污水泵站控制系统的设计与实现

污水泵站控制系统的设计与实现

摘要讨论了一种针对城市污水泵站控制系统的设计思想和实现方案，包括任务要求之下的硬件和软件设计及通讯等多方面的内容。

关键词可编程控制器设计数据控制通讯

1 系统概况

镇江市污水截流工程是江苏省苏南环保项目之一，是利用世界银行贷款兴建的市政环保工程，包括：古运河截流系统、内江截流系统、泵站、过江管道、中试氧化塘以及污水排放口等工程，这一系统远期(2010年)所能接纳的污水量为30×104m3/d。其污水外排工程采用多级泵站串联形式，利用地下管道逐级加压提升的方法进行排污。

控制系统主要由Intellution FIX人机界面、高速数据通讯网络(DH—485和JSPAC)及PLC系统三部分组成。系统组成的概念建

立在一个开放式、模块化结构的基础之上，并使系统可以灵活、方便地实现复杂的编

程和组态工作。

系统设中央控制和现场监控两级，即中央控制室和七座泵站(PLC1～7)。中央控制

室内装有一台SLC—500系列PLC0系统、模拟屏一面及二台工控机(一用一备)，PLC0实时采集各泵站的现场信号，并在模拟屏及上位计算机屏幕上显示出来。

2 系统设计

系统设计原则

根据控制系统设计规范，其设计原则为：

①模块化。各系统自上而下逐层分解，直至完成所要求的功能，并在设计中尽量减少模块间数据、控制参数的传递，以减少相关性。

②可靠性。采用双机热备用方式。

③实时性。自动地控制泵站各个设备，如阀门和水泵等的正常自动运行，在出现异常时迅速处理并报警。

④可维护性。采用模块化设计以方便维护。

⑤可读性和可扩展性。

系统设计思想

截流工程采用分级分布式计算机控制

系统，对截流工程的工艺过程进行集中管理、分散控制。

①采用分级、分布式结构

系统设中央控制室和泵站现场监控站

两级，由中控室统一管理。每座泵站为相对独立的监控站，能实现就地控制的各种功能。系统功能还包括能实现手动控制、就地控制和远程控制的相互切换，当系统出现故障时，各监控站仍能实现就地控制。

②系统具有高可靠性

中央控制室设置成双机系统，采用双机热备份方式。自动化仪表驱动执行机构均选用可靠设备。

③故障诊断实时性

在一个控制周期内实现对系统内的各

种I/O模板的自诊断，发现故障立即进行切换和报警。

④系统扩展灵活，重组容易。

⑤模块化兼容的应用软件。

泵站SCADA主站计算机系统采用开放式体系结构，有利于将来系统的升级。中心控制室计算机系统、管理大楼计算机系统、七个现场泵分控站及检测仪表，通过DH—485通讯网(PLC0与PLC1间)和江苏省公用分组交换数据通信网(PLC0与PLC2～PLC7间)构成了一个先进的管理控制和数据采集系统(SCADA)，实现了对整个镇江市城市污水截流工程的集中管理及分散控制。控制系统构成如图1所示。

系统的硬件设计

根据设计任务书统计各数据量，并进行分类，由此来决定所需的模块类型与数量。模拟屏控制机(PLC0)通过DH—485网和分组交换数据通信网(JSPAC)与各分控站通讯，从分控站获得所需数据并向分控站发送命

令和信息。PLC0还通过KF3和中控室计算机传递命令和数据，并控制模拟屏。模拟屏显示各现场分站设备的状态和相关数据。

系统中的七个泵站PLC控制系统均由A—B公司提供的基本模块化控制器组成，它包括机架、电源、处理器(CPU)、各种输入/