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[导读]无论是水厂、污水厂还是供水、排水、污水泵站的运行核心就是控制系统,而控制系统的核心就是以PLC为主体的自动控制系统。关于自控系统的控制方案有很多种,但并不是都有实效。现在,就以水厂中的沉淀池吸泥桁车为例子,讲一讲智慧水务中自动控制模式的优选控制方案设计。在控制方案上,其他的工艺车间也一并适用。也就是说,该模式具有很强的普适性。

一般的自控系统分为上位机和下位机两个部分。下位机一般由PLC及相关电器柜组成,负责实地的控制运行;上位机一般由组态软件及计算机组成,负责上层的监视和控制。故在最初的方案设计时按照常规,采用了上位机+下位机的方案。但是考虑到该水厂并无全厂DCS系统的现实情况,作为一个简单独立的系统为其配置单独的上位机似乎意义不大。

因为上位机具有三种功能:

第一是远程控制桁车,即在控制室操作按键来控制桁车的运行。

第二是监视桁车运行,即在电脑画面上监视桁车运行。

第三是桁车运行组合编程。

上位机的唯一优势是运行组合编程,涉及复杂的操作,上位机比较占有优势。但组建上位机还需涉及无线通讯和控制台计算机,组态软件购置等成本,故决定将运行组合编程模式集成在现场操作箱上以实现低成本目标。

水务行业在建立自控系统时一般采用上位机下位机相结合的方式。上位机一般采用组态软件和数据库构成,下位机一般采用嵌入式计算机,例如PLC等。一般使用以太网进行通信,也有采用移动式设备通过无线网络进行通信。

目前,上位机的发展朝着简单化和傻瓜化方向发展,提供的组态模块越来越多,越来越有用,组态软件的数据库和判断方式也越来越智能化。国产的组态软件使用较多的是组态王,而国外品牌流行的更多,在水行业中,Intouch,Ifix等使用较多。

组态软件本质上是一种傻瓜化的编程方式,它的本意是让工艺工程师可以使用编程,所用到的语句和函数都是十分的简单。只要懂得水处理工艺,就能使用它来实现工程师的意图。但是在实际的操作过程中,这种美好的想法并不存在。过于依赖于外包服务团队的水务企业弱化了基本的技能培训。一方面,对于生态企业来说是多了一份市场,另一方面,对于水务企业来说,于自身的发展十分不利。

而下位机PLC的发展趋势是越来越集成化,PLC朝着PC构架发展,集成的功能也越来越多,很多需要在上位机实现的功能在PLC上亦可以实现。而随着现场总线协议的推出,上位机到下位机的穿透力也越来越强。

基于现场总线上的控制称为现场总线控制系统简称FCS。但是现场总线标准实在太多,除了国际标准外,还存在欧洲标准以及一些大公司的标准等,互相之间的操作性不好。根据考察报告反映,国外同行存在多种协议标准并存的情况,而且互相之间的操作也不是很好。现场总线的理想方式一般在同种品牌,同种协议的情况下实现的较好,在跨品牌和跨协议上的效果就逊色多了。

现在FCS应用中一般都将现场总线作为自动化控制系统的底层网络,而将以太网作为自己的控制网络。和现场总线相比,以以太网为代表的网络信息通信技术,以其协议简单、完全开放、稳定性和可靠性好,得到了广泛的技术支持。以太网具有应用广泛,资源丰富;网络拓扑结构灵活;通信速率高,数据通过能力强;与其它网络连接容易,多种操作系统支持等优点。


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