基于M340PLC的水厂滤池控制系统改造——以南宁市某水厂滤池控制系统升级改造为例
水厂滤池自动控制系统的改造
水厂滤池自动控制系统的改造[摘要]本文笔者结合某水厂滤池自动控制系统成功改造这一实例，分别从控制系统的基本情况、改造缘由、设计想法、施行流程这几方面入手展开具体地阐述，给我国充分引入并借鉴国外滤池的领先技术并将其运用到具体的技术改造工作18-进的1台滤。
（冲洗过程中，控制各相关阀门的开闭。
（3）监视该滤池所有设备的状态，处理故障信息，产生相应报警。
1.2公共反冲洗PLC主要功能（1）通过网络监视和管理所有滤池运行状态。
（2）对滤池反冲洗申请进行排队，并控制所有反冲洗资源（风机、水泵等），自动完成所有滤池的反冲洗任务。
（3）滤池水质数据的采集和处理。
（4）通过网络，使中控监控计算机获取滤池运行状态和数据，并能遥控滤池的运行。
（5）通过网络，向其它PLC站传送生产数据。
（如：向投加PLC传送滤后流量、余氯和后加氯压力开关信号，用于加氯自动控制。
）2滤池自动控制系统改造原因PLC的滤池自动控制系统的故障对安全供水的影响严重。
由于滤池没有手动控制功能，一旦控制台PLC故障，将使该个滤池停止工作。
在水厂满负荷甚至超负荷运行的情况下，一个滤池停止工作，即造成待滤水溢流，产能下降。
公共反冲洗PLC 故障，将使所有滤池不能自动反冲洗，只能手工反冲洗，增加了很大的工作量。
另外，公共反冲洗PLC故障，还会造成中控室不能监控滤池的运行状态和数据。
综上所述，为消除滤池安全生产的隐患，确保水厂的安全可靠供水，应对滤池自控系统进行升级改造。
3控制系统改造的总体设计思路3.1改造的总体原则（1）滤池自动控制系统的结构必须合理，有较高的安全性和可靠性，既（2化。
系列产品用于各滤池控制站。
3.3控制系统实现的新功能（1）滤池控制台的新功能。
①实现原有滤池自动控制及通讯功能；②在滤池控制台上增加手动控制滤池过滤的功能，使滤池在PLC出现故障时仍能进行过滤工作；③将原来的冲洗第一步排水改为过滤，将滤砂以上70cm的水过滤到清水池；④与公共反冲洗PLC组成通讯网，代替原来的网络。
水厂自控系统升级改造建设方案
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。
基于PLC的水厂滤池控制系统设计
基于P L C的水厂滤池控制系统设计毕业设计指导书毕业设计是本科教学计划的最后一个重要环节，是落实本科教育培养目标的重要组成部分。
其重要目的是培养学生综合运用所学知识和技能，理论联系实际，独立分析、解决实际问题的能力，是学生从事本专业工程技术和科学研究工作的基本训练。
本设计是以水厂滤池为控制对象，设计一套以PLC 为控制主体的水厂滤池控制系统。
要求设计者以严肃认真、一丝不苟的态度对待这次设计，通过这个环节的学习，提高学生独立分析问题、解决问题的实际能力，学生应在系统设计、计算、工程绘图、实验、计算机使用、编制技术文件等方面的能力得到训练和提高。
一、毕业设计的题目、任务和要求1. 题目：基于PLC的水厂滤池控制系统设计2. 任务：(1)总体控制方案设计；(2)绘制水厂滤池控制系统原理图；(3)系统硬件设备选型、PLC选型和I/O模块选型；(4)绘制系统硬件配置图；(5)绘制输入输出接线图；(6)编写输入输出定义表；(7)编写程序流程图，设计梯形图控制程序；(8)用组态软件设计监控系统；(9)总结各种资料和经验，编写技术文件；(10)写毕业设计报告（包括说明书和相应图纸）、准备毕业答辩。
