魏德米勒产品在源江自来水厂项目的成功应用

一、源江水厂项目概况（图1）
上水闵行公司第二水厂下属上海源江水厂新建项目坐落于市西南地区黄浦江上游江畔，毗邻闵行经济技术开发区，目前日制水能力为30万吨，总投资为6.12亿。主要担负闵行和松江部分地区的自来水生产供应工作。根据上海市水质调度监测中心的统计数据显示，出厂水的四项综合合格率连续2年保100%。
整个项目涉及魏德米勒产品包括：DeciPak系列隔离变送器（DeciPak Input Loop Powered Isolator）、PU系列电涌保护器（PU 4 CR HV 220 VAC）、MICRO系列光电耦合器（MOS 24Vdc / 24Vdc 0,1A）、MCZ系列信号浪涌保护器（MCZ OVP CL 24VDC 0,5A）、SAK系列接线端子（SAK 2.5/EN）等产品。本文主要介绍隔离变送器在加药控制工艺段的应用。

二、源江水厂生产工艺流程（图2）
源江自来水厂由一级泵房、加氯间、鼓风机房、絮凝沉淀池、滤池、清水池和二级泵房等组成。
水源首先经过一级泵房（或取水泵房）至自来水厂，经过前消毒后进入絮凝沉淀池；经过絮凝—沉淀后进入滤池。滤池是水厂中的重要部分，用于过滤水中悬浮物，在过滤的过程中要实现滤池恒水位调节、滤池反冲洗（气冲—水冲—气水混合冲）等功能，至清水池，经后消毒后由二级泵房送至城市管网，供生活饮用和生产使用。

三、源江自来水厂自控系统（图3）
水处理自动控制系统一般采用三层网络通讯结构——管理层、控制层、设备层。
1)管理层——采用Ethernet网络。主要实现PLC与PLC，PLC与上位机以及与第三方Ethernet设备间的数据交换；
2)控制层——采用总线网络，主要实现各个控制器与I/O设备间的通讯；
3)设备层——可选择多种网络（串行总线、DP协议等）。主要实现现场设备与PLC间的通讯。

四、魏德米勒产品在源江水厂加药控制系统中的应用
        在自来水厂中SCD仪常与源水流量计一起构成前馈——反馈控制的混凝自动投加系统。其工作原理是根据流量计测量到的源水流量，通过PLC来改变变频器的频率，从而控制投药计量泵的电机转速；SCD仪采集反应池的反应情况，控制计量泵的冲程。从而达到控制投药量的目的。
        以闵行第二自来水加药工艺段控制系统为例，在信号系统中使用了魏德米勒多种有源和无源产品，均有优异的性能表现。
1、信号隔离变送器（图4）
2、工业生产中需要测量各种物理量，例如：温度、湿度、流量、液位、压力等技术参数，这种物理量参数被测量后，尽管受到诸如大气压和安装等外部因素的影响也必须保证从现场传送到控制室过程中不被削弱或干扰。其次，由于这些物理量都是连续变化的，用于检测这些状态和变化的器件必须如果反应这些变化。因此，将这些信号转换和变送需要高质量的电子系统，它们能适应和抵御外界的恶劣环境，诸如：温度变化、电磁干扰、震动、腐蚀等因素的干扰和影响。魏德米勒隔离变送器完成能满足上述要求，其次产品能提供成比例的标准信号输出（0-20mA; 4-20mA; 0-10V）同时确保传感器回路和测量回路的安全隔离。这种安全隔离能避免多个传感器回路的相互干扰。产品具有变换、隔离和监视功能。
        在加药处理生产过程中，经常要对加药环节中的浊度、PH等过程参数进行检测，并根据水质情况对水处理过程加以控制，使其最终达到规定的水质标准。常用到的自动化在线仪表有：浊度计、PH计、流动电流探测仪（SCD仪）、流量计等。
        现场控制层采集的模拟信号，例如：进水流量、水泵频率、水质仪表、PH值、浊度、温度等信号在进入PLC前，需要通过隔离变送器将其转变为4-20mA、0-10V、0-20mA等标准信号，供PLC进行逻辑运算。
将加药工艺段现场二线制变送器信号如流量计（测量累积流量、瞬时流量、流向）、投入式液位计（测量蓄水池液位）及压力变送器（测试水压）等信号通过魏德米DECIPAK ILP隔离变送器变为4-20mA标准电信号，联接到PLC模拟量输入控制卡件，通过使用ILP隔离变送器能有效消除现场的恶劣环境干扰对PLC进行数据处理的影响，避免各种电磁干扰对信号源产生影响问题。
         魏德米勒的Decipak ILP隔离变送器采用输入和输出两端隔离技术，隔离电压高达2KV。输入输出两端隔离将输入信号与输出信号隔离开来。能有效防止浪涌、电感和电容干扰引起的不可挽救的破坏。
产品具有回路供电的特点，无需外接电源及转换相应速度快（<500ms）的优势。产品具有较强的模拟变送信号处理能力。
主要技术参数：
输入范围：4-20mA；
输入电压降：可变，6V压降加输出负载；
最大输入值：电流30 mA /电压50Vdc；
输出范围：4-20mA；
输出负载：100—400欧姆；
精度/线性度：0.3%；
相应时间：500ms；
隔离电压：2KV；
工作温度：0—70度；
长*宽*高：75.5*22.5*119。

3、光电耦合器（图5）
光电耦合器能很好实现控制系统中输出信号的强弱电隔离，达到抗干扰的目的。在控制机柜中使用MICRO系列光电耦合器，能有效解决柜的安装空间有限的问题，宽度仅6mm。同时又可以通过横联件的使用节约了大量的柜内布线。使用Wemid材料，使其达到V0阻燃等级。

4、SAK系列接线端子（图6）
用于导线一进一出的连接。可通过横联件进行电源分配，从而节约接线时间和接线数量。适用于TS35或TS32尺寸的导轨。可提供多路侧联，也可供客户自由选择路数，可跳联。

五、结论（图7）
通过在上海源江水厂新建项目生产过程自控系统中的具体应用，实现了系统的可靠运行和自动控制，同时也以此为契机，带动了公司产品在闵行其他水厂改造项目中的应用。因此，魏德米勒产品对于提高生产过程的自动化程度、节约能量、降低劳动强度、提高劳动生产率等方面都起着积极的作用。