单元的正常运行。 PLC控制系统在任何情况下，当人机界面或中控操作站计算机出现故障时，不影响PLC的自 动控制和检测；现场设备的状态不能发生变化。 设备操作应分为以下三种模式： 就地手动模式（维护模式）：应通过就地控制箱或MCC上的按钮实现对设备的启停操作。 这种操作模式主要在单机调试、单机检修或非正常情况下操作使用。 远程手动模式（半自动控制）：操作人员通过点击中控室上PC机上的组态画面来完成现场 设备的控制。当设备状态正常且无其它报警显示的情况下，操作人员应能手动完成受控对象（系统或过程）的某一环节的参数设定或设备的控制指令，例如鼓风机远程风量调整、原水 泵房的水泵频率控制等。
富湾污水处理厂自控系统调试 一、富湾污水处理厂自控系统介绍 富湾污水处理厂的自控系统共设PLC1、PLC2、PLC3、PLC4控制站，采用工业以太网光纤环网联接至中央控制室（简称中控室）。在中控室实现对全厂生产过程监视控制与数据采集的功能。 1、低压配电房PLC1控制站 污水厂的28套在线仪表、45台设备及3台电动蝶阀归属PLC1站控制，该站为自控系统主要控制站。 2、其他控制站 污泥处置系统PLC2控制站、除臭系统PLC3控制站、消毒系统PLC4控制站均由自带控制系统“自行控制”，均与中央控制室进行通讯，中央控制室可监控其控制站系统的运行状况。 二、自控系统调试范围 1、自控系统调试条件 待各工艺、电气和自控仪表系统安装结束，检验无误，满足设计要求后，逐级分层和分区的原则进行调试。分层调试即从现场工艺设备单体调试→现场PLC 控制柜调试→厂区中控室上位机调试，逐级自下而上进行调试。分区调试即为PLC1、PLC2、PLC3、PLC4控制站的各控制站系统设备、仪表的自控调试。 2、自控系统设备线路检查 设备的线路检查顺序：设备接线端子→现场PLC控制柜接线端子→ PLC I/0模块→通讯链路→PLC编程软件程序→上位机画面显示程序。 3、自控系统调试主要内容 主要内容有：PLC控制柜的电气调试；对各受控设备的信号校验；PLC控制柜与各独立工艺设备系统通讯调试，PLC控制逻辑编程软件组态调试；厂区光纤以太网通讯联网调试；中控室上位机监控操作软件调试、环保局专用数据在线监测站系统的调试等。 三、自控系统调试要求 1、对凡属自控系统的仪表进行调试，通过调试检验仪表是否达到设计要求。 2、对各受控设备调试，实现设备就地手动、PLC中控室远控能够正常运行。 3、对污水处理过程控制能够满足工艺设计的要求和生产实际的需要。 4、对受控设备的单体调试运行、联动调试连续运行的无故障运行时间达到规范要求。 5、中控室上位机系统功能性调试，检验其功能是否满足设计要求和生产实际的需要。 四、自控系统调试 1、在线监测仪表调试（环保局专用数据收集站） 富湾污水处理厂有设置进水、出水在线监测房，负责收集进、出水之COD、PH、氨氮、流量的指标数据，两个在线监测房收集的数据不单传送至PLC1站，并传输至环保局专用数据采集仪。 国家环保部门对污水厂在线监测站有管理规范和标准，具体可见《污染源在线监测管理规范和标准》文件，当地环保部门会对污水厂在线监测站有专业验收工作程序，具体可见《在线监测系统现场验收工作文件准备指引》文件。 2、工艺系统过程控制在线检测仪表调试 污水厂工艺系统过程控制的在线检测仪表包括厂区所有类别仪表，在该项调试中的要点：①仪表在调试前需完成校正、校准；②仪表线路标识、仪表编号；
工业以太网的原理与应用 1. 什么是工业以太网？ 工业以太网是一种用于工业环境中的高速、可靠的网络通信技术。它基于以太网技术，通过将标准以太网协议进行扩展和优化，实现在工业环境中的实时通信和自动化控制。工业以太网具有高性能、可扩展性强、标准化程度高等特点，被广泛应用于工业自动化领域。 2. 工业以太网的特点 工业以太网相较于传统以太网，在工业环境下有以下特点： •实时性：工业以太网支持实时数据传输，能够满足对实时性要求较高的应用场景，如工业控制系统中的实时控制、监控等。 •可靠性：工业以太网通过采用冗余设计、网络切换等机制，提供了对网络故障具有容错能力的特点，以确保数据的可靠传输。 •安全性：工业以太网采用了加密技术、访问控制等安全机制，以保证数据的安全性，防止未经授权的访问和数据泄露。 •扩展性：工业以太网支持扩展性强，可以根据实际需求进行网络扩展和升级，满足不同规模和复杂度的应用场景。 3. 工业以太网的应用 工业以太网在工业自动化领域有广泛的应用，主要包括以下几个方面： 3.1 工业控制 工业以太网可以用于工业控制系统中的实时控制和监控。通过工业以太网，可以将传感器、执行器、PLC等设备连接到网络上，实现对工控设备的远程访问和控制。在工业控制系统中，工业以太网可以提供快速、可靠的实时数据传输，实现对生产过程的精确控制和监测。 3.2 工业通信 工业以太网可以用于工业通信领域，实现设备之间的高速数据传输。通过工业以太网，可以将各种设备连接在同一网络上，实现设备之间的数据交换和共享。工业以太网可以支持多种通信协议和通信方式，如TCP/IP、UDP等，满足不同设备之间的通信需求。