3. 目的、要求(1)巩固、联系、充实、加深、扩大所学基础理论知识和专业知识；(2)掌握专业设计工作的流程、方法和步骤；(3)增强计算、绘图、编制技术文件的能力；(4)提高运用所学知识分析、解决实际问题的能力；(5)通过毕业实习、毕业设计及毕业答辩全过程的训练，加强师生之间交流，培养学术研讨的好学风；(6)培养学生严肃认真、刻苦钻研、实事求是的工作作风；(7)要求学生遵守作息时间，遵守学校的各项规章制度，确保毕业设计顺利地、高质量地完成。
二、毕业设计的一般步骤和基本内容1.收集并整理设计所需原始资料，为确定设计方案作准备。
2.有针对性地复习掌握与本设计相关的内容，如“过程控制工程”、“可编程序控制器原理与应用”、“自动控制原理”、“交流调速系统”、“电子技术基础”、“计算机控制系统”等。
自来水厂滤池及其反冲洗的PLC电气自动控制系统设计
自来水厂滤池及其反冲洗的 PLC电气自动控制系统设计摘要：借助PLC电气自动控制系统，能够从根本上提升自来水厂净化设备运行水平，降低净化设备故障问题发生几率，切实保障水厂净化效果。
基于此，本文细致分析了水厂净化设备PLC电气自动控制系统实际运行流程，推出净化设备自动控制系统设计要求，最后阐述矩阵译码技术在净化设备电气系统中的实际设计要点，以供参考。
关键词：水厂净化设备；PLC电气自动控制系统；设计要求前言：自来水厂净化设备运行水平可直接影响到城镇居民生活质量。
自来水厂生产规模、制水工艺及设备存在较大差异，但在水源抽取之后，均需要进行一系列物理及化学处理方式，如加矾、沉淀、过滤、加压等。
为从根本上提升水源净化水平，需要在原有基础上使用更为先进的PLC电气自动控制系统，对各净水环节进行严格质量管控。
1.PLC电气自动控制系统概念PLC电气自动控制系统是一种应用在工业环境下的自动控制装置。
相较于其他控制工作而言，PLC控制系统的操作更加简便、功能完善，能够对设备进行自动计数以及自动化管控，切实提升了设备实际运行水平，使设备运行期间的质量问题与安全事故能够被控制在最低范围之内[1]。
现阶段， PLC电气控制系统在水厂生产中应用比较广泛。
PLC电气控制系统用在水厂泵房控制中，对泵房内的设备进行远程遥控与实时动态监测，绘制出相应的运行状态曲线。
电气控制系统还可以配合模拟量模块，接收传感器信号，检测设备在实际运行期间的温度、压力值，从根本上提升了设备实际运维与管控水平。
将PLC电气控制技术应用在水厂混凝系统、沉淀系统中，可以借助流量反馈手段，调整加药泵转速以及冲程，从根本上提升水厂运行期间的可控性。
1.水厂净化工艺过滤池及其反冲洗净化工艺是水厂重要工艺之一,其运行效果可直接影响到自来水的品质与口感，影响到水厂运行期间的综合效益。
随着社会经济发展速度不断加快，水厂建设规模进一步扩大，应用在水厂中的净化设备种类更多，内部结构愈加复杂。
PLC在净水厂滤池控制系统中的应用及改进
２ ０ １ ４ 年 第１ ３ 期Ｉ 科 技创新 与应 用
Ｐ Ｌ Ｃ在净水厂滤池控制系统中的应用及改进
王 喜 锋
（ 辽宁城建设计 院有 限公 司， 辽宁 抚顺 １ １ ３ ０ ０ ８ ）
摘 要： 随着计算机技术的发展 ， Ｐ Ｌ Ｃ 在 工程 中 应 用也 日益广泛。在现代净水厂的控制 系 统 中， Ｐ Ｌ Ｃ的身影随处可见。文章 中， 笔 者以某净水厂作为例子， 详细阐述 了Ｐ Ｌ Ｃ在 中心控制站、 现场控制站、 操作 员站、 反冲洗间控制单元、 滤池控制单元 的应用并根据
