魏德米勒產(chǎn)品在上水市南公司徐涇水廠20萬(wàn)m3/d擴(kuò)建工程的成功應(yīng)用

• 關(guān)鍵詞： PLC 集散型控制系統(tǒng)
• 摘要：徐涇水廠位于青浦區(qū)徐涇鎮(zhèn)前云路西側(cè)的淀浦河北岸，水廠的取水泵站位于水廠外南側(cè)、淀浦河北岸邊。擴(kuò)建工程將在保留和改造現(xiàn)有4萬(wàn)m3/d制水規(guī)模的基礎(chǔ)上，使徐涇水廠總規(guī)模達(dá)到20萬(wàn)m3/d，并建設(shè)污泥處理和深度處理設(shè)施。工程包括現(xiàn)狀4萬(wàn)m3/d制水系統(tǒng)的改造、16萬(wàn)m3/d常規(guī)之水系統(tǒng)的建設(shè)、20萬(wàn)m3/d排泥水處理系統(tǒng)和深度處理設(shè)施的建設(shè)。

徐涇水廠位于青浦區(qū)徐涇鎮(zhèn)前云路西側(cè)的淀浦河北岸，水廠的取水泵站位于水廠外南側(cè)、淀浦河北岸邊。擴(kuò)建工程將在保留和改造現(xiàn)有4萬(wàn)m3/d制水規(guī)模的基礎(chǔ)上，使徐涇水廠總規(guī)模達(dá)到20萬(wàn)m3/d，并建設(shè)污泥處理和深度處理設(shè)施。工程包括現(xiàn)狀4萬(wàn)m3/d制水系統(tǒng)的改造、16萬(wàn)m3/d常規(guī)之水系統(tǒng)的建設(shè)、20萬(wàn)m3/d排泥水處理系統(tǒng)和深度處理設(shè)施的建設(shè)。

徐涇水廠擴(kuò)建項(xiàng)目自動(dòng)化系統(tǒng)是以PLC控制為基礎(chǔ)的集散型控制系統(tǒng)，設(shè)備的軟硬件及系統(tǒng)配置按現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人值守，水廠監(jiān)控中心集中管理運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。圍繞著PLC系統(tǒng)，魏德米勒的產(chǎn)品得到了廣泛的應(yīng)用，包括：VPU電源浪涌保護(hù)器、VSSC 模擬量數(shù)字量信號(hào)浪涌保護(hù)器、VSPC總線浪涌保護(hù)器、EPAK系列模擬量隔離器、TERM系列繼電器、RCI中間繼電器、W系列接線端子、PROmax電源等產(chǎn)品，為其提供了一套完整的安全可靠的成套解決方案。

擴(kuò)建工程完成后，徐涇水廠將存在三種制水工藝流程和排泥水處理工藝流程：

凈水廠排泥水處理工藝流程圖

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徐涇水廠自控系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為核心構(gòu)成的二級(jí)分布式控制系統(tǒng)，分為監(jiān)控管理級(jí)和過(guò)程控制級(jí)。分布于監(jiān)控中心的服務(wù)器和操作員站等為系統(tǒng)監(jiān)控管理級(jí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程控制、生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析、報(bào)表報(bào)警打印等功能。分布于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng)控制器PLC為系統(tǒng)過(guò)程控制級(jí)，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集、設(shè)備的控制等。二級(jí)系統(tǒng)融合了先進(jìn)的PLC技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、VPN通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、客戶(hù)/服務(wù)器(C/S）技術(shù)等一體化的集成控制系統(tǒng)工程。

新建16萬(wàn)m3/d常規(guī)處理及20萬(wàn)m3/d污泥處理系統(tǒng)中，分別在綜合加藥間、反沖洗泵房、二級(jí)泵房、脫水機(jī)房四處設(shè)置PLC控制主站、其他如平流沉淀池、儀表間、V型濾池濾格、回用池、排水池、排泥池、預(yù)濃縮池、濃縮池、平衡池、提升泵房等處設(shè)置PLC子站，并通過(guò)通訊線路接入就近PLC主站中。水廠原有自控系統(tǒng)通過(guò)交換機(jī)接入全廠光纖以太環(huán)網(wǎng)。

