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(gè)現(xiàn)代化的大型污水輸送泵站，主要作用是承擔(dān)來(lái)自南線(xiàn)B號(hào)(SB)泵站及浦東中線(xiàn)服務(wù)范圍內(nèi)的生活污水、工業(yè)廢水的輸送和防汛時(shí)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(yùn)行機(jī)組6臺(tái)（其中，3#、4#為變頻調(diào)速機(jī)組）．總裝機(jī)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(diǎn)站，所處位置對(duì)整條干線(xiàn)運(yùn)行安全非常重要，六臺(tái)泵機(jī)四臺(tái)常開(kāi)，因而對(duì)泵機(jī)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(tái)泵，每臺(tái)泵都有獨(dú)立的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)選用了羅克韋爾自動(dòng)化的CompactLogix L33ER控制器，考慮到防腐和腐蝕環(huán)境對(duì)電子產(chǎn)品的損害，選擇了L33ER的涂層版本，
這也是在泵站級(jí)別控制上采用。上級(jí)的數(shù)據(jù)采集和6個(gè)泵的協(xié)調(diào)由一臺(tái)ControILogix系統(tǒng)完成。
三、系統(tǒng)特點(diǎn)
（一）涂層產(chǎn)品應(yīng)用
  電子產(chǎn)品的壽命與保存和運(yùn)行環(huán)境
  密切相關(guān)，在美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)的
  ISA-571 .04-1 985標(biāo)準(zhǔn)，歐盟電工協(xié)
  會(huì)的IEC 654-4-1987標(biāo)準(zhǔn)中，按照不同
  種類(lèi)、不同狀態(tài)、不同溫度下形成的
  污染做了明確的度量說(shuō)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(lèi)。
  特殊氣體環(huán)境百分比，如圖三所示
污雜物    濃度    等級(jí)哀號(hào)
圖3大氣污染等級(jí)
羅克韋爾自動(dòng)化從2000年就開(kāi)始提
供涂層產(chǎn)品，其采用HumiSeal lB73
的丙烯酸樹(shù)脂三防漆涂層，厚度為
1-2mm絕緣，由機(jī)器噴涂完成，經(jīng)過(guò)
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(dòng)化前沿2014年7月
境應(yīng)力，符合美國(guó)軍標(biāo)MIL-I-46058C
認(rèn)證和UL94-VO認(rèn)證。類(lèi)似涂層技術(shù)
在國(guó)內(nèi)電子電器工業(yè)、汽車(chē)工業(yè)、航
天航空工業(yè)、國(guó)防工業(yè)和生物工程的
各種電子線(xiàn)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(shù)狀生長(zhǎng)）、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(xiàn)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(zhǎng)使用
壽命。
除了增加標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品附加涂層的產(chǎn)
品線(xiàn)，羅克韋爾自動(dòng)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(shí)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(dòng)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(jī)，1 606電源．VersaView工控
  機(jī)．Dynamix振動(dòng)檢測(cè)產(chǎn)品，變頻器
  PowerFlex755和軟啟動(dòng)SMC-50等產(chǎn)
  品，也是目前市場(chǎng)上提供涂層、寬溫
  系列、防腐產(chǎn)品比較齊全的廠(chǎng)家。
  按照國(guó)內(nèi)大氣情況來(lái)看，普通機(jī)房的
  防腐蝕標(biāo)準(zhǔn)就已經(jīng)達(dá)到G1，排水泵站
  運(yùn)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(huì)對(duì)電氣產(chǎn)品
  產(chǎn)生非常強(qiáng)的腐蝕和損害，  M2作為
  干線(xiàn)輸送的重要泵站，其穩(wěn)定運(yùn)行是
  每天污水運(yùn)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(duì)泵站可靠性指標(biāo)的重要技術(shù)
