張成龍

摘要：近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速的發(fā)展，人們的生活得到了很大的改善。自動監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體性能，直接影響著自來水廠的生產(chǎn)與供應(yīng)情況，好的自控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有利于企業(yè)提高市場競爭力。通過對漢沽自來水廠自動監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)現(xiàn)狀的介紹和不足之處的探討，來提出對其改進措施的幾點建議。

關(guān)鍵詞：自來水廠;自控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng);改進措施

引言

城市現(xiàn)代化發(fā)展，對供水行業(yè)的要求不斷提升，為改善水廠出水水質(zhì)，減少能源消耗，提高水廠運行管理水平，增加運行經(jīng)濟效益，需要技術(shù)的支撐。在水處理系統(tǒng)中，引入自動控制技術(shù)，比如PLC技術(shù)，能夠有效提高系統(tǒng)運行的性能，增強系統(tǒng)運行的可靠性，降低處理成本。現(xiàn)結(jié)合具體實踐，對自動化控制技術(shù)的應(yīng)用進行分析。

1我國自來水廠自控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

我國自來水廠自控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用工作雖起步較晚，但發(fā)展卻十分迅速，先后經(jīng)歷了由傳統(tǒng)的水位自動控制逐步發(fā)展為熱工儀表與集中巡檢裝置。改革開放使我國工業(yè)化水平得到了顯著提升，而大批外資的注入和西方國家先進自控技術(shù)和設(shè)施的引入，則加快了我國自來水廠自控化的進程，是我國自來水廠的重要轉(zhuǎn)型期。但由于種種歷史與現(xiàn)實的原因，目前，我國自來水廠自控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的總體應(yīng)用水平還不高，區(qū)域發(fā)展失衡。雖然大中型發(fā)達城市的自來水廠自控化程度相對較高，但欠發(fā)達地區(qū)的自來水廠自控化程度仍相對較低，有的地方甚至還是一片空白。即使在自控化的自來水廠中，仍沒有將自控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用得淋漓盡致，有的成了擺設(shè)，有的則將其改為手動，更有的甚至處于半癱瘓或完全癱瘓的狀態(tài)，導(dǎo)致自控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資源的浪費。自來水廠自控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的改進可分為分散自控化、綜合自控化及綜合化、自控化和網(wǎng)絡(luò)化三個階段。分散自控化階段是將水廠各部分進行分別控制，各系統(tǒng)之間沒有關(guān)聯(lián);綜合自控化階段是將水廠作為一個整體的自控化系統(tǒng)進行生產(chǎn)，且第一階段的各子系統(tǒng)可獨立運行，此時的系統(tǒng)共享水廠的所有信息，并具有分散控制的可靠性;綜合化、自控化和網(wǎng)絡(luò)化階段就是在一個區(qū)域的所有水廠實現(xiàn)整個區(qū)域的信息化，從而實現(xiàn)共享水廠的綜合化、自控化和網(wǎng)絡(luò)化。目前，我國只有小部分大型自來水廠進入了第三階段的初級階段，其余的自來水廠均處于第一階段或第二階段，而國外很多發(fā)達國家自來水廠都達到了全程自控化，這就需要我們不斷改進自來水廠的自控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

2自來水廠自控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的不足之處

經(jīng)過多年的操作與實踐，我們發(fā)現(xiàn)在工程實施的整體過程當(dāng)中雖然雙環(huán)網(wǎng)絡(luò)能夠很好地與各子站關(guān)聯(lián)，但因自來水廠廠區(qū)內(nèi)的電纜溝是經(jīng)過整體設(shè)計并統(tǒng)一布置的，造成構(gòu)建雙環(huán)網(wǎng)絡(luò)的兩條光纖被“同溝、同邊、同槽”敷設(shè)，并且整個廠區(qū)內(nèi)部的電纜溝并沒有形成暢通的環(huán)狀。正常情況下，雙環(huán)設(shè)計是為了使一個環(huán)可以作為另一個環(huán)的備份，當(dāng)其中一環(huán)出現(xiàn)故障時，另一環(huán)仍然能夠正常完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?。但是，由于自來水廠的雙環(huán)路同溝同邊同槽，導(dǎo)致其與單環(huán)無異，無法很好地解決通訊光纖被、物理損壞所帶來的通訊中斷等問題。這個問題已經(jīng)在以往的項目實施過程當(dāng)中出現(xiàn)過多次，廠區(qū)在緊急維修與保證通暢方面也付出了大量人力和物力。另外，目前自來水廠的各個控制設(shè)備采用的是來自不同供應(yīng)商的產(chǎn)品，也就是說，整個系統(tǒng)中同時存在有幾種不同品牌的PLC設(shè)備。為了實現(xiàn)廠區(qū)主干網(wǎng)絡(luò)通訊總線協(xié)議的統(tǒng)一，就需要對各品牌設(shè)備進行不同轉(zhuǎn)換接口的匹配，由于TCP/IP協(xié)議對各大品牌兼容性較好，因此目前該廠區(qū)選用的是此網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。雖然目前看來整體的系統(tǒng)兼容性不是什么大問題，但從長遠(yuǎn)的眼光看，設(shè)備及接口總會遭受磨損并進行更新?lián)Q代的，在更換設(shè)備或接口時，常會出現(xiàn)因為相關(guān)零部件換代而造成的不匹配不兼容問題，這會為廠區(qū)的設(shè)備維護與更換帶來很多麻煩，甚至造成短時間的工作中斷。因此，實現(xiàn)設(shè)備的統(tǒng)一與全面兼容勢在必行。

