PLC及InTouch在杭州九溪水厂的应用

一、概述： 

        九溪水厂座落在杭州市西南面钱塘江畔的珊瑚沙，总设计规模为日供水60万吨，为浙江省最大的水厂。其中的杭州西区净水厂工程，日供水30万吨，是杭州市的重大城市基础设施项目，由法国得利满公司总承包，于2000年3月投产运行。

     整个水厂的自控系统也由法国得利满公司整体设计，采用的是Telemecanique公司的可编程序控制器和Wonderware公司的InTouch监控软件，整套系统较好的考虑了水厂的实际情况，采用了冗余的通讯方式，双网络设计，大大提高了供水的安全性，可靠性。

二、PLC以及InTouch监控软件的主要功能

１、通讯



九溪水厂PLC及上位机的系统分布图 

         整个自控系统设有7个PLC站，采用TSX P67/87 455 型PLC，各PLC站均配置ETH107通讯卡，采用ETHWAY协议通过光纤为主干网的以太网与中控室主机WSG1、WSG2配置的APPLICOM数据采集卡交换数据，以此实现主机数据的刷新与命令的执行。同时各子站还设有上位机，均配置3COM以太网卡采用NETDDE协议通过同一个光纤以太网实现与主机3COM以太网卡的数据交换，可显示全厂各站画面数据，当子站与主机之间出现通讯故障时，各子站的上位机将通过ETHWAY协议与自己站的PLC进行通讯，确保畅通。同时各子站PLC也可以通过FIPWAY网络与中控室的PLC6进行通讯，实现数据的采集与命令的执行。

２、PLC功能介绍：

         PLC通过相应的模拟量、开关量输入卡采集各种一次仪表以及反应各类执行设备状态的电信号数据（4～20mA），PLC对其中的一些数据进行处理，一方面将数据传送给上位机，另一方面将有关数据通过相应的模拟量、开关量输出卡传送到各执行机构，控制执行机构的动作，对于由上位机发出的命令则通过PLC 进行重新组态后输出到执行机构，控制其动作。

        本系统采用３种控制方式；分别为全自动操作、plc远程手动操作和手动操作。系统主要以全自动控制方式为主，下面以聚合氯化铝（PAC）计量泵的控制为例，介绍３种控制方式。混凝剂的投加直接影响到出厂水最基本的指标浊度的好坏，混凝剂是水厂中主要的原材料消耗，如何合理、高效的投加混凝剂一直以来都是净水水处理方面研究的目标。九溪水厂采用PAC作为净水混凝剂，通过隔膜计量泵对其进行投加，计量泵可以通过两个参数来调节其投加量，分别为频率和冲程。在全自动模式下计量泵的频率由进水的流量来进行控制，泵的频率随着流量的变化而调整，计量泵的冲程则由游离电位测定仪（SCD）来控制，当原水浊度出现变化时，SCD检测到相应的电信号后传送到PLC，PLC经过P.I.D调节器的运算后向计量泵发出调整冲程的命令，此过程中的流量、频率、冲程、SCD的数据均通过Intouch在上位机上动态的显示出来，便于操作人员监控；plc远程手动操作则由操作人员根据实际经验在上位机监控软件中输入相应的频率及冲程，通过PLC后输出到计量泵；手动操作是操作人员直接在MCC低压开关屏上对计量泵进行调节，此过程不经过PLC以及监控软件。

3、监控软件（InTouch）的功能介绍：

1) 提供生产工艺过程流程分布、液位模拟量显示、参数设置、设备运行状态等动态画面。据此操作人员或技术人员可以对整个水厂的工艺生产以及设备运行情况有一个详细而形象的了解。
2) 系统主要参数以及设备的报警信号记录。记录的信息可以供技术人员参考，以分析仪器仪表、设备的运行情况，掌握第一手的资料，用于改进工艺控制，进一步提高系统的运行效率。报警信息以显眼的红色闪烁出现，提醒操作人员采取相应的措施，同时报警信息中还给出了报警的时间、故障的可能原因以及故障的现状。
3) 可以通过键盘（鼠标）直接控制现场的设备，如启动或停止水泵、刮泥桥、排泥阀等。
4) 进入系统的口令保护。以免非工作人员进入系统或随意中断运行中的系统，可以根据不同的登陆级别，实现控制本站的PLC控制设备到全厂的PLC控制设备的动作和参数修改。
5) 数据动态刷新余数据库维护。对于不同的静态画面进行数据动态刷新，加上新的动态实时数据，构成了带动态显示点的工艺画面；数据库的维护通过对存放历史趋势数据的环形队列进行移位，用新数据代替旧数据，使环形队列中始终保存到当前时刻为止30天内的历史数据。

三、结束语

        九溪水厂自2000年3月投产以来，利用先进自动控制系统，基本实现了生产过程的全自动化运行，大大减少了操作人员的工作量，降低了员工的劳动强度，自动化程度的提高使生产一线人员由原来的11人减少到了现在的7人，实现了沉淀池、滤池、污水泵房等生产点的无人化作业，对于氯、氨、矾等药剂的投加也实现了全自动控制，节约了原材料的消耗，降低了制水成本，取得了明显的经济效益。

        在取得优良经济效益的同时，高度的自动化运作、良好的管理也带来了很好的社会效益，PLC在净水处理厂的应用，带动了周边水厂的自动化改造，推动了本行业、本地区的科学进步，提高了人们的生活质量。2000年8月，在厂内建立了“生命之源”水文化展览厅以来，九溪水厂先后接待各级领导、城建专家、兄弟单位、大专院校及社会各界近200批次，得到了较高的评价，九溪水厂还被命名为“杭州市爱国主义教育基地”、“杭州市环境教育基地”、“杭州市市政公用局文明基地”。

杭州九溪水厂

2002.3.26

诸国土助理工程师杭州自来水总公司九溪水厂工艺技术员

安淑萍助理工程师杭州自来水总公司总师办计算机技术员

地址：杭州西湖区珊瑚沙九溪水厂邮编：310008