生非常大的损伤。因此阀门各部分构件 的磨损也在情理之中， 这直 接导致了驱动蝶阀的双作用气缸缸体橡胶密封圈开始漏气。 一段时 间 以后 ， 气 缸就 必 须 要 更 换 橡 胶 密 封 圈 ， 否 则 气 缸 因 为 动作 缓 慢 而 无 法 正 常工 作 。 ３ Ｐ Ｌ Ｃ在 净 水 厂滤 池 控制 系 统 中 的改进 措 施 为了解决 以上 问题 ， 完善控制程序 ， 需要进行 三个 阶段 的分析 研究。 第一个阶段 ， 为了得出 Ｐ Ｉ Ｄ控制算法表达式 ， 我们需要搭建实 验平台 ， 对此项系统进行整体辨识。 第二 阶段 ， 通过测试气 动蝶阀的 特 性 以及 滤 池 特性 ， 展 开 对 气动 蝶 阀和 滤池 在 整 个 控 制系 统 的 作用 研究 ， 从而得到其最优 的工作方法 ， 从新整定 Ｐ Ｉ Ｄ算法参数值 。 第三 个阶段为试验阶段 。主要是借助 Ｐ Ｌ Ｃ软件进行模拟测试 ， 通过试验 得到大量实验数据寻找最优方式 ，并对相关系统增加辅助条件 ， 从 １ ． ２ 现场 控 制 站 而 使 系统 得 到 完善 和改 进 。对 于 Ｐ Ｉ Ｄ控 制 器 参数 的整 定 ， 我们 采 用 水 厂 的现 场监控 站主要 由可编 程逻辑控 制器 即我们所 讲 的 工程整定法 ， 借 助于实际 的工程相关经验 ， 再充分考虑 了执行机构 Ｐ Ｌ Ｃ、 在线监测仪 、 执行器等构成。现场监控器的 目的在于通过采集 及 其 滤池 特 性 对 系统 的 影 响后 做 出选 择 ， 用试 凑 法得 出结 果 。 即 ： 并处理生产过程 中的逻辑控制 、 工况参 数等 ， 从 而实现网络通讯 、 修 △ｕ（ ｋ ） ＝ ０ ． ３ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ （ ｋ ） 一 ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ （ ｋ 一 １ ） ） ＋ １ ． １ ５ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ （ ｋ ） ＝ ０ ． ３ Ａｅ （ ｋ ） ＋ 改 模拟 量 设 定点 、 远程诊断 、 自诊 断 等 功能 。 一般 现 场 控 制站 由五个 １ ． １ ５ ｅ （ ｋ ） 子控制单元 组成 ， 以工艺流程按 照顺序进行编号 ： 第一号可 编程逻 对执行机构及滤阻分析后修正为 ： 辑控制器（ Ｐ Ｌ Ｃ） 为格栅及絮凝沉淀池控制单元 ； 第二号可编程逻辑 △Ｕ （ ｋ ） ＝ Ｏ ． ２ ９ （ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ （ ｋ ） 一 ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ （ ｋ 一 １ ） ） ＋ １ ． １ ７ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ （ ｋ ） ＝ ０ ． ２ ９ △ｅ （ ｋ ） ＋ 控制器 （ Ｐ Ｌ Ｃ ）为反冲洗间控制单元 ；第三 号可编程逻辑控制器 １ ． １ ７ ｅ （ ｋ ） （ Ｐ Ｌ Ｃ ） 为 自用水泵房控制单元 ； 第 四号可编程逻 辑控 制器 （ Ｐ Ｌ Ｃ ） 为 为 了验 证 结果 的可靠 性 ， 我 们 需 随机 选 择 两 格 滤池 进 行 两个 周 加氯投药间控制单元 ； 第五号可编程逻辑控制器 （ Ｐ Ｌ Ｃ ） 为报警盘控 期 即四 十／ ｋ ／ Ｊ ， 时监 控 和检 测 。 