  改進(jìn)。
（二）高可用性控制器
  PLC經(jīng)過(guò)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(wú)人化發(fā)展是一個(gè)新的趨勢(shì)，可擴(kuò)展性，高可用性和智能化是此次泵站選型的另一個(gè)重要考慮方面。
  L33ER控制器高可用設(shè)計(jì)體現(xiàn)在以下幾
  個(gè)方面：
·具有支持環(huán)網(wǎng)的能力，可承受網(wǎng)絡(luò)的單點(diǎn)故障；
·網(wǎng)絡(luò)支持在線(xiàn)添加設(shè)備；
·使用即插即用的USB口，不再使用串口：
·無(wú)電池設(shè)計(jì)，內(nèi)置Flash ROM保存

程序；
·大容量的擴(kuò)展卡，可在設(shè)備級(jí)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(jí)元器件，無(wú)商業(yè)級(jí)
  器件；
  羅克韋爾自動(dòng)化控制器除了具有統(tǒng)
  一控制平臺(tái)和統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)CIP的優(yōu)勢(shì)
  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(bào)表工具
  VantagePoint，從而在FactoryTalk
  開(kāi)發(fā)軟件平臺(tái)上實(shí)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(jì)，對(duì)于上層軟件來(lái)說(shuō)每個(gè)控制器
  就是一個(gè)又一個(gè)的數(shù)據(jù)庫(kù)，隨時(shí)取
  用，信息層無(wú)需附加編程和復(fù)雜的
  修改。
（三）信息化人機(jī)界面
L33外貌圖
  羅克韋爾自動(dòng)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(kāi)發(fā)的監(jiān)控畫(huà)面
  可直接通過(guò)瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)；
·可以存儲(chǔ)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)于大容量SD卡；
·IP65的顯示屏為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，抗震、抗
  沖擊強(qiáng)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(tái)；
四、智能化泵站展望
應(yīng)
觸摸屏人機(jī)界面
（一）單體泵站的智能化提升
作為單個(gè)泵站從人工操控，到智能化
改造，再到無(wú)人化管理，需要對(duì)其運(yùn)
行系統(tǒng)進(jìn)行一步一步的升級(jí)，所以每
次升級(jí)改造務(wù)必考慮到系統(tǒng)；I奇來(lái)的可
擴(kuò)展性和對(duì)功能的承載能力。而泵站
的智能化分為對(duì)操作員的友好程度，
對(duì)設(shè)備的管理能力和對(duì)故障的感知能
力。在保證可靠性的前提下，要對(duì)泵
站的智能化模型作進(jìn)一步設(shè)計(jì)，泵站
要zui終達(dá)到無(wú)人化，其必然體現(xiàn)在對(duì)
人的感知，智能調(diào)度算法和自我故障
檢測(cè)上。羅克韋爾自動(dòng)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(shì)，并在終端
設(shè)備上集成了總線(xiàn)接口和現(xiàn)場(chǎng)10接入
能力，在多個(gè)維度上的可擴(kuò)展性可以
保護(hù)我們的投資。
（二）泵站群聯(lián)動(dòng)控制和運(yùn)行能耗管理
排水泵站的管理核心是對(duì)管道流量、
壓力的管理，但整個(gè)排水管網(wǎng)又是一
個(gè)新的課題，如何在地域上分散
個(gè)泵站之間傳遞數(shù)據(jù)，如何保存
的數(shù)據(jù)模型，如何實(shí)現(xiàn)合理有效
配運(yùn)行來(lái)降低能耗，也是泵站智
控制的發(fā)展方向。
研究市場(chǎng)上的自動(dòng)化解決方案和
成熟的自動(dòng)化廠(chǎng)商合作（如羅克
自動(dòng)化）為泵站聯(lián)動(dòng)控制和能耗
提供了技術(shù)可能，使得我們能夠
步拓展對(duì)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(zhǎng)時(shí)間數(shù)據(jù)分析；
·基于ISA和國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)泵站防腐環(huán)
  行測(cè)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(chǎng)總線(xiàn)的智能馬達(dá)控制；
·基于虛擬化的服務(wù)器系統(tǒng)