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?基于羅克韋爾自動化中型系統(tǒng)的智能化排水泵房自控系統(tǒng)
閱讀：1087 發(fā)布時間：2015-10-14上海市城市排水有限公司 沈海東
一、概述
上海市城市排水有限公司M2泵站建于1998年1 2月，是一個現(xiàn)代化的大型污水輸送泵站，主要作用是承擔(dān)來自南線B號(SB)泵站及浦東中線服務(wù)范圍內(nèi)的生活污水、工業(yè)廢水的輸送和防汛時雨水排放的任務(wù)，總的輸送水量占污水治理二期水量的90%以上。泵站現(xiàn)有運行機組6臺（其中，3#、4#為變頻調(diào)速機組）．總裝機容量為8000kVA，zui大排水輸送能力為19.16立方米／秒。
M2泵站屬于污水輸送結(jié)點站，所處位置對整條干線運行安全非常重要，六臺泵機四臺常開，因而對泵機控制系統(tǒng)尤其是PLC的可靠性、防腐蝕能力有較高要求。
二、系統(tǒng)組成
控制結(jié)構(gòu)M2泵站配備6臺泵，每臺泵都有獨立的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)選用了羅克韋爾自動化的CompactLogix L33ER控制器，考慮到防腐和腐蝕環(huán)境對電子產(chǎn)品的損害，選擇了L33ER的涂層版本，
這也是在泵站級別控制上采用。上級的數(shù)據(jù)采集和6個泵的協(xié)調(diào)由一臺ControILogix系統(tǒng)完成。
三、系統(tǒng)特點
（一）涂層產(chǎn)品應(yīng)用
電子產(chǎn)品的壽命與保存和運行環(huán)境
密切相關(guān)，在美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會的
ISA-571 .04-1 985標(biāo)準(zhǔn)，歐盟電工協(xié)
會的IEC 654-4-1987標(biāo)準(zhǔn)中，按照不同
種類、不同狀態(tài)、不同溫度下形成的
污染做了明確的度量說明和約定了相
應(yīng)數(shù)據(jù)，為特殊環(huán)境下選擇使用電子
產(chǎn)品選型提供了參考。污染物主要包
括液態(tài)，固態(tài)和氣態(tài)三大類。
特殊氣體環(huán)境百分比，如圖三所示
污雜物 濃度 等級哀號
圖3大氣污染等級
羅克韋爾自動化從2000年就開始提
供涂層產(chǎn)品，其采用HumiSeal lB73
的丙烯酸樹脂三防漆涂層，厚度為
1-2mm絕緣，由機器噴涂完成，經(jīng)過
處理后的組件可以更好地抵抗水分，
真菌，灰塵，腐蝕，磨損和其他環(huán)
32 l皇動化前沿2014年7月
境應(yīng)力，符合美國軍標(biāo)MIL-I-46058C
認(rèn)證和UL94-VO認(rèn)證。類似涂層技術(shù)
在國內(nèi)電子電器工業(yè)、汽車工業(yè)、航
天航空工業(yè)、國防工業(yè)和生物工程的
各種電子線路和元器件已經(jīng)應(yīng)用，提
供防水、防潮、防濕、防霉（防止焊
腳樹狀生長）、防銹．防污、防化學(xué)
侵蝕、防碰撞、防零件松脫、防短路
的功能，并能夠屏蔽和消除電磁干
擾，提高線路板的絕緣性能，釋放
因溫度周期性變化所造成的壓力，
提高電子產(chǎn)品的穩(wěn)定性，延長使用
壽命。
除了增加標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品附加涂層的產(chǎn)
品線，羅克韋爾自動化在2 0 0 0年
繼續(xù)拓展苛刻環(huán)境下產(chǎn)品，推出
了XT系列，其采用新技術(shù)，同
時具備高溫(25 - 70。C)、防腐蝕
（G1-G3）的能力，且作為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品
提供。
目前，羅克韋爾自動化已經(jīng)可供應(yīng)
苛刻環(huán)境下系列產(chǎn)品包括Logix控制
系統(tǒng)．PaneIView觸摸屏，Stratix交
換機，1 606電源．VersaView工控
機．Dynamix振動檢測產(chǎn)品，變頻器
PowerFlex755和軟啟動SMC-50等產(chǎn)
品，也是目前市場上提供涂層、寬溫
系列、防腐產(chǎn)品比較齊全的廠家。
按照國內(nèi)大氣情況來看，普通機房的
防腐蝕標(biāo)準(zhǔn)就已經(jīng)達(dá)到G1，排水泵站
運行中存在的大量水汽、污水散發(fā)的
硫化氫等有毒有害氣體會對電氣產(chǎn)品
產(chǎn)生非常強的腐蝕和損害， M2作為
干線輸送的重要泵站，其穩(wěn)定運行是
每天污水運送的關(guān)鍵，結(jié)合白龍港污
