基于iFix的水厂自动化系统的设计与开发

摘要

自来水厂是城市的心脏，城市供水关乎着城市居民的日常生活起居。城市饮用水水质的高要求与落后的供水能力的矛盾日益尖锐，加快对老旧城镇水厂的改造升级的要求越来越紧迫。如何利用信息技术，引入现代化科技手段提升供水管理水平成为一个重要的研究课题。
　　本课题主要研究如何利用科技手段保证安全、连续、优质供水，包括用于生产的自动控制和办公自动化。生产的自动控制主要通过软件组态技术实现对水厂的多级控制以及控制系统与办公系统的无缝连接，以构造安全、高效、节能的水厂自动化供水系统。
　　水厂自控系统的设计采取“集中监控，分散控制”的原则，分三级组成控制网络，分别是就地控制、现场控制和中央控制。现场控制分站由分布在工艺流程的各个监控分站和相关在线检测仪表以及检测、执行设备组成。主要包括:取水泵房控制站、送水泵房控制站、加药间控制站、反冲洗泵房控制站以及中央控制室。中控室两个监控主站采用IFix组态软件，利用以太网与下面4个PLC主站通讯。PLC主站采用星状网络拓扑结构，每个主站的工业控制机监控各自站的数据，以避免故障发生时，单个主站的问题导致整个工厂产生监控盲点。
　　通过对组态软件的技术的探讨，结合水厂自动化控制的需要，最后采用了GE智能平台(GE-IP)的iFIX解决方案。利用该方案实现了生产操作的过程可视化、数据采集和数据监控。系统能够精确地监视、控制生产过程，并优化生产设备和企业资源管理，提高应急反应能力，减少原材料消耗，提高生产率。同时，通过进一步研究iFix软件的内部架构，利用其预设的接口，将iFix组态软件应用于无缝连接水厂自动控制系统和办公自动化系统，解决了自动化系统数据安全问题，进一步优化友好操作界面，帮助员工更加高效地完成水厂控制工作。
　　基于Ifix的自动控制系统充分利用组态软件的功能特性，完成了对整个水厂水处理工艺的自动化控制和处理，各个模块相互作用保证了水厂自动化控制的安全稳定运行，在处理突发事件方面，自动化控制系统可以在提前预警和紧急处理方面进一步深入研究。

目录

声明

摘要

插图索引

第1章 绪论

1．1 研究背景及选题意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 选题意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．3 本文的主要研究工作

1．4 本文的组织结构

第2章 供水工艺和系统要求

2．1 系统流程介绍

2．2 系统设计要求

2．2．1 系统设计思想

2．2．2 控制系统

2．2．3 中央监控系统

2．2．4 计算机信息系统

2．3 小结

第3章 组态软件的应用

3．1 组态软件

3．2 通用数据访问

3．2．1 支持OLE、OPC和ActiveX

3．2．2 数据流

3．2．3 与开放数据库互连(ODBC)

3．2．4 过程数据库

3．3 扫描、报警和控制程序

3．3．1 基于时间的处理

3．3．2 基于例外的处理

3．3．3 一次性的处理

3．4 分布式网络

3．4．1 分布式处理

3．4．2 基于命令的数据传送

3．4．3 集中处理

3．5 报警

3．5．1 报警和消息类型

3．5．2 报警路由

3．5．3 操作员和应用消息路由

3．6 安全

3．6．1 安全区域

3．6．2 安全应用

3．7 小结

第4章 控制系统设计

4．1 水厂控制要求和设计思想

4．1．1 自动控制的模式

4．2 信息系统组成

4．3 控制系统组成

4．3．1 中控室

4．3．2 取水房控制站

4．3．3 送水房控制站

4．3．4 加药间站

4．3．5 反冲洗泵房控制站

4．4 本章小结

第5章 系统的实现与应用

5．1 成果

5．2 主界面

5．3 取水泵房监控

5．4 沉淀池监控

5．5 滤池监控

5．6 加药间监控

5．7 加药间趋势曲线分析

5．8 预警监控

5．9 运行效果分析

5．10 本章小结

结论

参考文献

致谢