实 践检 验证 明该 算法 无 误 已经 达 到预 制单元 。 期要求 ， 但 为进一步完善 ， 我们尝试进一步增加 辅助条件 ： 第一 ， 每 １ ． ３操 作 员 站 两分钟输入一次 Ｐ Ｉ Ｄ指令 ； 第二 ， 在Ｐ Ｉ Ｄ运算后 当阀门小 于百分之 操作员控制站是利用组态软件 编制 的良好操作界 面的工控机 二 的幅度 时 ， 不 再 输 出动 作 指令 ； 第 三， 加大 Ｐ Ｉ Ｄ调 节死 区 的调 节范 取代原有的操作员控制面板 ， 从而让操作员更加便捷 的直观了解掌 围， 其在 ０ ． ０ １ 米 范围波动时 ， 不再输出阀门命令 ； 第四， 限制阀门调 握 滤池 中的 实 时工 作 状态 ， 使 工 作 人 员 可 以及 时 有 效 的调 节 滤池 具 节 幅度 ，禁 止 阀 门 的动 作 超 过 百 分 之 十 。 经过 对 后 期 算 法 转 化 的 体参数 。 Ｐ Ｌ Ｃ系统 、 试 验 控制 算 法 系统 与 源 控 制 系 统 相 比较 ， 在 水 位 控 制 指 标 、阀 门动 作 计 数 以及 阀 门开 度 等 各 项 数 据 中 ，后 期 算 法 转 化 的 １ ． ４ 反 冲洗 间控 制 单元 反 冲洗 间控 制 单元 的主 要 任务 是 对 反 冲洗 泵 及 其 出水 阀 门 、 鼓 Ｐ Ｌ Ｃ系统 明显 有 较 大 幅度 的 提升 。 这 样 我们 便 得 到最 优算 法 即改进 风机及其出气阀门等设备进行顺 序控制 、 故障判断和保护 ， 此外 ， 反 后 的算法 ， 证 实 其 改进 的正 确性 、 合 理性 ， 适 合 水 厂进 行 生产 作 业 。 冲 洗 间 控 制 单元 还对 二 十 四格 滤 池 可 编 程 逻 辑控 制 器 的协 调 工 作 ４结 束语 进 行统 一 管 理 。 总 而 言之 ， Ｐ Ｌ Ｃ在 今 后 水 厂 的应 用 中会 越 来 越 广 泛 ，越 来越 重 １ ． ５ 滤池 控 制单 元 要， 功 能 也将 越 来 越强 大 。 但 是不 可 忽视 的是 ， 随着 其 长 期 的不 间 断 在滤池控制单元 中每格滤池均设立有一台独立 的 Ｐ Ｌ Ｃ控制单 运 转 ， Ｐ Ｌ Ｃ中部分 灵 敏 的电 子元 件 参 数不 可 避 免 的会 受 到 影 响 乃至 这 就 直 接导 致 了 Ｐ Ｌ Ｃ算法 会 出现 较 大误 差 。 因此 ， 在 今后 元。控制单元主要功能是采集每格滤池 的水位 、 差压 、 出水阀开度 、 发生改变， 阀门等的工况 ， 同时 对 每 格 滤 池 的 自动反 冲洗 、 恒 水 位 闭环 调 节 进 的应 用 中 ， 我 们 不但 要 享 受 Ｐ Ｌ Ｃ带 来 的 巨大 效 益 ， 更 应 该 注 意 到它 行 控制 。 滤 池 控制 单 元 的工 作 原 理 为 ： 在 滤 池 中安 装 水位 传感 器 、 阻 的潜 在 风 险 。 参 考 文献 塞传感器 以及带有变送器的可调节滤后水 出水 阀， Ｐ Ｌ Ｃ通过对设定 值 与滤 池 水 位传 感 器 的检 测 值 相 对 比 ， 从 而 对 滤 后 水 出水 阀的 开度 『 １ ］ 卢磊． Ｐ Ｌ Ｃ在净水厂滤池控制 系统 中的应用及 改进『 Ｊ １ ． 给水排水 ， ２， ５： １ ０ ２ —１ ０ ４． 进行合理调节 ， 最终保证使滤水 池在 恒水 位进 行工 作 ， 即达 到 Ｐ Ｌ Ｃ ２０１ 控 制 Ｖ型滤 池 恒 液位 运行 的 目的 。 