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?基于羅克韋爾自動化中型系統的智能化排水泵房自控系統
閱讀：1108 發布時間：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，是一個現代化的大型污水輸送泵站，主要作用是承擔來自南線B號(SB)泵站及浦東中線服務范圍內的生活污水、工業廢水的輸送和防汛時雨水排放的任務，總的輸送水量占污水治理二期水量的90%以上。泵站現有運行機組6臺（其中，3#、4#為變頻調速機組）．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尤其是PLC的可靠性、防腐蝕能力有較高要求。
二、系統組成
控制結構M2泵站配備6臺泵，每臺泵都有獨立的控制系統。系統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境對電子產品的損害，選擇了L33ER的涂層版本，
這也是在泵站級別控制上采用。上級的數據采集和6個泵的協調由一臺ControILogix系統完成。
三、系統特點
（一）涂層產品應用
電子產品的壽命與保存和運行環境
密切相關，在美國國家標準協會的
ISA-571 .04-1 985標準，歐盟電工協
會的IEC 654-4-1987標準中，按照不同
種類、不同狀態、不同溫度下形成的
污染做了明確的度量說明和約定了相
應數據，為特殊環境下選擇使用電子
產品選型提供了參考。污染物主要包
括液態，固態和氣態三大類。
特殊氣體環境百分比，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
32 l皇動化前沿2014年7月
境應力，符合美國軍標MIL-I-46058C
認證和UL94-VO認證。類似涂層技術
在國內電子電器工業、汽車工業、航
天航空工業、國防工業和生物工程的
各種電子線路和元器件已經應用，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
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，
提高電子產品的穩定性，延長使用
壽命。
除了增加標準產品附加涂層的產
品線，羅克韋爾自動化在2 0 0 0年
繼續拓展苛刻環境下產品，推出
了XT系列，其采用新技術，同
時具備高溫(25 - 70。C)、防腐蝕
（G1-G3）的能力，且作為標準產品
提供。
目前，羅克韋爾自動化已經可供應
苛刻環境下系列產品包括Logix控制
系統．PaneIView觸摸屏，Stratix交
換機，1 606電源．VersaView工控
機．Dynamix振動檢測產品，變頻器
PowerFlex755和軟啟動SMC-50等產
品，也是目前市場上提供涂層、寬溫
系列、防腐產品比較齊全的廠家。
按照國內大氣情況來看，普通機房的
防腐蝕標準就已經達到G1，排水泵站
運行中存在的大量水汽、污水散發的
硫化氫等有毒有害氣體會對電氣產品
產生非常強的腐蝕和損害， M2作為
干線輸送的重要泵站，其穩定運行是
每天污水運送的關鍵，結合白龍港污
水二期的良好的應用效果，采用涂層
產品是對泵站可靠性指標的重要技術
改進。
（二）高可用性控制器
PLC經過多年酌發展，已經從單一的離散型、順序性控制系統轉變為具有豐 富功能的PAC產品。大型泵站往無人化發展是一個新的趨勢，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控制器高可用設計體現在以下幾
個方面：
·具有支持環網的能力，可承受網絡的單點故障；
·網絡支持在線添加設備；
·使用即插即用的USB口，不再使用串口：
·無電池設計，內置Flash ROM保存
程序；
·大容量的擴展卡，可在設備級別保存
日志數據；
·速度比原有系列提高一倍i
·使用工業級元器件，無商業級
器件；
羅克韋爾自動化控制器除了具有統
一控制平臺和統一網絡CIP的優勢
之外，與FactoryTalk系列軟件的配
合可以構建豐富的信息解決方案。
如可視化軟件View，支持設備管
理套件AssetCenter．系統報表工具
VantagePoint，從而在FactoryTalk
開發軟件平臺上實現模塊化的應用
系統。由于控制器基于信息標簽設
計，對于上層軟件來說每個控制器
就是一個又一個的數據庫，隨時取
用，信息層無需附加編程和復雜的
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
業用元器件的一款產品，選用的
PaneIView PVP 6系列存在以下特性：
·與控制器緊密集成，所有卡件和設備
都提供了可視化面板i
·觸摸屏全面集成Windows CE，CPU主頻
達到1Gj
·內置Web Server，所有開發的監控畫面
可直接通過瀏覽器訪問；
·可以存儲監控數據于大容量SD卡；
·IP65的顯示屏為工業級產品，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
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
行系統進行一步一步的升級，所以每
次升級改造務必考慮到系統；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計，泵站
要zui終達到無人化，其必然體現在對
人的感知，智能調度算法和自我故障
檢測上。羅克韋爾自動化解決方案在
智能設備集成性、網絡的統一性和人
性化組態工具上技術優勢，并在終端
設備上集成了總線接口和現場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，但整個排水管網又是一
個新的課題，如何在地域上分散
個泵站之間傳遞數據，如何保存
的數據模型，如何實現合理有效
配運行來降低能耗，也是泵站智
控制的發展方向。
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）為泵站聯動控制和能耗
提供了技術可能，使得我們能夠
步拓展對泵站管理的以下技
研究。
·基于標準仳以太網的EtherNet/IP模
·基于CIP Energy的能源管理模型i
·基于Historian的長時間數據分析；
·基于ISA和國內標準對泵站防腐環
行測定；
·基于虛擬軟件的管網模型的建立；
·基于ISA-88標準的排產系統i
·基于全廠總線的智能馬達控制；
·基于虛擬化的服務器系統