應用背景
三道溝凈水廠是大連市的中心水廠之一，主要負責城市北部及甘井子地區的供水。三道溝凈水廠始建于1939年，建成初期設計能力是6萬立方米/日，后經兩次擴建和多次改造，現凈水配水能力為26萬立方米/日。由于大連市城市供水量需求的增加，以及水廠設備老化嚴重，處于滿負荷運行狀態，三道溝凈水廠供水系統改擴建勢在必行。大連三道溝凈水廠供水系統改擴建工程投資13億元。工程建成后，將解決從大伙房引水到大連工程到來之前，保證未來5年大連市城市增加水量的需求。據了解，改擴建工程主要包括：新建60萬立方米/日凈水廠一座。在普蘭店市大劉家鄉大沙河水廠新建一座揚水50萬立方米的泵站，新建一座55萬立方米的送水泵站，新建一條72.81公里、兩米直徑的管道。三道溝凈水廠供水系統改擴建后，水質標準將會達到一流的水準。三道溝水廠的配水方向主要是大連北部地區金州與甘井子接壤地帶的供水。
客戶需求
根據改擴建工程的實際情況及工藝要求，用戶要求自控系統采用“集中監控、管理，分散控制”的集散型系統。整個系統由信息層（管理層）監控層和現場控制層組成。由中控室監控計算機和現場控制分站(可編程控制器PLC)組成全廠工業控制環網。同時中控室兩臺監控服務器與廠長室、工程師室、生產部門、化驗室、計算機構成以太網,協議(TCP/IP)。要求中控室監控計算機故障時，各現場分站仍能獨立和穩定工作，從根本上保證系統的可靠性。
此外，系統應預留變電站監控系統接口，以便將電站監控系統連接到自控系統中，實現統一的監控。
解決方案
根據用戶對水廠的控制系統的要求，GE智能平臺的水行業的銷售人員和產品應用工程師方搜集技術資料和信息，并和其他同事多次探討項目的可行性，和業主不斷溝通，了解他們的各種要求，并結合GE 智能平臺的先進控制器產品的特點，在很短的時間內為客戶定制了專門控制系統解決方案。通過將GE 智能平臺高端的控制器產品(PACSystem RX3i)及其同系列I/O產品、觸摸屏產品及相關軟件產品(Proficy iFix、Historian, Real-Time Information Portal)的綜合使用，建立了一套高效、節能的水處理控制系統，獲得了客戶的認可，并為今后的同類項目，提供了寶貴的經驗。
根據用戶的需求，全水廠的系統主要由兩部分組成，這兩部分分別是：調度室監控系統和現場控制分站。
（1）調度室監控系統
調度室監控系由中央監控服務器、操作員站、工程師站、廠長室計算機、生產部門計算機等構成。在廠內中央控制室設置兩套中央監控服務器，它主要完成對凈水廠的管理、調度、集中操作、監視、系統功能組態、控制參數在線修改和設置、記錄、報表生成及打印、故障報警及打印等功能。通過液晶顯示器可直觀地顯示全廠各工藝流程段的實時工況、各工藝參數的趨勢畫面，使操作人員及時掌握全廠運行情況。兩套服務器互為熱備。
廠長室、總工程師室、生產部門等計算機通過服務器對凈水廠運行情況進行監控，根據各部門的職責設定不同的權限。
調度室系統要作好遠期的預留接口和畫面，確保遠期系統完成后順利通訊和監控。
通訊計算機完成與自來水公司調度的通訊，需與自來水公司SCADA系統施工單位密切配合，共同完成。
這部分系統GE 智能平臺向用戶推薦了Proficy HMI/SCADA-iFix 、Proficy Historian和Proficy Real-Time Information Portal等軟件產品。
1）Proficy HMI/SCADA-iFix 軟件具有強大的VBA腳本功能和靈活易學的特點，使得其在國內外有著廣泛的用戶群。其真正的分布式、客戶/服務器結構包括可靈活構造的服務器（SCADA Server）和客戶端（iClient 、iClientTS 和iWebServer），無論是Intellution客戶端應用，還是第三方或用戶自定義應用均可讀取SCADA Server實時數據，實現實時動態畫面、趨勢、報表、批次控制、MES等應用。這些應用既可以與SCADA Server運行在同一臺計算機；也可通過Intranet、Internet 分布在網絡中不同的Server或Client節點上運行，十分適合多節點系統的應用。無論是 Server和Client 功能運行在單一計算機，實現簡單的單機人機界面 (HMI)，還是網絡復雜的分布式多Server和多Client數據采集和控制系統，iFIX都表現出優異的性能。該產品非常易于使用，同時又適合于實時控制和監視，可以將它配置成從單個節點到多節點的網絡系統形成不同的規模，具有很強的可擴展性。