【 ２ ］ 杨莹， 曹 玉波 ， 高维平 ． Ｐ Ｌ Ｃ在 ｖ形 滤 池 自动控 制 系统 中的应 用【 Ｊ ］ ． ２ Ｐ Ｌ Ｃ在净 水 厂 滤 池控 制 系 统 中 的问题 化 工 自动化及仪表 ， ２ ０ １ ３ ， ９ ： １ １ ４ ７ — １ １ ４ ９ ＋ １ １ ７ ０ ． 经 过 长 时 间 的跟 踪调 查 显示 ， 随着 水 厂 实 际 生 产运 营 的 时 间 的 『 ３ ］ ｙ － 振松 ， 王冰峰 ， 张刚． Ｐ Ｌ Ｃ在净水厂混凝剂 自动 配制 系统 中的应 推移 ， 滤池 的问 题会 逐 渐 暴漏 。 主要 问题 表 现 为 ： 滤 池 出 水气 动 阀 门 用［ Ｊ ］ ． 自动化仪表 ， ２ ０ ０ ５ ， １ ２ ： ５ ０ — ５ ２ ． 的 气缸 动 作 较 刚投 入使 用 时 变 得 相对 缓 慢 ， 阀门 密 封 圈 出现 磨损 导 【 ４ ］ 崔建鲁 ， 孙 华伟 ， 岳喜革． Ｍｏ ｄ ｉ ｃ ０ ｎ Ｑ ｕ ａ ｎ ｔ ｕ ｍ 系列 Ｐ Ｌ Ｃ在聊城 电厂 致 发生 气 体 泄漏 等 。 针对 以上 两种 问题 通过 排查 等方 法 最终 确 定 出 ２ ｘ ６ ０ ０ Ｍ Ｗ 机 组 凝 结 水精 处 理控 制 系统 中的 应 用 及 分 析『 Ａ １ ． 全 国发 全 国 火 电大机 组 （ ６ ０ ０ ＭＷ 级 ） 竞 赛 第 十届 年 会 论 现此项 问题的原 因为滤池控制程序缺乏合理性不尽完善。 在 以上文 电机 组技 术协 作会 ． Ｃ １ ． 全 国发 电机 组技 术协 作会 ， ２ ０ ０ ６ ： １ ０ ． 中讲述 的控制�
④基于PLC的水厂滤池控制系统设计-软件设计
4 系统的软件设计4.1软件总体方案设计4。
1。
1 S7-200的简介S7—200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。
S7—200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。
因此S7—200系列具有极高的性能/价格比。
S7-200系列出色表现在以下几个方面:1)极高的可靠性。
2)极丰富的指令集.3）易于掌握。
4）便捷的操作。
5)丰富的内置集成功能。
6）实时特性.7) 强劲的通讯能力。
8) 丰富的扩展模块。
适用范围S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。
使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。
应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测,自动化控制有关的工业及民用领域,包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。
如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调,电梯控制,运动系统.4。
1。
2 STEP7 Micro/Win32编程软件的使用STEP7-Micro/WIN32是西门子公司专为SIMATIC S7-200系列可编程序控制器研制开发的编程软件，它是基于Windows的应用软件，功能强大,既可用于开发用户程序,又可实时监控用户程序的执行状态。
下面将介绍该软件的安装、基本功能以及如何应用编程软件进行编程等内容。
