城市供水行业几个新技术的应用及发展new

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1、城市供水行业几个新技术的应用及发展罗德俊（湖南省建筑设计院）摘要：随着近年来经济的高速发展，供水行业的发展跨入了一个新的高度，越来越多的新技术得到了实际应用，本文就供水行业近年来电气与自控几个新技术（或称主要技术）的应用及发展情况进行一些讨论。关键词：自动化一体化以太网数字视频数据采集一、变配电所综合自动化10kV变配电所综合自动化是上世纪九十年代研发并开始应用的，它是自动化技术、计算机技术、电力继保技术和通信技术等高科技在变电所领域的综合应用。经过多年来的更新与换代，现已基本成熟，一般采用的是分层分布的结构型式，分为站控

2、层和间隔层，层与层之间相对独立。间隔层是集测量、控制、保护、通信功能为一体的分散式数字保护装置，保护测控功能综合在一个机箱内，间隔层设备通过现场总线与站控层的设备互联，构成变电所综合自动化。这种完全分层分布式系统，不仅减少了变电站的建筑面积，简化站内的二次电缆，还能减少变电站的安装、调试及维护的工作量，整个系统具有很好的可靠性、灵活性和可扩展性。对于有10kV直配电机的中大型净水厂，变配电所综合自动化是必不可少的，但应用中应特别注意10kV直配电机的控制应纳入到净水厂PLC的控制系统之中，将保护测量与控制分离。一般在高压电

3、机柜上设一个就地、远程、PLC控制的转换开关，正常运行时高压电机一般受PLC结合阀门等装置联动控制。10kV变配电所综合自动化系统作为净水厂独立的子系统，主要担负着高压配电装置的测量、记录、显示、制表打印、事故报警和电源切换等功能的实现。但实际应用中也存在一些问题，如变电所综合自动化与净化场PLC控制系统完全脱节，没有进行柔性结合，硬件产品没有统一标准，通用性不强；软件开放性不够；运行设备受厂家技术发展制约；间隔层没有分散安装，没有节约二次电缆；站控层没有在中央控制室设后台终端；用户对产品没有前瞻性评价，时间不久产品就淘汰

4、了。变配电所是水厂能源管理及配电保护核心，同时它也是电力网络的一个终端，它关系到水厂及电力网络的供电安全，变配电所综合自动化系统其本身的技术也在不断的发展，智能化，系统化，标准化，即插即用，解决互联和异构是变配电所综合自动化需要解决的问题。随着变电所内高低压变频器等非线性设备的使用，变电所内电磁环境会越来越恶劣，变配电所综合自动化系统为低电平的弱电系统，它对综合自动化系统的抗电磁干挠能力提出更高的要求。二、PLC＋PC自控网络结构与管控一体化供水行业自动化系统经历了从无到有，从简单到复杂的过程。上世纪九十年代可编程序控制器

5、(PLC)的大量推广使用，供水行业自动化控制系统才逐步真正建立起来，特别是近年来PLC网络通讯能力的增强和电气执行机构可靠性的提高，一个配置少量管理、维护人员，由中心控制室实行监控管理的给水厂控制模式已经形成。就目前而言，最典型的给水厂控制系统(PLC＋PC)分三层结构，第一层为信息管理层，它由自动化监控管理计算机、工程师操作站计算机、视频监控计算机、以太网交换机和ＤLＰ电视墙及其它管理计算机组成；第二层为控制层，它由PLC主站及子站组成；第三层为检测执行层，它包括被控设备(对象)与检测仪表。检测执行层与控制层相联有两种方

6、式：一种是被控设备(对象)及检测仪表与各控制层(PLC站I/O)一一对应相联；另一种是采用远程I/O通讯方式采集到相应的主站。信息管理层计算机与PLC主站采用以太网通信，网络通信速率为100Mb/S或1000Mb/S。某净水厂系统拓扑图如下：PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.cn供水行业生产过程自动化包含两个方面：一是面向机组级的生产过程监控，二是面向全厂生产过程乃至整个企业的管理与决策，过去我们偏重的是某些设备控制功能的应用，而对全厂的生产过程优化乃至并网的多水厂协调生产

7、优化重视不够。早几年兴起的互联网及移动通信、多媒体技术，个人机算机及操作系统网络支持功能的发展，对供水行业自动化测控系统的数字通信技术的影响深刻。这对供水行业发展信息管理控制一体化提供了必要的条件，可以说管理控制一体化是供水行业未来发展新的亮点。关于PLC＋PC自控网络结构的一些讨论：我国供水行业除了早期引进少量DCS(DistributedControlSystem)整套系统外，供水行业不管是后期引进还是自行设计均采用的是PLC＋PC模式，这种模式由单PLC、单PC（上位机）+PLC、C/S(Client/Server)

8、＋PLC发展到现在的B/S(Browser/Server)+PLC结构。网络由FCS(FieldbusControlSystem)发展到现在的FCS+TCP/IP(以太网)以及TCP/IP+RTE+Internet网络结构。回头再看基本上顺应了自动化发展的朝流，FCS综合继承了DCS的成熟策略，但FCS