水二期的良好的應(yīng)用效果，采用涂層
產(chǎn)品是對泵站可靠性指標(biāo)的重要技術(shù)
改進。
（二）高可用性控制器
PLC經(jīng)過多年酌發(fā)展，已經(jīng)從單一的離散型、順序性控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂胸S 富功能的PAC產(chǎn)品。大型泵站往無人化發(fā)展是一個新的趨勢，可擴展性，高可用性和智能化是此次泵站選型的另一個重要考慮方面。
L33ER控制器高可用設(shè)計體現(xiàn)在以下幾
個方面：
·具有支持環(huán)網(wǎng)的能力，可承受網(wǎng)絡(luò)的單點故障；
·網(wǎng)絡(luò)支持在線添加設(shè)備；
·使用即插即用的USB口，不再使用串口：
·無電池設(shè)計，內(nèi)置Flash ROM保存
程序；
·大容量的擴展卡，可在設(shè)備級別保存
日志數(shù)據(jù)；
·速度比原有系列提高一倍i
·使用工業(yè)級元器件，無商業(yè)級
器件；
羅克韋爾自動化控制器除了具有統(tǒng)
一控制平臺和統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)CIP的優(yōu)勢
之外，與FactoryTalk系列軟件的配
合可以構(gòu)建豐富的信息解決方案。
如可視化軟件View，支持設(shè)備管
理套件AssetCenter．系統(tǒng)報表工具
VantagePoint，從而在FactoryTalk
開發(fā)軟件平臺上實現(xiàn)模塊化的應(yīng)用
系統(tǒng)。由于控制器基于信息標(biāo)簽設(shè)
計，對于上層軟件來說每個控制器
就是一個又一個的數(shù)據(jù)庫，隨時取
用，信息層無需附加編程和復(fù)雜的
修改。
（三）信息化人機界面
L33外貌圖
羅克韋爾自動化的觸摸屏是采用工
業(yè)用元器件的一款產(chǎn)品，選用的
PaneIView PVP 6系列存在以下特性：
·與控制器緊密集成，所有卡件和設(shè)備
都提供了可視化面板i
·觸摸屏全面集成Windows CE，CPU主頻
達(dá)到1Gj
·內(nèi)置Web Server，所有開發(fā)的監(jiān)控畫面
可直接通過瀏覽器訪問；
·可以存儲監(jiān)控數(shù)據(jù)于大容量SD卡；
·IP65的顯示屏為工業(yè)級產(chǎn)品，抗震、抗
沖擊強i
·帶HumiSeal lB73涂層，具有防腐和防
水水汽能力i
·支持FactoryTalk-泵列軟件平臺；
四、智能化泵站展望
應(yīng)
觸摸屏人機界面
（一）單體泵站的智能化提升
作為單個泵站從人工操控，到智能化
改造，再到無人化管理，需要對其運
行系統(tǒng)進行一步一步的升級，所以每
次升級改造務(wù)必考慮到系統(tǒng)；I奇來的可
擴展性和對功能的承載能力。而泵站
的智能化分為對操作員的友好程度，
對設(shè)備的管理能力和對故障的感知能
力。在保證可靠性的前提下，要對泵
站的智能化模型作進一步設(shè)計，泵站
要zui終達(dá)到無人化，其必然體現(xiàn)在對
人的感知，智能調(diào)度算法和自我故障
檢測上。羅克韋爾自動化解決方案在
智能設(shè)備集成性、網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一性和人
性化組態(tài)工具上技術(shù)優(yōu)勢，并在終端
設(shè)備上集成了總線接口和現(xiàn)場10接入
能力，在多個維度上的可擴展性可以
保護我們的投資。
（二）泵站群聯(lián)動控制和運行能耗管理
排水泵站的管理核心是對管道流量、
壓力的管理，但整個排水管網(wǎng)又是一
個新的課題，如何在地域上分散
個泵站之間傳遞數(shù)據(jù)，如何保存
的數(shù)據(jù)模型，如何實現(xiàn)合理有效
配運行來降低能耗，也是泵站智
控制的發(fā)展方向。
研究市場上的自動化解決方案和
成熟的自動化廠商合作（如羅克
自動化）為泵站聯(lián)動控制和能耗
提供了技術(shù)可能，使得我們能夠
步拓展對泵站管理的以下技
研究。
·基于標(biāo)準(zhǔn)仳以太網(wǎng)的EtherNet/IP模
·基于CIP Energy的能源管理模型i
·基于Historian的長時間數(shù)據(jù)分析；
·基于ISA和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)對泵站防腐環(huán)
行測定；
·基于虛擬軟件的管網(wǎng)模型的建立；
·基于ISA-88標(biāo)準(zhǔn)的排產(chǎn)系統(tǒng)i
·基于全廠總線的智能馬達(dá)控制；
·基于虛擬化的服務(wù)器系統(tǒng)