一、安装STEP7-Micro/WIN32编程软件1、系统要求运行STEP7-Micro/WIN32编程软件的计算机系统要求如表4—1所示表4-1 系统要求CPU 80486以上的微处理器内存8MB以上硬盘50MB以上操作系统Windows 95， Windows 98， Windows ME，Windows 2000计算机IBMPC及兼容机2、硬件连接利用一根PC/PPI（个人计算机/点对点接口）电缆可建立个人计算机与PLC 之间的通信。
这是一种单主站通信方式，不需要其他硬件,如调制解调器和编程设备等。
滤池微机控制系统
滤池微机控制系统
易国屏
【期刊名称】《自动化与仪表》
【年(卷),期】1999(014)001
【摘要】本文利用图形编程软件，依照软件工程规范设计了滤池微机控制系统，着重描述了使用图形编程软件的编程方法和过程，同时介绍了针对被控对象可靠性低、维修率高等特点，如何设计灵活实用的控制系统。
【总页数】4页(P26-29)
【作者】易国屏
【作者单位】深圳市自来水（集团）公司科技部
【正文语种】中文
【中图分类】TU991.24
【相关文献】
1.滤池微机控制系统 [J], 易国屏
2.微机联锁控制系统第二讲微机联锁控制系统的构成 [J], 燕永田
3.微机联锁控制系统第三讲几种总线在微机联锁控制系统中的应用及其硬件结构[J], 燕永田
4.微机联锁控制系统第四讲微机联锁控制系统的软件结构 [J], 燕永田
5.基于M340PLC的水厂滤池控制系统改造——以南宁市某水厂滤池控制系统升级改造为例 [J], 梁广瑞;莫胜憾;沈华龙
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基于PLC的水厂源水处理自动控制系统
基于PLC的水厂源水处理自动控制系统摘要：在水厂的水处理系统中采用自动控制技术，不仅可以提高系统的性能、产率、可靠性，而且还可以增加系统的稳定性、降低操作成本、加快启动过程等。
由于水处理过程是一较复杂的连续批量生产过程，即有现场设备的运行协调，又有大量的现场数据采集和处理，同时各功能单元地理位置分散，相互间由管道或管网互连，基于以上特点，现阶段要实现水处理自动化，最佳方案是采用PLC 系统。
本文对制水工艺流程进行了分析，介绍了PLC 的水厂供水自控系统的设计。
关键词：水厂源水供水；PLC；自动控制在水厂的水处理系统中采用自动控制技术，不仅可以提高系统的性能、产率、可靠性，而且还可以增加系统的稳定性、降低操作成本、加快启动过程等。
由于水处理过程是一较复杂的连续批量生产过程，即有现场设备的运行协调，又有大量的现场数据采集和处理，同时各功能单元地理位置分散，相互间由管道或管网互连。
鉴于此，结合本企业生产的需求，本文给出基于PLC 的水厂供水自控系统的设计思想和部分关键技术，重点结合制水工艺流程介绍了加矾、反冲洗和过滤子控制系统。
本系统实现了优化控制，提高了工作效率和水处理流程的稳定性。
一、系统总体设计水处理工艺流程原水通过取水泵房、输水管道进入净水厂，在管式混合器前投加混凝剂和加氯，经絮凝沉淀池沉淀，气水反冲洗滤池过滤，再经后加氯，进入清水池，再由送水泵房送至城市管网。
取水泵房为水厂提供原水。
加氯设备系统包括以下投加系统：①絮凝池前加氯，为连续工作模式，用以氧化降解原水中的有机物；②过滤后加氯，为连续工作模式，用以对过滤后水的消毒并维持出厂水有一定的余氯。
加矾间采用常用的混凝剂：液体碱式氯化铝和硫酸亚铁。
絮凝平流沉淀池分两组，每组处理水量60000m3/d，其作用是分离矾花和水，絮凝沉淀池主要控制的是排泥设备。