工业以太网在水厂自控系统的应用 摘要：主要介绍了某水源厂自控网络架构、工控系统软硬件组成及自控功能实现等，重点围绕工业以太网和无线通信技术在水厂自控系统系统中的应用进行了说明。该工控系统主要由PLC、超融合服务器、工控机、网络通信设备、网络安全设备构成。下位机PLC负责运行状态监测、数据采集、远程控制等功能；超融合服务器部署组态软件aveva wsp平台版组态数据库及历史库，中控工控机运行SCADA监控程序，实现对下位机进行访问、远程控制等功能。 关键词：工业以太网；PLC；网络安全 1、引言 随着我国社会经济的快速发展，对水资源的需求量也越来越大。在城市供水中，水厂承担着主要的供水任务，而自控制系统对整个水厂的高效、稳定运行有着重要的意义。基于工业以太网技术的自控系统已成为目前水厂自动化控制系统建设的趋势，其优点也是显而易见的：以太网网自身具有很强的抗干扰能力，能够有效保证生产数据传输的可靠性；传输速度快、延迟小、可靠性高；设备成本低，易于实现冗余，拓展等。基于此网络架构的水厂自动化控制系统的开发与应用能够显著提高水厂的生产效率，降低生产成本，为我国水资源的合理利用做出贡献。 2、厂区自控系统架构 2.1工控系统概述 某水源厂工艺单元主要由取水泵房、送水泵房、加药间、反应沉淀池、排水排泥池、脱泥间、浓缩池组成。考虑到现场仪表及设备较为分散，测量和控制参数多，对控制系统的通信稳定性和可靠性要求较高，因此利用分散控制集中控制的原则，对整个水源厂工艺进行功能划分为多个现场控制站，分别为送水泵房
PLC主站、取水泵房PLC主站、加药间PLC主站、排水排泥池PLC主站、沉淀池 1~6子站，沉淀池桁车1~12子站。 厂区4个主站采用施耐德的 M580 系列PLC，18个子站采用施耐德M340系 列PLC 。现场控制站柜内包括可编程控制器、UPS、24VDC开关电源、电源防浪 涌保护装置、光纤环网交换机、空开、接线端子、继电器等。每个 I/O 机架有 安装好的备用 I/O 点，为实际使用量的 10~20%。 各现场控制站的主要功能如下: （1）采集水质、液位、流量、压力等工艺参数、电气参数（电流、电压、 电度等）及电气设备运行状态（手自动、运行、故障），对所辖工艺段内的电气 设备（水泵、阀门）按照工艺需求进行自动控制。 （2）下位机PLC及其他数据采集设备，通过工业以太网与上位机系统通信, 上位机系统采集数据并对下位机下发控制指令。 （3）对于独立工艺设备系统如脱泥系统、高压微机保护系统，能够通过通 讯协议modbus 485或者modbus tcp 进行数据采集及远程控制。 2.2、工控网络架构 工控系统主干网络采用基于工业以太网和无线通信技术的环形光纤网络架构，用于连接PLC站、操作员站，网络安全设备等。网络的各站点全部采用支持冗余 环形通讯的工业交换机。光缆采用带有护套的单模4芯光缆，直埋部分采用镀锌 钢管保护。基于此网络架构的通讯网络可实现100Mbps传输的速度，抗干扰能力强，与传统的星形总线网络结构不同，即使网络中出现单点设备或线路故障时， 不影响工控网络正常运行，自控系统仍然能保持正常的数据信息采集和控制指令 发送。另外，通过无线网桥通讯将沉淀池上排泥桁车PLC子站的无线局域网与工 业以太网相连接，构成一个统一的实时控制系统。厂区工控网络出口，连接公司 级水厂VPN专线，为公司级数据分析系统提供数据，实现数据共享，从而实现安全、经济供水。 网络结构如，图1
随着我国工业的蓬勃发展，大量的工业废料排进水中，给生态环境带来了许多不好的影响。为了抑制环境恶化的情况，设计开发一个水厂污水处理厂自控系统是很有必要的，能够发挥出重要的作用。 一、水厂污水处理厂自控系统简介 水厂污水处理厂自控系统的设计理念来源于分散控制、集中监测管理的现代先进控制思想。这个系统主要应用于污水处理厂，是一套针对污水处理的高可靠、低成本、更优化的控制方案，能够全方面满足污水处理工艺的要求。 二、水厂污水处理厂自控系统组成 水厂污水处理厂自控系统是由信息层、控制层、设备层组成。 a.信息层：由监控中心的工程师站、历史数据服务器，通讯服务器，Web/MIS服务器，千兆以太网交换及大屏幕显示屏等监控操作设备及局域网组成。 b.控制层：由分散在各主要构筑物内的现场PLC主站，子站及运行数据采集服务器，工业以太环网交换机及全厂环形100Mbps快速光纤以太网、控制子网等组成。 c.设备层：由现场运行设备、检测仪表、高低压电气柜上智能单元、专用工艺设备附带
