浅谈给水厂自动控制系统

科技风2016年12月上水利电力4
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浅谈给水厂自动控制系统
贾立忠
河北清州投资咨询公司河北石家庄050001
摘要：以太网技术得到了广泛的应用，并已成功应用到了给水厂自动控制系统中。

本文给出水厂自动控制系统的网络结构型式，并对给水厂 控制系统各主要部分进行讨论，为实现给水厂更高水平自动控制提供参考&
关键词：给水厂；自控系统；以太网；中控室
Brief t alk of autocontrol System for water supply plant
JIA Li-zhong
Hebei Qingzhou investment advisory company Shijiazhuang Hebei050001
A b s t r a c t：E t h e r n e t i s u s e d w i d e l y,i t c a n b e u s e d o n a u t o c o n t r o l s y s t e m o f w a t e r s u p p l y p l a n t.T h e p a p e r p r o v i d e s a n e t w o r k s t r u c t u r e o f w a t e r s u p p l y p l a n t,a n d d i s c u s s e s t h e m a i n p a r t o f w a t e r s u p p l y p l a n t f o r r e f e r e n c e o f h i g h e r l e v e l a n t o c o n t r o l.
K e y w o r d s:w a t e r s u p p l y p l a n t;a u t o c o n t r o l s y s t e m;E t h e r n e t;c e n t r a l c o n t r o l r o o m
人们的生活工作一时一刻也离不开水《给水厂作为茧要的基础设 施，其安全稳定的运行对整个社会H有要意义。

提高给水厂自动控制 水平界有茧要的现实意义3給水厂按水源的不同,可以分为地下水厂和 地表水厂。

地下水源一般水质较好，取水后适当消毒后便可以送往用户 使用。

地表水源由于水质较差，一般忠要经过较复杂的处理，才能供给 甩户使用。

无论什么水厂其控制系统足相似的6
1工业以太网
工业以太网技术业已广泛应用于给水厂。

它的优点[)全开放、数字化网络，不同r商设备$联容易。

2) 4企、i k信息网络无缝连接，形 成管控一体化的开放网络。

3)软硬件成本低廉。

4)通讯速率快,千兆网 络逐渐成熟，更快的网络也在研发。

5)可持续发展潜力大e各个厂商都 在不断的研发工业以太网技术。

工业以太网在工业过程控制领域的虛 用必将越来越广泛。

2给水厂控制网络结构
图1为某给水厂的自控系统网络结构®该控制系统由位于中控 室的工控机与各车间的PLC控制子站组成。

各控制子站可独立对所在 区域设备进行监控，并将监控佶息传送至中控室内工控机。

中控室足给水厂自控系统的重要组成部分，内设有对整个自控系 统监视和管理的丁控机。

中控室一般设有工程师站和操作员站两台工 控机，两台丁控机互为热备用。

中控室内工控机通过光纤以太网与各个 现场PLC控制站通讯^
中控室设有激光打印机以便打印统计报表。

设有网络机柜,网络机 柜内有自控系统网络交换机。

中控室还设有视频监控系统，其硬件包括 硬盘录像机、视频监控服务器、监视器等设备。

摄像机控制信号传输至中控室的视频监控管理服务器上。

视频监控服务器可选择某一路图像 定点监视，也可选择多路图像循环或同时监视。

屮控室一般设图像及信息显示用大屏幕。

显示大屏幕一般为3种 增式，分别为投影仪、LCD拼接屏幕及DLP背投拼接屏幕其中投影仪 最为廉价，显示效果也最差。

DLP背投拼接屏幕显示效果最好,但价格 太高，限制了它的应用。

LCD拼接屏幕价格适中，且显示效果也不错，因此应用较为广泛。

4滤池自控系统
滤池车间是地表水厂进行深度处理的车间。

滤池车间的自控系统 较为S杂。

一般滤池车间由数个格池组成，图2为由3个格池组成的滤 池的控制系统网络图
图2滤池车间自控系统网络图
在每个格池设一个现场控制子站LP L C,该控制子站负责监控相应 格池的各个进出水及反冲洗气动阀门，并采集各格池液位和出水浊度 信号c各现场控制子站通过P m f i b u s DP现场总线与滤池车间控制主站 MPLC通讯。