气水反冲洗控制包括两部分：第一部分为公共反冲洗设备控制，第二部分为气水反冲程序控制，滤池的控制也包括两部分。
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２ ０ １ ３年第 １ ８卷第 ２期
２ ０１ ３ Ｖｏ １ ． １ ８ Ｎｏ． ２
Ｍ ３ ４ ０ Ｐ Ｌ Ｃ 的 水 厂 滤 池 控 制 系 统 改 造
— —
以 南 宁 市 某 水 厂滤 池 控 制系 统 升 级改 造为 例
南 宁 市某水 厂 于 １ ９ ９ ６ 年 竣 工投产 ， 日处理 能 力
与 应用 ， Ｍ３ ４ ０ Ｐ Ｌ Ｃ除 了在 功 能 、性 能上 有 很大 增 强 之外 ， 在 编程 理念 和 编程方 法 上有 了重 大改进 ， 所 以 系统 的升级 不仅仅 是 简单 的硬 件更换 。
为３ ０ 万ｔ 。全厂 Ｄ Ｃ Ｓ控制系统 由 Ｍ ｏ ｄ ｉ ｃ ｏ ｎ ９ ８ ４系列
Ｈ ＭＩ ， 通 过 它可 以对 ２ ２个 滤 池 进 行 控制 管 理 。 全 厂
技 术 。对 于 ２ ０世 纪 ９ Ｏ年代 得 到 了广 泛 应用 的 Ｍｏ ｄ ｉ ｃ ｏ ｎ ９ ８ ４系列 Ｐ Ｌ Ｃ， 目前施 耐德 公 司 已经推 出 了
用 于 取代 它 的新 一 代 Ｍ３ ４ ０ Ｐ Ｌ Ｃ 。 虽然 新 旧两代 Ｐ Ｌ Ｃ
系统 同出一个 厂家 ， 两者具有 良好 的兼容性 ， 但是
Ｐ Ｌ Ｃ技 术 的发 展 ，特 别 是 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ １ ３ １ — ３标 准 的 推广
【 收稿 １ ３ 期］ ２ ０ １ ２ 一 Ｉ Ｉ 一 １ ２
上位 Ｓ Ｃ Ａ ，通过数据传送机将全厂 的状态
随着近年来技术的不 断发展 ， 自动化系统制造 厂家不断推出新一代 的 Ｐ Ｌ Ｃ 、智能仪表和现场总线
系统 等产 品 ， 这 些新 的产 品采用 了许 多 革命 性 的新
控制和反冲洗功能。在反冲洗过程中，每个滤池的
Ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｃ ｔ ９ ８ ４紧凑型 Ｐ Ｌ Ｃ控制系统都配备一个 现场 Ｈ ＭＩ ， 它 们 之 间通 过 Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ 协 议 连接 ， 通 过 ＨＭＩ 可 以对组态的参数进行实时监视和修改等。滤池公共 站 的 Ｍｏ ｄ ｉ ｃ ｏ ｎ ９ ８ ４ Ｐ Ｌ Ｃ控 制 系 统 配 备 １ 个 Ｐ ａ ｎ ｅ ｌ ｍ ａ ｔ ｅ
梁广 瑞 莫胜 憾 沈 华 龙
（ １ ． 广西机 电职业技术学院 电气工程系，广西 南宁 ５ ３ ０ ０ ０ ７ ； ２ ． 南 宁绿 城水 务公 司 ，广西 南 宁 ５ ３ ０ ０ ０ ７ ）
【 摘 要】 滤池控制 系统是水 厂集散控制系统 中关键 的一部分 ， 直接影 响到城市供水 的能力与质量 。 南 宁某水厂
滤池控制系统升级改造 方案使 用施耐德最新 Ｐ Ｌ Ｃ技术及 网关设备 ，移植 原控制程序并重新设计滤池液位控制
算法， 最终 实现 与原莫迪康公 司的集散控制系统无缝链接 。 实践证 明该系统稳定可靠 ， 可满足生产要求。 【 关键￣］ Ｍ ３ ４ ０ Ｐ Ｌ Ｃ ； 滤池控制系统； 模糊控制 ； 智能积分 【 中图分类号］ Ｔ Ｕ ９ ９ １ 【 文献标识码】 Ａ 【 文章编号１ １ ０ ０ ９ — ３ ６ ２ １ （ ２ ０ １ ３） ０ ２ — ０ ０ ９ ７ — ０ ４