的智能控制器以及现场总线网络等组成。 三、水厂污水处理厂自控系统指标 水厂污水处理厂自控系统的主要指标有： ●平均无故障间隔时间MTBF>20000小时； ●可用率A≥99.8%； ●系统综合误差：σ≤1.0%； ●数据正确率I>98%； ●数据通信负载容量平均负荷a≤2%,峰值负荷A≤10%； ●主机的联机启动时间t≤2分； ●报警响应时间t≤1秒； ●查询响应时间t≤5秒； ●实时数据更新时间t≤1秒； ●控制指令的响应时间t≤2秒； ●计算机画面的切换时间t≤0.5秒。 四、水厂污水处理厂自控系统功能 水厂污水处理厂自控系统的功能如下： ●水位监测系统可独立运行，也可并入应用行业的信息化系统； ●自动采集和上报各水位监测点的水位数据，时间间隔可设置； ●支持串口水位计、0-5V或4-20mA信号输出的水位变送器； ●支持220VAC供电、太阳能供电、锂电池供电； ●现场监测终端具备数据存储功能； ●兼容自报式、查询应答式等多种数据上报方式，支持定时上报和越限自动加报；
城市污水处理自控系统总体方案 设计 摘要:通过对LIER-POOLK工艺深入研究,针对其自动化程度要求高的特点,在自控系统总体方案设计中根据污水处理工艺流程,综合运用自动化技术?计算机技术?网络技术?数据库技术?管控一体的设计思路,开发“基于LIER-POOLK工艺的城市污水处理自控系统”? 关键词:城市污水处理;自控系统;方案 1城市污水处理自控系统总体方案概述 (1)在污水处理过程中要求整个系统必须安全?可靠运行,在工艺设备?仪表?电气自控系统?计算机和网络系统?电视监控系统的选型和系统设计?软件设计等方面,系统的可靠性是设计考虑的第一原则,作为控制系统核心设备的PLC,选用德国西门子公司的S7-300系列产品及其相应的开发软件? (2)污水处理处理厂的自控系统采用PC+PLC分级分布式控制形式,以集中监测为主,分散控制为辅,在中控室运行监控计算机上可对全厂的各工序进行实时监控,生产的工艺过程自动控制采用就地单独控制的原则进行,并在污水处理过程关键工序配置西门子MP270B触摸面板(人机界面HMI)作为现场工程师操作站? (3)为保证污水处理厂的安全运行,自控系统设立三级控制层:就地手动控制?现场控制和远程监控?就地手动控制是指通过设备本地控制箱手动控制设备的开启或关闭;现场控制是指由现场各分控站PLC执行自己的控制程序,完成控制功能;远程监控是指由中控室通过工业以太网高速冗余光纤环网对全厂的生产
过程进行控制?监测和记录,对工艺现场设备对象实现状态迁移管理?三级控制层的关系如下:中控室上位机可通过各现场的PLC子站直接控制有关设备和主要设备,如果中控室或网络发生故障,不会影响各PLC分站的控制功能,如果PLC网络中某个PLC子站发生故障,操作员可通过就地控制箱对设备进行控制? (4)设备发生异常?故障或报警时,系统可自动切除相关故障设备或切换到现场手动操作方式,同时记录事故内容,并对相关参数进行事故追忆? (5)上位计算机综合应用程序开发选用德国西门子公司的WINCC5.1组态软件,以监控工艺运行的图形界面?控制网络运行参数和指令的通信?运行和归档数据库开发为重点? (6)一体化生物反应器控制系统的设计根据生产工艺的具体要求,监控一体化生物反应器各个工艺设备的运行,实现处理过程的时间及空间控制,形成好氧?厌氧或缺氧条件,以完成具体工艺处理目标? (7)为了对生产现场和重要设备实施远程监视,在鼓风机房?一体化生物反应器?污泥脱水机房?厂区环境等重要部位安装摄像机,构成远程电视监视系统,在中控室可全厂重要设备进行全天24小时监视? 2城市污水处理自控系统的总体结构 本工程项目二期工程中控室和各工段的地理位置分布示意图如图1所示?中控室的建筑物使用一期工程己建设好的设施,与一期工程的中央监控设备共用一个监控大厅? 工业以太网是基于IEEE802.3(Interment)的强大的区域和单元网络?作为西门子T.I.A(全集成自动化构架)重要组成
某水处理厂自控系统设计方 案(正规版）
