西门子全集成技术的水厂自动化综合系统设计

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1、西门子全集成技术的水厂自动化综合系统设计引言某水厂工程的生产工艺过程包括:净水厂、取水泵站。净水厂一期建设规模为日供水40万m3，工艺构筑物主要有:配水井、预臭氧接触池、沉淀池、砂滤池、臭氧接触池、炭滤池、反冲洗泵房、清水池、送水泵房、加氯加氨间、加药间、臭氧车间、回收水池、污泥调节池、污泥浓缩池、污泥泵房、贮泥池、污泥脱水间等。取水泵站与净水厂相距十多公里以上，主要构筑物有:吸水井、取水泵房、加氯间。1、设计原则针对水厂工艺过程的实际情况，系统采用西门子现代工业自动化技术的前沿技术—现代计算机集成制造系统(CIMS)，借鉴其在给排水行业内的应用经验，构建水厂的全集成综合自动化系统。实

2、现水厂生产过程的自动化，人力资源、设备仪表、采购库存等生产要素的信息化，以及厂内生产调度、行政办公、后勤管理、生产环境监视的网络化和可视化，适应目前我国政府部门和经济部门正在推行的电子政务和电子商务的需求，将水厂建设成一座具有高度自动化和信息化水平，管理方便的现代化供水企业。
系统设计遵循先进性、实用性、可靠性、经济性、开放性的原则,满足供水工程生产管理和水处理工艺对自动化控制的要求。实现“集中监控和管理、分散控制、数据共享”，以保证整个水厂的运行协调、一致。
水厂全集成综合自动化系统包括:管理计算机系统、生产过程自动化系统、仪表系统、安防及闭路监控系统。2、管理计算机系统

3、系统配置采用西门子成熟技术，控制中心采用Wincc冗余服务器软件进行监控;符合国际或国家工业标准，可靠性高、适应能力强、扩展灵活、操作维护简便;系统平台软件选用稳定安全的主流操作系统，便于系统使用和维护;管理软件的编制均选用符合国际软件业标准的开发平台，同时考虑用户开发的方便性和易于扩展性;设备和软件的供应商能够长期提供技术支持和服务，备品备件能得到有力的保障。管理计算机系统网络采用高速实时工业以太网技术，通过覆盖全厂的综合布线系统，为全厂搭建了一个高速的信息交换平台，使全厂的生产过程信息、管理信息、物流信息、资金流信息以及外部交流信息能够快速到达全厂各个信息点终端。防火墙为网络内外信

4、息交换提供了安全保障。管理计算机系统主要由办公计算机、视频服务器、数据服务器、WEB服务器、网络交换机、防火墙、路由器等设备构成。系统主要包括:生产经营辅助决策子系统、生产调度管理指挥子系统、设备管理子系统、综合办公管理子系统等。3、生产过程自动化系统设计设计以安全、经济、先进、可靠、实用为原则，选择具有行业内先进水平的软硬件产品。使系统在结构上具有一定的开放性、可扩展性;在配置上具有完整性、适应性。根据水厂生产设备、生产管理、工艺流程、构筑物位置分布相对集中的特点，系统选用目前国内外水行业中通行的基于可编程序控制器S7-200/300/400系列的(PLC)的集散型控制系统。系统由三

5、层网络构成:中央监控系统、现场设备控制站、现场设备控制单元。集散系统的分布式系统结构保证了控制系统的稳定可靠和易于扩展;西门子PLC控制器能完成现场工艺参数采集、设备控制;触摸式操作终端提供了良好的图形显示、友好的人机操作界面;同时PLC的极强的联网能力使各站点之间能方便可靠地传递控制参数和状态信息，模块化设计使之可以灵活配置和适应不同的网络结构。工业控制网采用冗余环网结构、以光纤作为传输介质，保证网络的可靠性、安全性。现场设备控制单元之间、现场设备控制单元与现场控制站之间采用工业现场总线进行通讯。系统控制设备之间相对独立运行，现场控制站、设备控制单元发生故障时，不会影响其上级、下级或

6、同级的其它控制站控制单元的正常运行。操作人员通过现场操作终端对该控制站监控范围内的设备进行就地集中控制，或在中控室授权后就地更改设定本站的工艺控制参数。4.1、中央监控系统中央监控系统由两台互为热备的监控计算机、DLP投影仪、工程师站计算机、打印机、通讯前置机、工业网络交换机等设备组成。两台监控计算机在功能上完全相同:与所有现场I/O通讯(无限点)，趋势、报警、报表、数据库连接等;且两台监控计算机之间互为热备冗余:当主站由于故障不能通讯时，备站立即接管所有功能;当主站恢复正常时，首先要将故障期间系统需存储的历史趋势数据、报警记录等从备站补回，然后再将所有控制功能自动切换到主站，由主站继

7、续控制整个系统，备站重新回到热备状态，并连续地以主站为数据源同步更新所有数据。监控计算机配置了西门子数据库连接软件，它是控制数据采集与记录的软件，它的主要任务是将监控软件中的重要数据连续传递到数据库服务器中，且当主站出现故障时，备站能自动继续此任务。程师站兼作操作员站，通过设定其访问权限用安全密码界定。可在线修改系统软件，并且实现在不需重启软件或计算机的前提下，运行版软件新旧版本间的无缝切换。趋势具有无级缩放、在线拷贝趋势数据至粘贴板、趋势备份