Ｐ Ｌ Ｃ及 ＭＢ Ｐ ｌ ｕ ｓ 总线 （ 以下 简 称 ＭＢ ＋ ） 构成 。 由于 已
经运行十几年 ， 设备老化 、 可靠性急剧下 降。 目前难 低成本 ， 甚至采购不到配件 ， 考虑到今后系统扩展等 原 因急需对整个 Ｄ Ｃ Ｓ 系统进行升级换代 。 整个水厂
生 产工 序 中 ， 滤 池 的控制 是关 键环 节 ， 滤池 的反 冲洗 及 水 位控 制 功 能对 供 水 质量 影 响 巨 大 。 由于 水 厂滤
该算法的思想是当系统调节开始时系统误差较大系统积分系数较小系统的控制主要由模糊控制来实现当系统误差较小时积分作用增强控制输出为积分作用与模糊控制作用的和模糊控制使得误差较大时能快速响应误差较小时积分作用增强对变化敏感度减少从而既满足了系统响应速度要求又有效减少了清水阀门动作频率控制原理见图2
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池设计有 ２ ２个 ， 工艺流程完全一样 ， 每个滤池 由 １
台Ｐ Ｌ Ｃ配合 上 位 中心 Ｐ Ｌ Ｃ控 制 ， 从某 种 意义 上 说是
可 以相互冗余 的， １ 个滤池停止工作 ， 不影响全厂水
处理供水能力。 因此 ， 改造工程可从单个滤池的控制
系统进 行 。
Ｐ Ｌ Ｃ完成全厂取水泵房 、 送水泵房 、 加药间 、 沉淀池 和滤池公共 站 的设 备运行 控制 。 ２ ２套 Ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｃ ｔ ９ ８ ４ 紧凑型 Ｐ Ｌ Ｃ控制系统完成 ２ ２ 个单体滤池的恒水位
１ ． 原控 制系统概 况
１ ． １ 系统整体概况
全厂 Ｄ Ｃ Ｓ Ｐ Ｌ Ｃ控 制 系统 分 为 一 期 和二 期 工 程 ， 由 ５套 Ｍｏ ｄ ｉ ｃ ｏ ｎ ９ ８ ４ Ｐ Ｌ Ｃ控 制 系统 作 为 主 站 和 ２ ２套 Ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｃ ｔ ９ ８ ４紧 凑 型 Ｐ Ｌ Ｃ控 制 系 统 组 成 。 ５套 主 站
【 网络出版ｌ ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｗｗ ｗ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｎ ｅ ｔ ／ ｋ ｃ ｍｓ ／ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ／ ４ ５ ． １ ２ ６ ８ ． Ｃ． ２ ０ １ ３ ０ ３ ２ ５ ． １ ７ ３ ３ ． ０ ２ ６ ． ｈ ｔ ｍｌ
［ 基金项 目】 广西 区教育厅 ２ ０ １ １ 年立项项 目， （ ２ ０ １ １ ０ ６ Ｌ Ｘ ６ ６ ８ ） ； 广西区教育厅 ２ ０ １ １ 年立项 项 目， （ ２ ０ １ １ ０ ６ Ｌ Ｘ ６ ７ １ ｏ 【 作者简介】 梁广瑞 （ １ ９ ７ ９ 一 ） ， 男， 广西南宁人 ， 广西机电职业 技术学院电气工程系讲师 、 工程师 ， 工学硕士 ， 主要从 事计算机控制研究 。 莫胜憾（ １ ９ ７ ８ 一 ） ， 男， 广西河池人 ， 广西机 电职业技术学院电气工程系副教授 ， 工学硕士 ， 主要从事计算机控制研 究。 沈华龙（ １ ９ ７ ５ 一 ） ， 男， 广西南宁人 ， 南宁绿城水务公司陈村水厂工程师 ， 主要从事水厂设备维护与管理研究。