广东省恩平市水处理厂是广东省恩平重点工程项目，它竣工通水使恩平市人民喝上了放心优质自来水，出厂水达到了欧共体标准。建立一套完整SCADA系统，整个水处理厂自动控制系统,并综合考虑与无线电调度系统、公司企业内部网络衔接，建立自控系统、调度系统、企业内部网(Intranet)系统三位一体综合管理与控制系统。
 
1  SCADA系统构成
 
1.1  总体结构

 
    如图1所示，恩平水处理厂SCADA系统由水处理厂自动控制系统、城市管网测压点、供水集团公司办公大楼内部网构成。以太网用于系统管理层，ControlNet网和无线通讯用于各PLC及计算机操作站之间控制层通讯。管理层与控制层基于客户/服务器HMI组态软件RSView32活动显示系统(Active Display System, ADS)服务器实现信息交互。ControlNet网采用屏蔽同轴电缆进行通讯,具有连接方便、通讯距离远特点，是PLC通讯广泛应用稳定工业网络。无线通讯采用具有SCADA功能DF1主从通讯协议，PLC其标准RS232与数传电台实现无线通讯，通讯速率可达9600bps。
 
1.2  水处理厂自控系统组成
    水处理厂设备分类和控制要求，水处理厂自控系统包括：取水泵站PLC1、加药站PLC2、滤池站PLC3（包括公共反冲洗）、送水泵站PLC4和中心控制室组成。系统由管理层、控制管理层、现场控制层三层组成,控制系统结构采用集散型控制系统。PLC1用于监控取水泵房取水泵运行和操作，包括检测泵运行温度、电量参数，以及原水pH、浊度、温度等水质参数。PLC2加药站用于监控加矾计量泵、石灰泵以及加氯机运行和操作，包括检测加药混合后水质SCD、pH、余氯，反馈，PLC PID调节设备加药量实现自动控制。这样使水能达到更好沉淀和杀毒消菌效果，保证水pH。这是制水厂最关键控制环节。PLC3是控制滤池自动恒水位过滤、自动公共反冲洗。PLC4是监控送水泵房送水泵运行和操作。包括检测泵运行温度、电量参数，以及出厂水pH、浊度、余氯、压力、流量等参数。保证城市供水量和水质。水处理厂PLC屏蔽同轴电缆全厂组成一个ControlNet网。
 
    水处理厂中心控制室配置两台HMI操作站，互为热备，是由两台各装有一块1784KTCX15卡电脑运行RSView32系统做成了人机界面，监测和控制整个制水厂生产和运行情况以及监测城市管网压力情况。
 
1.3  城市管网测压点组成
    SCADA系统中，用于城市管网压力监测PLC5~PLC12采用微型可编程控制器MicroLogix 1000采集监测点参数数据，并作为SCADA系统DF1从站。
 
1.4  公司监视站组成
    公司监视站包括供水集团公司大楼内部网络和装有1784PCIC卡SCADA系统服务器电脑。制水中心控制室和供水集团公司大楼相距较远，采用了同轴电缆组成ControlNet网相连，装有1784PCIC卡服务器电脑安装了RSView32及RSView32 ADS为监控组态软件，用于监视制水厂和城市管网压力实时数据，也实现了公司内部网络与控制网络通讯。，ControlNet网，无线电调度系统、公司内部网络将水处理自控系统、城市管网调度系统和公司内部网络联成了一体化网络。经理室和有关职能部门配置监视终端，作为系统客户机和公司网络上其他任何终端一样只需安装ADS工作站Web Browser，授权情况下均可以监视制水厂和城市管网压力运行情况。系统具有Internet/Intranet接口，可方便实现任何点、任何时候拨号上网方式监视生产运行情况，即远程监视。
 
1.5  系统软件组成
    制水厂中控室操作站采用Windows NT操作系统和RSView32人机监控组态软件。供水集团公司大楼ADS服务器电脑安装Windows 2000 Server作为内部网上独立服务器，运行RSView32人机监控组态软件和RSView32 ADS Server。RSView32是罗克韦尔自动化软件公司采用开放技术，以MFC（微软基础级）、DCOM（分布元件对象）组件技术为基础人机监控软件，是第一个图形显示中利用ActiveX、VBA、OPCHMI产品，提供了监视、控制和数据采集等全部功能，是一个使用方便、可扩展性强、监控性能高监控组态软件。RSView32 ADS将RSView32 HMI软件扩展为客户/服务器结构。ADS服务器可以现场，可以国际互联网世界任何方接入。客户端可以采用ADS Station软件或Internet Explorer作为监控软件平台。系统安全策略利用Windows 2000和RSView32提供双重安全功能，Windows 2000内部网络系统层负责管理操作人员或系统管理员登录，而RSView32设置不同安全级别应用层对各用户操作权限进行控制，保证系统正常操作，防止越权操作。
 
