凈化水廠DCS綜合管理系統(tǒng)

凈化水廠DCS綜合管理系統(tǒng):Withthedevelopmentoftechnology,watercompaniesneedtoestablishafullyintegratedautomationopenplatform.Combinedwithcurrentrealities,waterpurificationDCSintegratedmanagementsystemisanalyzedindetail.0引言隨著現(xiàn)代供水信息自動化進程的加快，企業(yè)逐漸將管理、決策、市場信息和現(xiàn)場控制信息結(jié)合起來，實現(xiàn)ERP(EnterpriseResourcePlanning)、MES(ManufacturingExecutionsystem)、PCS(ProcessControlSystem)三層信息一體化的解決方案。同時，企業(yè)內(nèi)部之間以及與外部交換信息的需求也在不斷擴大，現(xiàn)代供水企業(yè)對生產(chǎn)的管理要求不斷提高，這種要求已不局限于通常意義上的對生產(chǎn)現(xiàn)場狀態(tài)的監(jiān)測和控制，同時還要求把現(xiàn)場信息和管理信息結(jié)合起來，建立一套全集成的、開放的、供水信息綜合自動化的信息平臺。把企業(yè)的橫向通信(同一層不同節(jié)點的通信)和縱向通信(上、下層之間的通信)緊密聯(lián)系在一起，通過對經(jīng)營決策、管理、計劃、調(diào)度、過程優(yōu)化、故障診斷、現(xiàn)場控制等信息的綜合處理，形成一個意義更廣泛的綜合管理系統(tǒng)。1新系統(tǒng)介紹此系統(tǒng)控制中心采用一體化的設(shè)計思想，全分布式體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)主站網(wǎng)絡(luò)采用雙網(wǎng)冗余機制，各個功能模塊分配到系統(tǒng)相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上,保證了系統(tǒng)的可擴展性。局域網(wǎng)設(shè)計采用快速工業(yè)以太網(wǎng)，星型拓撲結(jié)構(gòu)、雙網(wǎng)配置，雙網(wǎng)動態(tài)平衡傳輸。1.1監(jiān)視控制層系統(tǒng)采用標準C/S架構(gòu)，從冗余的SCADA服務(wù)器到操作站都安裝了CitectSCADA軟件，完成了對現(xiàn)場控制層數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控和將數(shù)據(jù)無縫的連結(jié)到信息管理層，同時給其它的第三方應(yīng)用軟件提供可靠的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)配置兩臺冗余的SCADA實時數(shù)據(jù)服務(wù)器和兩臺操作員工作站多臺工程師站。保證了系統(tǒng)的可靠性和可擴展性。1.2過程控制層過程控制層的I/O采用了目前最先進的工業(yè)以太網(wǎng)I/O,可以實現(xiàn)I/O的環(huán)網(wǎng)冗余和獨立的雙電源供電。更進一步的提高了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。徹底解決了因通信總線故障引起現(xiàn)場設(shè)備或使DCS不能工作的弊端。DCS控制器內(nèi)置工業(yè)交換機，雙獨立IP的5個以太網(wǎng)端口和3個可以編程串口，使整個過程控制層運行在一個高速的工業(yè)實時環(huán)網(wǎng)中。1.3系統(tǒng)技術(shù)特點1.3.1系統(tǒng)一體化設(shè)計。