台达整合解决方案在福建某水厂中应用

1、项目概述

福建某水厂建设规模为3万吨/天，其生产系统包括原水管道，线路长约372m，净水厂一座，出厂输水管道DN800，线路长约5.24km，主要采用了投加固体聚合氯化铝及（PAC）、折板反应斜管沉淀池、V型滤池、加氯等工艺。生产设施由一级泵房、折板反应斜管沉淀池、V型滤池、吸水井、清水池、二级泵房、加药间、高配间组成。
2、台达方案
该水厂生产系统的控制方案采用了台达提供的设计方案，包括3套AH500-EN、1套AH510-EN、6套28SV+EN01以及台达的7寸和10寸的人机界面、二泵房6台CP2000变频器（90kw+160kw）。整个系统拓扑图（主干网采用光纤环网）如图1所示。

3  系统配置
取水泵站控制站（1PLC）：1PLC站设置在取水泵站控制室。
监控范围：取水泵站各主要设备及相关工艺仪表参数等。
主要设备：用于自动控制、工艺参数采集和网络连接的PLC系统，包括CPU模块（28SV+EN01）、电源模块、DI、DO、AI模块和各种网络通讯接口适配器等；一台现场显示触摸屏；主要采集进水泵的循环控制及液位的监视等数据，程序中设置了泵控制的功能块，方便调用模拟量转换的功能块。
主要功能：监视和控制取水泵站各主要用电设备自动、运行、故障等状态；收集在线检测仪表等相关信号。

加药间控制站（2PLC ）：
监控范围：加药间、加氯间、反应沉淀池各主要设备及相关工艺仪表参数等。
主要设备：用于自动控制、工艺参数采集和网络连接的PLC系统，包括CPU模块、电源模块、DI、DO、AI、AO模块和各种网络通讯接口适配器（510EN+5块16AM+4个16AN+2块08AD+2块08DA+10SCM）等；一台现场显示触摸屏；主要使用SCD检测值来控制加压泵的冲程和频率来控制加药量，以及切换各种出口电动阀等。
监视和控制加药间、加氯间、反应沉淀池各主要用电设备自动、运行、故障等状态信号。由于二氧化氯加氯采用西门子控制系统S7-226CN系统，所以采用10SCM完成Modbus通信跟S7-200通讯控制加氯设备；收集在线检测仪表等相关信号。
2PLC站I/O点： DI：57；DO：51；AI：15；AI：4。

 图2 2PLC站I/O配置配置

 图3 控制柜
滤池控制站（3PLC）：
监控范围：滤池各主要设备及相关检测仪表信号等。主要设备：3PLC站的主要设备是用于自动控制、工艺参数采集和网络连接的PLC系统，包括CPU模块、电源模块、DI、DO、AI模块和各种网络通讯接口适配器等；一台现场显示触摸屏；电源、信号防雷器以及各种隔离器；UPS不间断电源。滤池控制主站采用10SCM和底下4个28SV滤池子站通过485进行PLC-link通信，读取及控制各个滤池。
监视和控制滤池各主要用电设备自动、运行、故障等状态信号。
收集在线检测仪表等相关信号。
3PLC站I/O点： DI：27；DO：7；AI：3。


 图4 3PLC站I/O配置
    二级泵站控制站（4PLC）：5PLC站设置在二级泵站控制室。
监控范围：二级泵站、清水池、吸水井各主要设备及相关工艺仪表参数等。
主要设备：用于自动控制、工艺参数采集和网络连接的PLC系统，包括CPU模块、电源模块、DI、DO、AI、AO模块和各种网络通讯接口适配器等；一台现场显示触摸屏；电源、信号防雷器以及各种隔离器；UPS不间断电源。台达6台出水变频器（90kW+160kW）通过模拟量（4~20ma）控制水泵的频率及启停，监控水泵的运行状态，及清水池位置和出水压力等参数。
监视和控制二级泵站、清水池、吸水井各主要用电设备自动、运行、故障等状态信号；收集在线检测仪表等相关信号。
4PLC站I/O点： DI：52；DO：12；AI：17；AI：4。

图5 4PLC站I/O配置

 图6 二级泵电控柜
配电间控制站（5PLC）：PLC站设置于水厂配电间。
监控范围：变压器、高压开关柜、低压开关柜、轴流风机及相关工艺仪表参数监测等。
主要设备：用于生产过程自动控制、工艺参数采集和网络连接的PLC系统，包括CPU模块、电源模块、DI、DO模块和各种网络通讯接口适配器等；一台现场显示触摸屏；电源、信号防雷器以及各种隔离器，UPS不间断电源。
主要功能：检测（显示）变压器、高低压柜的运行状态；以MODBUS总线方式将高压柜微机继保接入PLC，由触摸屏显示高压柜微机继保系统采集的参数、报警信号及有关图形画面，记录有关数据。
PLC站I/O点：DI：54；DO：10。

图7 5PLC站I/O配置 
 CD1A~3CD1D站：设置于单格滤池。
监控范围：单格滤池各主要设备及相关检测仪表信号等。
主要设备：3CD1A~3CD1D站的主要设备是用于自动控制、工艺参数采集和网络连接的PLC系统，包括CPU模块、电源模块、DI、DO、AI、AO模块和各种网络通讯接口适配器等；一台现场显示触摸屏；电源、信号防雷器以及各种隔离器。采用28SV内部的PID进行恒水位控制，控制出水清水阀门开度进行水位控制，采集水位、阻塞值、清水阀等开度及各种电动及启动阀门的开关及状态。
主要功能：监视和控制单格滤池各主要用电设备自动、运行、故障等状态信号；收集在线检测仪表等相关信号。
3CD1A~3CD1D站I/O点：DI：19；DO：7；AI：3；AO：1。
4  项目运行情况
以上各个主站SV+EN01及4台AH500-EN通过光纤环网进行以太网通信，中控的中央控制计算机通过组态软件Intouch通过modbus-TCP协议，将现场的数据进行汇总和控制，然后生成各种需要的生产报表，方便操作人员及调度人员进行数据汇总和控制查询。经过几个月的试运行，各种出厂水的浊度、余氯等指标都达到国家标准及业主的标准，同时各PLC及各种台达的元件都正常运行。

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