滤池车间控制主站MPLC控制滤池车间的正常运行以及根 据时间间隔或各格池的液位对各格池进行反冲洗，控制主站MPLC对 反冲洗水泵及风机进行监控，控制反冲洗泵变频运行。

5水源地自控
水源地自控是地下水源给水厂自控系统的茧要部分。

水源地一般 距离给水厂较远，宜就地设深井泵房。

水源地控制系统设在深井泵房 内。

水源井设液位计、流i l i计及丨丨(力变送器。

深井泵房内设PLC控制柜，采集液位、流S及〗丨丨力佶9，几将位吁远传至给水厂中控室。

中控室可 根据液位信吁远程启停深井泵、。

水源地PLC控制柜与给水厂中控室通讯可以通过光纤或无线 GPRS两种方式。

通过光纤通讯的方式，通讯位圩稳定n丨靠，伹：要敷设 光缆,投资大。

采用无线GPRS方式，通讯信号不如光纤蹲靠，但投资要
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水利电力科技风2016年12月上D01：10.19392/ki.l671-7341.201623109
浅谈数字电位器的应用
邵珏熹
湖南广益实验中学湖南长沙410014
摘要：目前，数字电位器在我国的应用越来越广泛，如检测仪器、手机、家用电器设备中都含有数字电位器。

本文就是对数字电位器的相关内 容进行阐述，并且详细介绍了数字电位器的典型应用。

关键词:数字电位器；内容;原理;应用
一、数字电位器概述
(一) 数字电位器的概念
数字电位器又被称作为数控可编程电阻器，这种数字电位器的出 现改变了传统电位器的弊端，因为传统的电位器主要是依靠机械结构 带动滑片运动，以此来对电阻值进行改变。

在长期的滑动使用过程中，滑动片不断磨损，会导致出现接触不良、噪声变大甚至失去运转能力的 情况发生。

而数字电位器却能够有效的改变这一问题，数字电位器主要 依靠于数控的方式去改变电阻值，利用数字信号来对电位器的滑动端 进行控制。

(二) 数字电位器的特点
数字电位其实就是输出值为电阻的一种相对比较特殊的数字模式 置换器，所以它还可以将输出值由电阻转换成为电压和电流。

数字电位 器具有的最鲜明特点就是具备存储记忆和不存储记忆的功能。

除此之 外，由于它是采用集成电路进行工艺制作，其稳定性比较好、精确度比 较高、噪声比较小并且抗干扰能力强、寿命还比较长。

(三) 数字电位器的基本原理
由于数字电位器于传统的机械电位器具备相似功能，有异曲同工 之妙，显而易见，二者在原理上也具备相似之处。

数字电位器本身是由 集成化的电路组成，主要有三端可变的电阻器件组合而成。

数字电位器 的内部简化电路是由多个电阻值相同的电阻采用串联的方式连接而 成，在每个电阻的两端都必须设置一个模拟开关进行相关，这个模拟开 关必须要有MOS管所构成，这是将其作为数字电位器的抽头。

其实这 种模拟开关的作用就如同单刀单掷开关的作用，当数字信号开关进行 控制时，每次只能也只可以有一个模拟开关来配合运转。

在数字电位器还有一个十分值得去深入研究的部分，那就是数字 控制部分，这一部分主要有四个电子模块组合而成，分别是加减计数 器、译码电路、保存和恢复控制电路以及不挥发存储器。

为了让其进行 正常工作，主要是采用串人和并出的方式来控制信号，进而控制加减计 数，然后计数器就会将所累积的数据提供给译码电路这一模块，当我们 对开关实施控制的时候，也正是数据被传送到存储器获得保存的时机。