整個DCS系統(tǒng)從軟件到硬件采用了目前國際最先進的一體化設(shè)計方案,DCS的組態(tài)軟件和上位SCADA監(jiān)控軟在通訊、變量、在線診斷等功能上進了無縫連接 ，使整個系統(tǒng)在開發(fā)、施實、維護以及穩(wěn)定性方面得到了更高的提升，大大節(jié)約了施工費和后期的維護費用。取代了傳統(tǒng) DCS控制器或PLC在一套系統(tǒng)中使用多種軟件帶來的開發(fā)周期長、施工費用高、維護量大和需要專業(yè)工程師來維護的缺點。1.3.2DCS控制器內(nèi)置MFA無模型自適應(yīng)模塊）。水廠加藥是一個非線性、pH多變量以及大滯后等更復(fù)雜的過程系統(tǒng)，因此用傳統(tǒng)的PID算法是無法完成此控制任務(wù)的，這樣會造成變頻器的調(diào)節(jié)震蕩，使加藥泵和電動在0-50HZ之間來回變化造成加藥量一會大一會小的情況,無法實現(xiàn)自動加藥。解決這個問題需要用DCS控制器內(nèi)嵌的MFA無模型自適應(yīng)功能才可實現(xiàn)。1.3.3總線通訊方式。現(xiàn)場智能儀、調(diào)節(jié)閥、變頻器等智能儀表和DCS空制器采用了RS485總線通訊方試，協(xié)議使用國際標準的工業(yè)通訊協(xié)議（Modbus、Profibus等），減少了現(xiàn)場的線纜敷設(shè)提高了系統(tǒng)的抗干擾性和穩(wěn)定性，保證了系統(tǒng)的可靠性。1.3.4Excel歷史報表。可以使用Excel直接訪問Citect的歷史數(shù)據(jù)庫，取帶了傳統(tǒng)Excel報表使用VBA大量的編程缺點，保證了數(shù)據(jù)的實時性、真實性、可靠性和可維護性。使我們的報表使用更靈活方便。1.3.5嵌入式WEB嵌入式WEBA據(jù)發(fā)布功能，實現(xiàn)SCADA系統(tǒng)與WEBA布服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)無縫自動同步傳輸 ，確保實時系統(tǒng)的安全可靠運行，實現(xiàn)了WE由艮務(wù)器的免維護。1.3.6工業(yè)以太網(wǎng)l/Oo系統(tǒng)采用了目前最先進的以太網(wǎng)I/O模塊,是在現(xiàn)場控制層的一次完美升級。取代了傳統(tǒng)采用通訊模塊搭建的串聯(lián)式系統(tǒng)。這也是將工業(yè)以太網(wǎng)的技術(shù)延伸到是了過程控制層的最前端，將串聯(lián)的運行機制改為并聯(lián)的運行機制。2加藥控制系統(tǒng)2.1工藝流程原水進入水廠管道，將配制好的絮凝藥液加入進水主管道與原水混合，流入沉淀池。藥液在水中流動擴散并與水中的膠體微粒和雜質(zhì)等懸浮物凝聚沉淀，從而降低水的混濁度提高水質(zhì)。藥液在水中凝聚沉淀的反應(yīng)時間約20-30分鐘，通常沉淀池的出口濁度要求低于3.0NTUo絮凝藥劑通常采用聚氯化鋁或聚丙烯酰胺，預(yù)先配置成藥液儲存于加藥池中，由變頻器驅(qū)動加藥泵或計量泵控制絮凝加藥量。2.2MFA無模型自適應(yīng)控制技術(shù)MFA無模型自適應(yīng)控制技術(shù)是美國通控集團博軟公司針對傳統(tǒng)過程中的大滯后、大慣性、非線性、強耦合、時變等控制難題而發(fā)展的新型控制技術(shù)，相對傳統(tǒng)的PID（比例一積分一微分）控制器而言,MFA控制技術(shù)可以有效地控制包括非線性、pH多變量以及大滯后等更復(fù)雜的過程，且無需事先建立數(shù)學(xué)模型或模型訓(xùn)練，無須繁瑣的控制器參數(shù)整定，使用和維護簡便易行。2.3濁度MFA空制功能2.3.1基本加藥控制。通過多變量抗滯后MFA的先進調(diào)節(jié)控制作用，提高加藥量的準確性，抑制沉水濁度的波動和偏差，并克服絮凝藥液濃度、原水溫度和pH值等因素引起的對象特性變化影響?；炯铀幙刂埔猿恋沓爻隹谒疂岫葹楸豢刈兞浚跄幰鹤冾l速度或計量泵為操縱變量，原水濁度、原水流量為輔助變量。2.3.2高濁度強化加藥控制。分為多點加藥