2  SCADA系统协议
 
        ControlNet网是一个开放高速确定性网络，它可用于传输对时间有苛刻要求信息，通信速率可达到5Mbps。提供实时控制和对等通信服务。采用生产者/客户方式，将传统网络针对不同站点需多次发送改为一次发送多点共享，减少了网络发送次数，使网络实时、有效。用RSNETworx软件完成ControlNet网络组态。历史原因该厂采用是SLC5/03 PLC，要上ControlNet网每个PLC机架上加了1747-SCNR通信模块，送水泵站PLC4上另外还加了块1747-KFC15通信模块，以满足1784KTCX15和1784PCIC卡与PLC  CPU通信，详细配置这里不再赘述。
 
        A-B公司SLC5/03、SLC5/04和MicroLogix 1000 PLC具有内置多功能标准RS232接口通道0，该接口系统方式支持DFl通讯协议。DF1协议是A-B公司PLC广泛支持通讯，包括各系列PLC及装有RSLinx通讯软件计算机均支持DF1协议,该协议可以构成基于PLC调度系统。恩平城市管网调度系统采用点对多点半双工通讯模式，PLC4作为主站采用DFl半双工主通讯方式，其他PLC5~PLC12控制器作为从站采用DFl半双工从通讯方式，主站PLC采用对各站轮询方式实现数据交换。
 
3  SCADA系统功能与特点
 
(1)  集中管理、分散控制

    如图2所示，制水厂中心控制室能集中对全系统各种设备和生产运行数据进行监视和控制。能实现三级控制。即：就手动控制，分站PLC控制，中控室集中控制。控制室具有自动控制和远程手动控制（遥控）两种方式。
 
    ①  就手动控制  就控制箱或柜上按钮或控制器对设备进行手动控制。
 
    ②  分站PLC控制  各分站PLC执行自己控制程序，处理该站现场I/O信号。与中心控制室脱机或通讯出现故障时各分站能独立利用自己PLC进行控制及PLC之间通讯。
 
    ③  中控室集中控制  中心控制室能对全厂生产过程和城市管网压力进行监测控制和数据处理，对所控设备进行自动或遥控控制。自动控制方式下能对制水厂相关设备进行联动控制，如开泵过程为先开泵后开阀，停泵过程为先关阀后停泵。遥控方式下能对各控制设备进行独立控制。
 
(2)  通讯能力强
    水处理整个PLC组成一个ControlNet网络。无线电通讯速率可达9600bps。DF1轮询时间可以实际需要监控画面上设定，以达到数据实时有效。公司采用100M以太网，保证了整个系统可以快速稳定和可靠运行。
 
(3)  系统可扩展性和开放性强
    该系统采用硬件和软件符合国际标准，如监控系统是基于微软公司WindowsNT、2000或9X平台，支持各种规范协议如OPC、ODBC、ActiveX、DDE等，为过程控制系统与管理信息系统交互信息，实现管理控制一体化提供了接口基础。
 
4  综合使用效果与实际存问题
    恩平水处理厂自2001年11月调试完毕，正式投入使来，系统运行比较稳定，自动化控制效果良好。
 
    特定原因采用是SLC5/03 PLC，而没有选用A-BControlLogix5000系列PLC，每个机架上加了1747-SCNR通信模块组成了一个ControlNet网，电脑上1784KTCX15和1784PCIC卡是没有办法直接和SLC5/03 PLC CPU通信。解决这个问题笔者送水泵站PLC4上另外还加了块1747-KFC15通信模块，这样送水泵站SLC5/03 PLC CPURS232串口可以先和1747-KFC15通信，电脑上1784KTCX15和1784PCIC卡ControlNet网和1747-KFC15进行通信，解决了1784KTCX15和1784PCIC卡与SLC5/03 PLC CPU通信问题。一块1747-KFC15通信模块，其他取水、加药和滤池站SLC5/03 PLC，ControlNet网，先把要处理PLC址传送到各自1747-SCNR通信模块M址中，然后把取水、加药和滤池站1747-SCNRM数据传到送水泵站1747-SCNR上，这样再把所有送水泵站1747-SCNR传送来M址送到送水泵站SLC5/03 PLC CPU上，实现了对整个水处理厂各个分站监控。问题是解决了，也存不足之处，SLC5/03 PLC CPURS232串口和1747-KFC15通信速率最大只能设到19200bps，这样电脑上1784KTCX15和1784PCIC卡与SLC5/03 PLC CPU最多也只能是19200bps，而ControlNet网是一个开放高速确定性网络，通信速率可达到5Mbps。这样，ControlNet网高速、实时、有效难以体现出来了。