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    一、源江水廠項目概況（圖1）

    上水閔行公司第二水廠下屬上海源江水廠新建項目坐落于市西南地區黃浦江上游江畔，毗鄰閔行經濟技術開發區，目前日制水能力為30萬噸，總投資為6.12億。主要擔負閔行和松江部分地區的自來水生產供應工作。根據上海市水質調度監測中心的統計數據顯示，出廠水的四項綜合合格率連續2年保100%。

    整個項目涉及魏德米勒產品包括：DeciPak系列隔離變送器（DeciPak Input Loop Powered Isolator）、PU系列電涌保護器（PU 4 CR HV 220 VAC）、MICRO系列光電耦合器（MOS 24Vdc / 24Vdc 0,1A）、MCZ系列信號浪涌保護器（MCZ OVP CL 24VDC 0,5A）、SAK系列接線端子（SAK 2.5/EN）等產品。本文主要介紹隔離變送器在加藥控制工藝段的應用。
   
                     
                                 圖1 源江水廠現場俯瞰圖
 
    二、源江水廠生產工藝流程（圖2）

    源江自來水廠由一級泵房、加氯間、鼓風機房、絮凝沉淀池、濾池、清水池和二級泵房等組成。 

    水源首先經過一級泵房（或取水泵房）至自來水廠，經過前消毒后進入絮凝沉淀池；經過絮凝—沉淀后進入濾池。濾池是水廠中的重要部分，用于過濾水中懸浮物，在過濾的過程中要實現濾池恒水位調節、濾池反沖洗（氣沖—水沖—氣水混合沖）等功能，至清水池，經后消毒后由二級泵房送至城市管網，供生活飲用和生產使用。  
  
                  
                               圖2源江水廠生產工藝流程圖

    三、源江自來水廠自控系統（圖3）

     水處理自動控制系統一般采用三層網絡通訊結構——管理層、控制層、設備層。 

    1) 管理層——采用Ethernet網絡。主要實現PLC與PLC，PLC與上位機以及與第三方Ethernet設備 間的數據交換；

    2) 控制層——采用總線網絡，主要實現各個控制器與I/O設備間的通訊； 

    3) 設備層——可選擇多種網絡（串行總線、DP協議等）。主要實現現場設備與PLC間的通訊。 

                     
                                     圖3 源江水廠自控網絡結構圖

    四、魏德米勒產品在源江水廠加藥控制系統中的應用

    在自來水廠中SCD儀常與源水流量計一起構成前饋——反饋控制的混凝自動投加系統。其工作原理是根據流量計測量到的源水流量，通過PLC來改變變頻器的頻率，從而控制投藥計量泵的電機轉速；SCD儀采集反應池的反應情況，控制計量泵的沖程。從而達到控制投藥量的目的。

    以閔行第二自來水加藥工藝段控制系統為例，在信號系統中使用了魏德米勒多種有源和無源產品，均有優異的性能表現。

    1、 信號隔離變送器（圖4）
  
     2、 工業生產中需要測量各種物理量，例如：溫度、濕度、流量、液位、壓力等技術參數，這種物理量參數被測量后，盡管受到諸如大氣壓和安裝等外部因素的影響也必須保證從現場傳送到控制室過程中不被削弱或干擾。其次，由于這些物理量都是連續變化的，用于檢測這些狀態和變化的器件必須如果反應這些變化。因此，將這些信號轉換和變送需要高質量的電子系統，它們能適應和抵御外界的惡劣環境，諸如：溫度變化、電磁干擾、震動、腐蝕等因素的干擾和影響。魏德米勒隔離變送器完成能滿足上述要求，其次產品能提供成比例的標準信號輸出（0-20mA; 4-20mA; 0-10V）同時確保傳感器回路和測量回路的安全隔離。這種安全隔離能避免多個傳感器回路的相互干擾。產品具有變換、隔離和監視功能。

    在加藥處理生產過程中，經常要對加藥環節中的濁度、PH等過程參數進行檢測，并根據水質情況對水處理過程加以控制，使其最終達到規定的水質標準。常用到的自動化在線儀表有：濁度計、PH計、流動電流探測儀（SCD儀）、流量計等。

    現場控制層采集的模擬信號，例如：進水流量、水泵頻率、水質儀表、PH值、濁度、溫度等信號在進入PLC前，需要通過隔離變送器將其轉變為4-20mA、0-10V、0-20mA等標準信號，供PLC進行邏輯運算。

    將加藥工藝段現場二線制變送器信號如流量計（測量累積流量、瞬時流量、流向）、投入式液位計（測量蓄水池液位）及壓力變送器（測試水壓）等信號通過魏德米DECIPAK ILP隔離變送器變為4-20mA標準電信號，聯接到PLC模擬量輸入控制卡件，通過使用ILP隔離變送器能有效消除現場的惡劣環境干擾對PLC進行數據處理的影響，避免各種電磁干擾對信號源產生影響問題。

    魏德米勒的Decipak ILP隔離變送器采用輸入和輸出兩端隔離技術，隔離電壓高達2KV。輸入輸出兩端隔離將輸入信號與輸出信號隔離開來。能有效防止浪涌、電感和電容干擾引起的不可挽救的破壞。

    產品具有回路供電的特點，無需外接電源及轉換相應速度快（<500ms）的優勢。產品具有較強的模擬變送信號處理能力。

    主要技術參數：

    輸入范圍：4-20mA；

    輸入電壓降：可變，6V壓降加輸出負載；

    最大輸入值：電流30 mA /電壓50Vdc；

    輸出范圍：4-20mA；

    輸出負載：100—400歐姆；

    精度/線性度：0.3%；

    相應時間：500ms；

    隔離電壓：2KV；

    工作溫度：0—70度；

    長*寬*高：75.5*22.5*119。

    產品原理如下圖所示：

                
          
                     

    應用實例如下圖所示：  
   
                    
                          圖4 Decipak ILP隔離變送器應用圖

    3、 光電耦合器（圖5）

    光電耦合器能很好實現控制系統中輸出信號的強弱電隔離，達到抗干擾的目的。在控制機柜中使用MICRO系列光電耦合器，能有效解決柜的安裝空間有限的問題，寬度僅6mm。同時又可以通過橫聯件的使用節約了大量的柜內布線。使用Wemid材料，使其達到V0阻燃等級。

                   
                          圖5 Micro系列光電耦合器產品應用圖

    4、 SAK系列接線端子（圖6）

    用于導線一進一出的連接。可通過橫聯件進行電源分配，從而節約接線時間和接線數量。適用于TS35或TS32尺寸的導軌。可提供多路側聯，也可供客戶自由選擇路數，可跳聯。

                     
                           圖6 SAK系列接線端子產品應用圖


    五、結論（圖7）

    通過在上海源江水廠新建項目生產過程自控系統中的具體應用，實現了系統的可靠運行和自動控制，同時也以此為契機，帶動了公司產品在閔行其他水廠改造項目中的應用。因此，魏德米勒產品對于提高生產過程的自動化程度、節約能量、降低勞動強度、提高勞動生產率等方面都起著積極的作用。

                
                          圖7 銷售工程師與用戶現場技術交流圖