徐涇水廠擴(kuò)建工程自控系統(tǒng)架構(gòu)圖

徐涇水廠位于上海的郊外曠野，又屬于雷暴雨多發(fā)地，建筑物和設(shè)備等易遭受雷擊；取水泵房與自來(lái)水廠距離較遠(yuǎn)，輸水管縱橫密布，通信方式復(fù)雜，既有有線傳輸，又有無(wú)線傳輸；這些都是自來(lái)水供水系統(tǒng)易遭受雷擊的重要因數(shù)，設(shè)備的電源線和信號(hào)線在雷擊時(shí)極易感應(yīng)過(guò)電壓而造成設(shè)備損壞，這種突如其來(lái)的超額電壓或電流會(huì)給電器等造成嚴(yán)重的損傷。為了防止這種瞬變?cè)龃蟮钠茐?，魏德米勒公司為徐涇水廠計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)提供了完整的、全方位的浪涌保護(hù)方案，包括配電箱電源系統(tǒng)防護(hù)、控制柜電源部分和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信號(hào)部分以及網(wǎng)絡(luò)通信傳輸線路的防護(hù)，保護(hù)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的電子設(shè)備免受電源浪涌的破壞。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，電子設(shè)備系統(tǒng)80％以上的雷害事故都是因?yàn)榕c設(shè)備相連的電源線路上感應(yīng)的雷電沖擊過(guò)電壓造成的，為此我們需要對(duì)其電源系統(tǒng)進(jìn)行多級(jí)保護(hù)。辦公樓及中心控制室部分等：低壓配電室設(shè)為第一級(jí)防護(hù)；辦公樓各樓層電源箱、中心控制室總電源箱、各工藝車(chē)間控制柜電源、設(shè)為第二級(jí)防護(hù)；各重要設(shè)施設(shè)備用電處和交換機(jī)房、中心控制機(jī)房設(shè)備用電處設(shè)為第三級(jí)防護(hù)。魏德米勒全新的VPU系列電涌保護(hù)器有近200多個(gè)不同的產(chǎn)品，采用了壓敏電阻和氣體放電管組合設(shè)計(jì)，能夠安裝于不同的防雷分區(qū)和滿(mǎn)足不同的雷電防護(hù)等級(jí)。能為建筑及設(shè)施提供完整的解決方案，包括I級(jí)、II級(jí)以及III級(jí)電涌保護(hù)器，適用于不同國(guó)家和地區(qū)的供電網(wǎng)絡(luò)，包括TN-C、TN-S、TN-C-S、TT和IT。使用魏德米勒VPU系列電涌保護(hù)器，可以幫助客戶(hù)省卻由于不確定因素而造成的昂貴、耗時(shí)的重新設(shè)計(jì)以及重復(fù)規(guī)劃。同時(shí)對(duì)于該浪涌保護(hù)具有遙信觸點(diǎn)，能輸出告警信號(hào)，可以對(duì)防雷器的工作狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)且該產(chǎn)品具有三態(tài)狀態(tài)指示功能，能對(duì)產(chǎn)品的工況進(jìn)行有效指示，方便用戶(hù)進(jìn)行辨識(shí)。