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，维修本钱低，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，以确保系统的平安性。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个初沉池和生物反响池上的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套数据效劳器、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。信息效劳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到达的目标就是：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，本工程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协议的控制局部用以进行实时I/O数据传送和互锁。信息处理局部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根底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，这种商业应用根底与新的网络技术CIP 协议的融合，很好地将工业网
水厂自动控制系统设计 1.课程案例基本信息 2.课程案例 2.1 自控局域网设计 2.1.1自控局域网设计思想 按照网络架构，不同网络拓扑可以分为以下几种：星型结构，环形结构，总线型结构，混合拓扑结构，分布式结构，树形结构，网状拓扑结构，蜂窝拓扑结构。 环型结构由网络中若干节点通过点到点的链路首尾相连形成一个闭合的环，这种结构使公共传输电缆组成环型连接，数据在环路中沿着一个方向在各个节点间传输，信息从一个节点传到另一个节点。 根据水处理工艺环节的设置，水厂从原水取水口开始到输入城市供水管网，有多道工序、工艺环节组合而成，同时每个水处理环节的前后级关系比较紧密。因此，本次设计采用以太网环网的形式作为水厂的自控局域网。在水处理自控系统的设计过程中将每一个工艺环节视为一个控制站点，整个水处理过程由多个控制站点组合而成，每个站点的自控系统要加入到局域网只需要在该站点加一台以太网交换机即可方便地将各个站点的控制系统纳入到水厂局域网。 2.1.2具体设计方案 本次工程将采用符合ETHERNET/IP标准的100Mbps全双工交换式光纤自愈工业以太环网方式，其核心协议是控制与信息协议（Control and Information Portocol，CIP 协议）。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。 水厂的自控系统采用工业以太网环网结构，在网络中新建二泵房、滤池、加矾间以及加氯四个站点的分布式操作站。全厂自控系统的整体框架可以分为两大部分，即现场PLC控制部分和计算机监控及信息管理部分。 各个PLC子站之间的主干网络采用100Mbps全双工交换式光纤环网；分站中的不同
天水工业园区 污水处理厂自控系统 技 术 方 案
北京华联电子科技发展有限公司 2014年9月29 天水工业园区污水厂自控系统方案及相关技术说明一、系统概述： 天水工业园区污水处理厂的自控系统由PLC站与监控操作站控制管理系统组成的自控系统和仪表检测系统两大部分组成。前者遵循“集中管理、分散控制、资源共享”的原则；后者遵循“工艺必需、先进实用、维护简便”的原则。 为了满足武威工业园区污水处理厂工程实现上述要求，必须保证控制系统的先进性和可靠性，才能保证本厂设备的安全、正常、可靠运行。 本方案本着质量可靠、技术先进、性价比高的原则，结合我公司在实施其它类似项目中的设计、实施和组织的成功经验，充分考虑技术进步和系统的扩展，采用分层分布式控制技术，发挥智能控制单元的优势，降低并分散系统的故障率，保证系统较高的可靠性、经济性和扩展性，从而实现对各现场控制设备的操作、控制、监视和数据通讯。 1.1 系统基本要求 工控通讯网络为光纤冗余环型工业以太网，通讯波特率≥100Mbps，系统自适应恢复时间<300ms，通讯距离（无中继器）≥1Km，网络介质要求使用可直埋的光缆, 在出现故障时, 可在线增加或删除任意一个节点, 都不会影响到其他设备的运行和通讯。本系统采用先进的监控操作站控制系统，即系统采用全开放
式、关系型、面向对象系统结构，支持不同计算厂家的硬件在同一网络中运行，并支持实时多任务，多用户的操作系统。 主要用于污水厂的生产控制、运行操作、监视管理。控制系统不仅有可靠的硬件设备，还应有功能强大，运行可靠，界面友好的系统软件、应用软件、编程软件和控制软件。 1.2系统可靠性的要求 控制系统在严格的工业环境下能够长期、稳定地运行。系统组件的设计符合真正的工业等级，满足国内、国际的安全标准。并且易配置、易接线、易维护、隔离性好，结构坚固，抗腐蚀，适应较宽的温度变化范围。系统具备良好的电磁兼容性，支持I/O模板在系统运行过程中进行带电热插拔。能够承受工业环境的严格要求。 1.3系统的先进性 系统的设计以实现“现场无人职守，分站少人值班”为目的。设备装置的启、停及联动运转均可由中央控制室远程操纵与调度。 1.4系统的故障诊断 控制系统有一套完整的自诊断功能，可以在运行中自动地诊断出系统的任何一个部件是否出现故障，并且在监控软件中及时、准确地反映出故障状态、故障时间、故障地点、及相关信息。在系统发生故障后，I/O的状态应返回到系统根据工艺要求预设置的状态上。 1.5系统扩展性和兼容性 为了保证武威工业园区污水处理厂扩建或改造时满足工厂的控制要求，控制系统具有较强扩展能力。 控制系统主要用于污水处理厂的生产控制、运行操作、监视管理。不仅有可靠的硬件设备，还有功能强大，运行可靠，界面友好的系统软件、应用软件、编