同时又因为存储区具备即即使断电也不挥发的特点，这种特点能够避 免当电路掉电之后数字电位器中存储数据丢失的问题。

通过对数字电 位器的基本原理进行论述分析可见，它与机械式电位器的不同之处就 是，数字电位器在调整的过程的当中，不能够对电阻实施连续调整，而 是要按照最小的电阻值进行调整，这也就导致我们只能够在调节结束 之后，才能够看到电阻值的输出变化。

二、数字电位器的应用分析
在我国数字电位器应用的范围比较广，按照不同的标准进行划分，小的多。

应根据实际情况选择通讯采用光纤还是无线GPRS。

6结论
随着以太网技术的发展，以太网技术必将深入应用于给水厂自动 控制系统中。

可靠性是给水厂自控系统首先要考虑的要素。

在满足可靠 性前提下，系统的经济性也应适当考虑。

先进的控制技术应用于给水厂 自控系统，将降低整个系统的运行成本，提高水厂自动化水平，促进给 水厂管理的现代化。

有不多不同的种类，及基本原理也都具有相似之处，本文就是以数字电
位X9313为例子进行分析和介绍数字电位器的应用。

(一 )X9313数字电位器的构成
X9313数字电位器属于工业级电位器，又被称为32抽头数控电位 器，它主要有三种封装方式，分别为双列直插式封装技术、简称为DIP
封装、OIC封装技术以及FSSOP3封装技术。

这种电位器主要有以下六
部分组成，输入部分、E2PROM、存储器和调用电路以及32码的译码器
和由MOS管所构成的32路模拟开关、电阻阵列构成。

输入部分的加
减计数器主要是通过三线加减式的接口与单片机相连所构成，当输出
一码之后，所控制的电子开关就会相应的进行工作，将电阻阵列上的
相关点连接到滑动输出端上。

由此可见，电阻阵列的电阻是与电子开
关相互配套的，同时计数器所累积的数据内容还可以被存储到非易失
的存储器中。

(二)X9313数字电位器的应用
1.手动控制调节电压
在X9313数字电位器中有两个顶脚引线分别用H1和H2表示，中
间抽头用W1表示。

在使用的过程中将H1端接入5V电压，然后让H2
接地。

这样从W1端输出0至5V的可调节电压，将R1与R2设置成
可上调的电阻，在这时只需要用手按动开关F1，所输出的电压就会变 高，并且每按一次其电压就会升高0.05V，能够升至的最大值为5V。

如
果按住F2这个开关，所输出的电压就会变低，每按一次其电压就会降
低 0.05V。

2. X9313数字电位器与单片机的接口电路应用
在这里我们X9313数字电位器与AT89C2051单片机的配合使用
为例，介绍起接口电路的应用。

数字电位器具有三个控制端与单片机进
行接入，在接入后构成了相对比较复杂的上电复位电路以及晶振电路。

因为单片机的端口内部具有上拉调节电阻，所以一旦通电，控制端均会
呈现高电压，电位器在此时处于待机状态。

这样的程序是单片机将脉冲
信号传给数字电位器，以此来控制数字电位器的大小，从而进行电阻值
的精确调节和改变。

但是在实际的应用过程中所需要注意的问题是要
对数字电位器所造成的误差进行分析和控制。

参考文献：
[1] 赵明，王攀峰.X931X系列数控电位器的典型应用中国新通
信,2016,11.
[2] 张婷婷.数字电子技术的实际应用探讨[J].产业与科技论坛，2014,20.
[3] 李芳莉，左小普.浅谈数字电子技术在网络中的应用□.电子世界，2014(14).
参考文献：
[1] 中国市政工程中南设计研究总院有限公司.给水排水设计手册. 第8册.电气与自控.第三版[M].2013.
[2] 天津电气传动设计研究院.电气传动自动化技术手册.第3册 [MJ.2011.
作者简介：贾立忠（1977-)，河北鹿泉人，硕士，电气工程师，主要从
事电气设计工作。

114 •糾政冰。