在工業(yè)領(lǐng)域，測(cè)量和控制設(shè)備是非常重要的，其中任何一個(gè)設(shè)備的損壞都有可能會(huì)導(dǎo)致巨大的損失。通常工廠自動(dòng)化系統(tǒng)的控制站都置于建筑物之中，網(wǎng)絡(luò)線、電源線鋪設(shè)于電纜溝中，因而遭受直接雷擊的可能性不大，但需要防護(hù)雷電波侵入(感應(yīng))。雷電波侵入(感應(yīng)偶合)對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的破壞，主要是通過(guò)侵入電源線、天饋線、通訊線和信號(hào)線而分別損壞電源模板、通訊模板、I／O模板；也可能因感應(yīng)從信號(hào)采集線和接地網(wǎng)引入有害的信號(hào)電流和接地電流，損壞自動(dòng)化系統(tǒng)或影響其運(yùn)行。在信號(hào)線路上安裝信號(hào)防雷器，對(duì)防感應(yīng)雷是一種行之有效的辦法。對(duì)于以太網(wǎng)通訊接口，可在雙絞線進(jìn)入到交換機(jī)架之前安裝VDATA以太網(wǎng)總線浪涌保護(hù)器；MODBUS 協(xié)議通訊的RS485接口信號(hào)入口處安裝VSPC RS485 總線浪涌保護(hù)器；濾池探頭信號(hào)、電磁流量計(jì)信號(hào)入口處安裝VSSC6系列數(shù)字量信號(hào)和模擬量信號(hào)浪涌保護(hù)器。魏德米勒完整的浪涌保護(hù)器產(chǎn)品系列對(duì)徐涇水廠的雷電災(zāi)害進(jìn)行了全面防護(hù)，使原來(lái)因雷電出現(xiàn)就跳閘的電氣設(shè)備得到了有效控制，解決了各配電柜、控制柜因接地裝置不到位引起的相互干擾，也保障了人身安全。

除了浪涌保護(hù)器，魏德米勒的電子產(chǎn)品圍繞著PLC控制器，在控制柜內(nèi)也有廣泛應(yīng)用：從電源的供應(yīng)到數(shù)據(jù)的傳輸，涉及的產(chǎn)品有PROmax系列開(kāi)關(guān)電源、EPAK系列模擬量隔離器、TERM系列繼電器、RCI中間繼電器以及大量的接線端子。

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PLC控制系統(tǒng)產(chǎn)品布置圖

安全可靠的開(kāi)關(guān)電源對(duì)于系統(tǒng)的可靠性是非常重要的，控制柜內(nèi)使用了魏德米勒PROmax系列開(kāi)關(guān)電源為柜內(nèi)的電氣設(shè)備進(jìn)行供電。輸入電壓(AC)：85--277V、輸入電壓(DC)：80—370V；輸出電壓范圍：22.5---29.5DC（通過(guò)電位器調(diào)節(jié)）。具有LED開(kāi)關(guān)電源狀態(tài)指示，繼電器告警輸出，能對(duì)輸出電壓實(shí)現(xiàn)故障監(jiān)測(cè)，能有效保證控制系統(tǒng)電氣設(shè)備的供電，為PLC控制系統(tǒng)的生產(chǎn)及其它負(fù)荷提供了可靠的電力保障，同時(shí)也為自控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化奠定了基礎(chǔ)。

在水處理的各個(gè)工藝段現(xiàn)場(chǎng)二線制變送器信號(hào)如流量計(jì)（測(cè)量累積流量、瞬時(shí)流量、流向）、投入式液位計(jì)（測(cè)量蓄水池液位）及壓力變送器（測(cè)試水壓）等信號(hào)通過(guò)魏德米EPAK 隔離變送器變?yōu)?-20mA標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)，聯(lián)接到PLC模擬量輸入控制卡件。通過(guò)使用EPAK系列隔離變送器能有效消除現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境干擾對(duì)PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的影響，避免各種電磁干擾對(duì)信號(hào)源產(chǎn)生影響問(wèn)題。

系統(tǒng)控制柜內(nèi)還使用了TERM系列和RCI系列超薄中間繼電器，作為控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的接口，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量信號(hào)的安全隔離，轉(zhuǎn)換和控制。TERM系列繼電器在控制柜中使用可最大節(jié)約機(jī)柜的空間，它是今日同類(lèi)產(chǎn)品中唯一采用6mm緊湊端子設(shè)計(jì)的解決方案，這對(duì)寬電壓輸入繼電器來(lái)說(shuō)是非常獨(dú)一無(wú)二的。能處理每個(gè)電壓波動(dòng)，將24~230VUC的輸入信號(hào)在同一個(gè)模塊中實(shí)現(xiàn)，為系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行提供保障。    

魏德米勒產(chǎn)品安全、可靠的全方位解決方案對(duì)于徐涇水廠提高生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化程度、節(jié)約能量、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率等方面都起著積極的作用，受到了用戶(hù)的一致好評(píng)和認(rèn)可。