基于工业互联网的污水处理自动控制系统作者：王恺 来源：《今日财富》2019年第30期
近年来，我国工业与农业的快速发展给自然环境带来了重大污染，并且污染现象越来越严重，当前水系污染问题恶化、水资源日益枯竭，为了降低资源损失，避免环境继续恶化，很多城市都兴建了污水处理厂。我国污水处理厂绝大多数还处于传统工业控制DCS/FCS系统阶段，对数据的采集与分析由自控系统集成商根据所选PLC和监控组态软件的品牌以及各自的经验、习惯进行规划与实施，很难做到对各水厂的处理数据进行综合分析和共享。在工业互联网发展的大背景之下，不改变底层PLC及组态软件，用工业互联网的新思路去研究污水厂的网络构建、数据采集、数据处理，建立一个基于工业互联网平台架构的污水处理厂数据采集与应用系统。 一、系统总体结构 本系统由汇川AM610 PLC、汇川IT6100E-J 触摸屏、汇川MD380变频器、汇川AM600-RTU-D-J远程控制器、康尼智能无线终端KNET-BOX、数字量输入输出、模拟量输入输出等组成，控制对象由各类电动机、液位压力温度流量等模拟信号、指示灯等组成。控制要求实现的是汇川AM610 PLC通过Profibus-DP 总线与远程模拟量从站、汇川MD380变频器之间的通信控制，可以对远程液位、压力、流量、温度等模拟量进行采集，所采集到的数据通过智能无线终端KNET-BOX通过4G网络上传至云服务器，经过在工业互联网配置软件设置和云平台组态配置后，能够在网页端监控到采集的数据。同时能够通过PLC模拟量输出对调压模块与比例阀进行控制，变频器既可以通过DP通信控制，也可以通过电位器进行手动频率的改变。其中汇川IT6100E-J 触摸屏与PLC之间、上位计算机之间、康尼智能无线终端KNET-BOX之间实现互联网通信，网页端通过工业互联网实现数据实时监控、触摸屏实现手动控制、自动运行、实时监控等操作。PLC主站上实现各类开关按钮、位指示灯与各类电动机的数字量输入输出，如图1所示。 这样设计的优点在于，下位机数据实时性高，采用Profibus-DP 总线可以很好的满足各类数据高速传输;上位机数据通过互联网和工业云平台，可以方便地实现跨平台，跨区域的调用和整合分析，不需要每台计算机上都装有专业软件，只要通过网页就能实现某个具体设备运行数据的监控，降低了成本，并可以方便地调用数据进行分析处理。 二、PLC控制系统网络 该结构采用 PC 机作为上位机;汇川AM610 PLC具有较强的抗干扰能力、组态方便、可靠性较高，带有以太网、Profibus-DP等各类接口;使用现场总线网络、工业以太网建立一个拓扑结构的通讯网络，其中，上位 PC机与下位机 AM610 PLC 之间的通讯利用工业以太网搭建，现场设备与 PLC 之间的通讯利用现场总线Profibus-DP搭建。由于污水处理厂占地面积大，可以将现场多个I/O信息汇集到汇川AM600-RTU-D-J远程控制器上，再通过Profibus-DP现场总线传递到AM610 PLC上，这种网络结构有一个非常大的优点在于系统扩展性与稳定性较好，各个节点之间独立运行，如果其中一个节点无法正常运行，其它节点不会受到影响，整个网路不会出现瘫痪情况。
系统概述: 工业以太网的集成式全分布控制系统,具有高度的分散性、实时性、可靠性、开放性和互操作性的特点，同时也是数据、视频“多网合一”的系统。其应用代 表了工业以太网和控制技术的在水处理行业的最新发展方向。 随着我们国家生产力水平的不断提升，自动化系统也相应的从小型的、封 闭的、无网络的模式，向大型化、网络化、开放化方向发展;将基于封闭、专用的解决方案变成了基于公开化、标准化的解决方案。上位机、PLC和现场总线 构成的集散监控系统逐步成为水处理自动化的主流。但由于不同的现场总线标 准之间的互不兼容严重束缚了不同厂商设备之间的互连,使得现场总线成为受厂商限制的专用网络。而随着以太网技术在自动化领域的不断发展，越来越多的PLC、智能仪表和执行器，乃至DCS系统已经带有以太网接口，这都标志着开放互连的工业以太网已经成为工业网络的发展方向。 ××市污水处理厂是一座近期日处理量为40万吨、远期60万吨的AO工艺的污水处理厂。自动控制系统采用目前国内外污水处理厂广泛应用并取得良 好效果的基于可编程逻辑控制器（PLC)的集散型控制系统，以及监控和数据采集系统，同时还包含少量的视频监视.集散型控制系统的特点是将管理层和控制层分开。管理层主要是对全厂的生产过程进行监视、数据存储和分析；控制层主要是通过现场PLC或计算机完成各自辖域内工艺过程和工艺设备的自动控制，同时在传统控制的基础上，提供了智能控制的可能性.SCADA系统通过现场检测仪表和网络设备完成对主要工艺参数的数据采集并对生产流程进行监控.通信系统采用100Mbps工业以太环网。 系统基本结构如下:
系统除具备对生产过程的监视和控制功能外,数据处理和网络通信的功能更加强大,为运行阶段的生产管理、调度、科研打下坚实的基础。考虑到远期污水厂增加设备的需要,自控设备、通信网络和上位管理系统拥有扩展的能力。 系统网络结构： 按照工艺流程，厂区分布7套自控系统，分别为预处理系统、生物处理系统、污泥处置系统、出水及雨水系统、污泥消化系统、污泥干化系统和电站自动化系统。在预处理系统、生物处理系统、污泥处置系统、出水及雨水系统设置4套不同规模的过程控制站(PLC分控站)，污泥消化系统、污泥干化系统和电站自动化系统为成套设备,自控系统自成体系.各控制站分别负责各自范围内工艺参数的采集和设备运行的控制。 主干网络使用了多模光纤百兆环网,单机单环即在网络中的每一个站点均有一台工业冗余以太环网交换机。这种网络具有一层的网络冗余功能，当网络中的某一处信道发生故障时，网络会在300ms内重新拓朴网络结构,在逻辑上形成一个总线型网络，可继续维持整个系统的正常工作。由于这种网络拓朴结构只能形成一层网络冗余，如果在网络中的某一台交换机发生故障时，则这台发生故障的交换机所连接的设备将不能与其它交换机所连接的设备进行通信.在该厂自控系统的设计上，力求各个工艺区域相对独立，不存在各交换机所联接的系统互相通信，而工艺环节之间的通信在各系统内部的PLC及其子站完成，因此，某台交换机的故障不会影响其他系统的工作，而故障交换机仅暂时影响信
水厂工控系统环网优化与应用摘要 水厂工业控制系统架构中的工业以太环网已经是一种应用比较成熟的技术， 但是针对不同水厂与不同系统之间的应用仍存在组建上的缺陷，如何根据水厂不 同工艺要求提高网络稳定性，防止数据拥堵，提高故障的自恢复能力，以及应对 新的安全形势下的网络安全防护等级要求，是今后水厂工控网络优化方向。 【关键词】：工业以太环网，水厂，稳定性，自恢复能力，网络安全 引言 平水江水厂是绍兴市水务集团下属的一家净水厂，水厂设计规模15万吨/日，于2016年3月通水，现实际运行规模5万吨/日。平水江水厂主要职能是作为绍 兴市的补充水源的水厂，进一步保障了水资源的优化配置和可持续利用，有效地 缓解城市供水需求，同时多水源供水，多点供水，进一步提升了城市供水安全保 障度。因此，系统的安全稳定运行是平水江水厂运行之初的首要任务。 一、工业控制系统及环网介绍 平水江水厂工业控制系统（以下简称工控系统）是基于SCADA系统建设，以 工业以太环网为连接，划分了上位机和下位机两大部分。上位机系统主要包括数 据采集，数据监控以及人机交互用的服务器，工作站，和周边配套的防火墙，网 闸等网络安全设备；下位机系统主要是以可编程逻辑控制器PLC为核心设备的现 场设备控制系统，如图1。 水厂工控网络是基于工业以太环网技术建设，选用以某知名进口品牌交换机 为核心设备搭建，采用DCS框架构建而成，以连接生产现场的各类PLC设备，用 百兆光纤环网传输接入至工厂的核心机房。通过机房的核心交换机，实现服务器 与PLC交互数据。
其中，出于数据的安全性和系统的独立性考虑，水厂其它的配套系统，如安防监控系统，配电监控系统等数据交互在另外一个网络中实现。 图 1.平水江水厂工业控制系统拓扑图 二、工业以太环网的现状分析 目前水厂环网主干是选用百兆带宽的单模光纤网络，对每个工艺控制单元的现场布设多电口的小型光纤交换机，在控制核心机房布设两台汇聚层交换机，经由汇聚交换机后，集中汇总至主干交换机。通过现场交换机——汇聚层交换机——核心交换机环接，组建成了三级工业控制以太环网。 2.1、选用工业环网架构的优势 相对于环网来说，普通网络架构如星型，树型或者令牌环网型架构，都不能有效解决故障点突发或者并发时，整个系统能持续运行而不产生数据丢包，网络中断的现象。而工业环网，按照设备的标准，自恢复时间可以达到毫秒级，在能有效解决网络中断的基础上，还能提高数据传输效率，增加系统稳定性。