3自來水廠自控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的改進措施

3.1雙環(huán)路網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用改進

自來水廠的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，是由PLC中央監(jiān)控系統(tǒng)連接到雙環(huán)路網(wǎng)絡(luò)上，而雙環(huán)路連接著多個網(wǎng)絡(luò)交換機并串聯(lián)到子站各設(shè)備上。也就是說，中央監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出指令，通過雙環(huán)路和網(wǎng)絡(luò)交換機的信息處理與分配，發(fā)送給指定的子站設(shè)備，而各子站設(shè)備的相關(guān)信息，也經(jīng)由雙環(huán)路反饋給中央監(jiān)控系統(tǒng)?？梢婋p環(huán)路網(wǎng)絡(luò)是整個信息流通過程中的必經(jīng)之路。串聯(lián)在雙環(huán)路上的子站一旦出現(xiàn)故障，極易引起整個環(huán)路的中斷，進而造成自動控制系統(tǒng)的癱瘓。在盡可能小地對整個系統(tǒng)進行改造和修繕的前提下，我們建議放棄雙環(huán)網(wǎng)絡(luò)，采用星形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。星型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)實際上是以某一個中心點為基準(zhǔn)，向四面八方進行互聯(lián)與拓展，從而使每一個二級站點都與一級有所關(guān)聯(lián)，卻又相對獨立，一旦個別二級站點出現(xiàn)故障，不會影響到其它站點的操作與使用。采用星形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能夠很有效地防止系統(tǒng)因部分損壞而全面停轉(zhuǎn)，可以說是將設(shè)計思想定位在“集中控制，分散處理”。

3.2改進設(shè)備的兼容性

自來水廠的自動監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由多個網(wǎng)絡(luò)部件和連接設(shè)備共同作用而成的，設(shè)備越多，其中的兼容問題越值得關(guān)注。特別是目前很多水廠自控系統(tǒng)采用的是多個不同品牌的產(chǎn)品，需要通過不同的接口設(shè)備來達成各個節(jié)點的暢通，使整個系統(tǒng)處在相互兼容的工作環(huán)境中。但這種接口轉(zhuǎn)換的方法也不是長久之計，個別接口出現(xiàn)故障，可涉及到更換和重新兼容的問題。因此，建議廠區(qū)在各設(shè)備逐漸更新?lián)Q代的過程中，盡可能地用同一品牌，以達到功能和使用的有效兼容。

3.3 PLC的功能拓展

對自來水廠而言，單純的本地擴展眼光還是相當(dāng)局限的。PLC網(wǎng)絡(luò)可以提供足夠的本地拓展范圍和容量，但一旦自來水廠需要擴大規(guī)模并涉及到遠(yuǎn)程操作時，就需要在設(shè)計和施工使用上綜合考慮多方面的因素，在多個方案中選擇出最適合自身企業(yè)現(xiàn)狀的方案去實施。鑒于目前漢沽自來水廠已經(jīng)完成了自動監(jiān)控系統(tǒng)的敷設(shè)和使用，為節(jié)約成本，我們建議廠區(qū)采用點對點的通訊方式來進行遠(yuǎn)程的網(wǎng)絡(luò)拓展。這種方法相對簡單有效，就是通過一個存在于局域網(wǎng)當(dāng)中的電腦來實現(xiàn)本地PLC與遠(yuǎn)方PLC的點對點通訊。遠(yuǎn)程拓展，不僅能夠幫助自來水廠實現(xiàn)與其它同行業(yè)或相關(guān)企業(yè)的遠(yuǎn)程協(xié)作，還能夠達到拓展視野、相互學(xué)習(xí)的目的，使自來水廠的生產(chǎn)與供應(yīng)更好地為人民服務(wù)。

3.4生產(chǎn)工藝流程

自來水廠生產(chǎn)流程如下：（1）取水。利用多臺大型離心泵裝置，將江河地表水，抽入到水廠內(nèi)。（2）投藥。按照處理工藝要求，投入一定量的混凝劑和消毒劑，實現(xiàn)混凝以及消毒處理。（3）絮凝。在源水中，投入一定量混凝劑后，會出現(xiàn)絮凝反應(yīng)，同時排出沉淀的污泥。（4）平流沉淀。經(jīng)過絮凝反應(yīng)后，以低速經(jīng)過平流沉淀池裝置，沉淀懸浮顆粒，或通過氣浮系統(tǒng)排除懸浮顆粒。（5）過濾。利用石英砂，去除水中懸浮雜質(zhì)，使得水更加清澈，定時反沖洗石英砂。（6）儲水。廠區(qū)內(nèi)設(shè)置清水庫，保證一定的清水儲貯量。（7）輸水。利用多臺大型離心泵裝置，將清水庫中的清水，送至各用水戶。

結(jié)語

總之，在自來水廠自控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的改進過程中，應(yīng)注意信息的收集與整理、分析與反饋，并將自控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與水廠的生產(chǎn)經(jīng)營、水質(zhì)監(jiān)測等技術(shù)進行有機地結(jié)合，從而降低成本，提升競爭實力，實現(xiàn)效益最大化，以更好地服務(wù)于社會。

參考文獻

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