污水处理厂自动化系统的分析与应用 摘要：本文主要介绍了我国目前污水处理自动化系统的构成，分析了作为其核心的plc控制器和通信网络的选型以及整体解决方案，同时以天津咸阳路污水处理厂自动化系统为例，具体说明了污水处理厂自动化系统的应用，最后分析了污水处理厂自动化系统的改进和发展。 关键词：可编程控制器现场总线污水处理厂 一、引言 水是人类生活和国民经济发展的不可或缺的重要部分，随着科技水平的飞速发展和人类生活水平的巨大提升，对于洁净的优质的水源的需求也不断急剧释放。为建设可靠、稳定、先进、经济以及可扩展的合理的水处理自动化系统成为工程界和城市水行业营运管理部门共同关心的问题。微电子、通信、计算机技术的发展大大提高了水处理控制系统的信息化和智能化程度，与3c技术相结合的plc以其卓越的可靠性、抗干扰性以及灵活的控制方式成为水处理自动化系统的核心控制器，其与开放的网络通信系统一起，共同推动着水处理自动化系统的智能化程度的发展。 水处理行业主要分为净水处理和污水处理两大部分。净水厂控制系统通常分为水厂调度系统、加药间（加氯间）plc控制站、滤站plc控制站、送水泵房plc控制站等。各个控制站相对独立工作，通过有线网络进行通讯，将所有的数
据信息送到水厂调度室进行处理，或将一部分数据通过调度系统以无线（或有线）通讯的方式送到城市的调度中心。对于污水处理来说，要根据污水水源地状况来确定污水处理的工艺流程，由于污水处理工艺的不同而自控系统应用plc的要求也有所不同。一般讲，整个污水处理厂都有总控室和多个现场控制站，站与站之间通过控制器层网络或信息层网络相连，然后全部连接到总控室，总控室的多台计算机、工作站和图形站都用信息层网络连接，这样和现场控制站构成了集中管理，分散控制，高速数据交换的工厂级自动化网络[1].plc自控系统是水处理厂的控制核心部分，对其合理的选型和设计，对污水厂能否高效、自动化的运行非常重要。然而，plc网络又是其中的重中之重，网络的好坏直接影响到污水厂的正常运行。 二、系统构成 污水处理厂自控系统一般包括污水厂部分和厂外泵站部分。监控系统通讯网络和plc是污水处理自动化系统的核心组成部分，它们的性能对污水处理自动化系统会起到决定性的作用[2].根据污水处理自动化本身的特点和监控需求选择合适的plc及通讯网络是保证污水处理自动化系统性能的重要因素。 通信网络： 在污水处理自动化系统的结构上，国内在管理体制上
污水处理厂自控系统设备配置通用要求 1一般技术要求 1、工作温度：室内-5~+50°C,室外-10~+55°C 2、相对湿度：5~95% 3、防护等级：室内IP54,室外IP56。具体以单个设备具体要求为准。 4、供电电压：ΛC220V,+10%~T5%,50HZ 5、模拟量输入和输出:Γ20mA,24VDC 6、开关量输入和输出：250VAC,2A,无源接点 控制系统由所在单体的配电室提供单相220V电源。 2通讯网络结构 污水厂通讯系统网络结构分二层： 第一层为信息管理层，即中控室监控设备间及与现场控制站间采用工业以太网(EtherNet/IP),基于IEEE802.3标准的EtherNet/IP网络采用有源环形拓扑结构，由交换机提供虚拟连接。环形拓扑结构支持IoOMbPS和IOOoMbPS产品，主干网络采用千兆网，支线采用百兆。以太网交换机可自动处理速度差异,使用户可以混合使用IOOMbPS和IOOOMbps设备。控制设备均要求为全双工设备，以减少数据包冲突并使设备能同时发送和接收数据。 通讯方式以本标书全厂主P1C站要求为准，其他集成设备均需能接入此网络。 支持标准TCP/IP通讯
支持的以太网介质有10Base2>10Base5>IOBaseT和光纤 支持子网分割 TCP/IP以太网可以同时支持上位机访问、控制器通讯和P1C的配置和调试 可以通过编程软件来对该模块进行配置 支持普通商用EtherNet通信产品和物理介质 支持I/O控制信息 第二层为控制层，即现场控制站与分布I/O站及设备之间的通讯,全厂必须统一采用以太网方式，不允许混用。任意一个网络节点故障都不会影响其它远程站的工作。 控制总线网是一个实时的控制网络，用于高速传送实时I/O数据和消息数据包括程序上载/下载、组态数据及对等通信，所有这些都在一个单独的物理介质链路上传送，网络具有高度的确定性，能可靠预测数据发送时间。 控制站间距离（无中继器）≥IOOOm 控制总线网支持64个可设定地址的节点 通信速率25MbPS 控制层采用总线形网络拓扑结构 通讯系统网络混合搭配二层网络，卖方所采用的网络方案应满足上述要求， 并且使用户可以在网络间无缝地传送数据，无须额外编程、组态或创建路由表。3控制系统的配置 ※各P1C站程序提供源代码及密码。 厂内的各单体P1C控制系统采用光纤环网连接，网络形式为工业以太网，传输速率为100/1000M。
朱家岩水厂二期扩建工程 自控工程及电气系统 改 造 方 案 书 地址：邮编： 电话：传真：
目录 一、工程概述 (3) 二、改造的内容及目标 (4) 三、方案设计 (5) 3.1电气系统 (5) 3.2检测仪表 (6) 四、PLC控制 (10) 4.1概述 (11) 4.2系统结构描述 (11) 4.3 PLC设备简介 (14) 4.4 软件系统 (17) 4.5 加氯系统 (20) 4.6其他主要配套设备介绍 (20) 五、设计参考标准和要求 (21) 六、施工方案 (23) 6.1施工方法及注意事项 ............................................................... 错误!未定义书签。 6.2安全措施及环境的要求........................................................... 错误!未定义书签。 6.3系统调试 ...................................................................................... 错误!未定义书签。 6.4系统的试运行............................................................................. 错误!未定义书签。
一、工程概述 朱家岩水厂位于重庆市南岸区长生镇桃花店村一处山坡上。水厂一期实际用地面积48.68亩，实际征地面积48.67亩，二期扩建新征地面积约33.12亩，总面积79.50亩，单位用地指标0.53m2/m3.d。一期工程厂区基本分为三片区，南片区为常规处理生产区，西北片区为生活区，东北片区为深度处理生产区。厂区大门位于北端，面向苦溪河。厂前区以综合楼为中心，布置了绿化用地、水景。 本次工程是对重庆市朱家岩水厂进行二期扩建，原规划总规模为10万m3/d ，一期工程已建成5万m3/d，本次扩建增加5万m3/d规模，包括原水输水工程和净水工程的扩建，主要设计内容如下： 原水输水工程为新建原水输水管，新建构筑物包括网格絮凝斜管沉淀池、气水反冲洗滤池、清水池、炭滤池、应急加炭间，排泥池、回收水池、污泥浓缩池、及贮泥池、平衡池，新建建筑物包括污泥脱水间、机修仓库、值班宿舍，新增设备包括加药间、送水泵房、前臭氧接触池、后臭氧接触池、提升泵房、臭氧制备间。 本方案涉及范围包括：自动化监控系统（含上位机、下位机）、流量计、液位计、PLC、在线水质监测仪器仪表、视频监控系统（含电脑、摄像头）、桥架、线路防雷器、高低压电气控制柜（含水泵配套开关柜至电气控制柜间的线路）、加氯机系统、高压电缆设备的采购、安装调试及其文件编制和启动运行。
一工程概述 (6) 1.1监控系统的工程范围 (6) 二工程主体部分 1.监控中心计算机监控系统，现场PLC控制系统及仪器仪表 (7) 1.1计算机监控系统及PLC控制系统施工方案 (7) 1.1.1 中央控制站组成 (9) 1.1.2 现场控制站组成及安装位置 (10) 1.2现场信号采集系统 (11) 1.2.1 1#现场控制站系统 (11) 1.2.2 阀岛控制箱 (12) 1.2.3 2#现场控制站系统 (12) 1.2.4 控制柜及二次回路结线施工标准及技术措施··10 1.3、自动化系统方案设计及施工方法 (21) 1.3.1自来水厂监控对象及仪器仪表安装位置 (21) 1.3.2 1#现场控制站监控对象及仪器仪表安装位置 (22) 1.3.3 2#现场控制站监控对象及仪器仪表安装位置 (31) 1.3.4 3#现场控制站监控对象及仪器仪表安装位置 (34) 1.4.1 生产工艺参数在线检测 (36) 1.4.2仪器仪··22 1.5 生产过程控制 (50)
1.5.2 投药系统 (51) 1.5 .3进水电动蝶阀的控制 (52) 1.5 .4 格栅间的控制 (53) 1.5 .5反应沉淀池电动闸阀的控制 (53) 1.5 .6反冲洗间的控制 (54) 1.5 .7储泥池及污泥泵房设备的控制 (56) 1.5.8脱水机房的控制 (57) 2，管网阀门智能控制柜的安装，阀门智能电动装置的安装，仪器仪表的安装，布线，及调试··60 3、视频监控系统 (60) 3.1视频监控系统概述 (60) 3.2视频监控系统结构 (60) 3 .2.1 基本组成 (61) 3.2.2 结构特点 (61) 3.2.3 基本功能 (63) 3.3工程的施工技术、施工方法、工艺流程 (64) 3.3.1施工程序 (64) 3.3.2主要施工方法 (64) 4、监控系统软件功能描述 (67) 4.1系统软件 (67) 4.1.1 系统软件的一般技术功能 (67)