通過Proficy HMI/SCADA-iFix軟件，操作員站可直觀地顯示全廠各工
藝流程段的實時工況、各工藝參數的趨勢畫面，操作員可以實現對凈水廠的管理、調度、集中操作、監視、系統功能組態、控制參數在線修改和設置、記錄、報表生成及打印、故障報警及打印等功能。
2）Proficy Historian GE 智能平臺的Historian實時數據庫，具有分布式的數據采集，C/S結構，可在多種環境下運行，高效的數據存儲方式，具有豐富的客戶端數據處理和分析工具，可擴展的數據協同應用，并且提供ODBC/JDBC/OLE DB接口以及工業標準規范OPC和DDE，提供圖形化的應用開發界面，支持WEB訪問方案，提供報表開發工具等優異特性，所以成為企業底層控制網絡和上層管理信息系統網絡連接的最佳選擇。同時Historian數據庫是一個模塊化軟件系統，主要分為客戶端模塊和服務器端模塊，客戶端模塊負責實時數據的采集，服務器端模塊負責數據采集設置、壓縮、存儲等工作。
Historian數據庫服務器可以有效的對凈水廠運行的關鍵數據作歷史紀錄。通過對歷史數據紀錄的查詢、趨勢功能，可以幫助工廠人員關注解決問題和優化工廠性能，而不是簡單地跟蹤數據。當一個嚴重的問題發生時，工廠人員可以快速地訪問來自服務器端中存儲的數據，同時使用簡單的拖拽技術建立一個數據趨勢顯示，從而快速和有效地說明工藝問題。
3）Proficy Real-Time Information Portal GE 智能平臺的Proficy Real-Time Information Portal是基于Web的實時信息門戶系統，該軟件可以連接多種數據源，如可以連接實時、歷史的SQL數據源，能夠對幾乎所有工廠信息進行可視化和分析，包括PLC/DCS系統、SCADA/HMI設備、工廠級數據庫、MES等系統。
通過 Real-Time Information Portal，可以通過標準的網頁客戶端環境來提供全廠的底層運行的全面、透明的信息，使用戶可以洞悉整個生產過程。此外，該系統在提供全廠運行的全面信息同時，并同時提供改善的方法。
（2）現場控制分站
根據水廠工藝處理過程的需要，本工程全廠共設4套冗余主PLC（PLC1、PLC3、PLC4、PLC5）和51套子PLC（PLC1.1~1.6、PLC3.1~3.30、3.31、PLC4.1~4.14）系統，分別設置在加氯加藥間(PLC1)、濾站（PLC3、PLC3.1~3.30、3.31）、送水泵房(PLC4、PLC4.1~4.14)、污泥處理間(PLC5)。
PLC1：負責加氯加藥間及反應沉淀池的設備自控和數據采集，為近、遠期工程規模60萬m3/d共用，其中遠程I/O PLC1.1~1.2用于近期一期工程；遠程I/O PLC1.3~1.4用于近期二期工程（20萬m3/d）；遠程I/O PLC1.5~1.6用于遠期工程（20萬m3/d）。PLC1.1~1.6安裝在室外。遠期監控畫面也一并完成并預留好接口。
PLC3 、PLC3.1~3.30、3.31：負責濾池的設備自控和數據采集。其中 PLC3.1~3.10用于近期一期工程；PLC3.11~3.20用于近期二期工。PLC3.21~3.30用于遠期工程； PLC3.31公用。PLC3為濾池總控PLC負責協調所有的濾池的過濾和反沖洗。
PLC4、PLC4.1~4.14：負責送水泵房、10KV變電站等部分的設備自控和數據采集。
PLC5：負責污泥脫水間、儲泥池的設備自控和數據采集。
同時用戶要求控制系統應在嚴格的工業環境下長期、穩定地運行。系統組件的設計應符合真正的工業等級，滿足國內、國際的安全標準。并且易配置、易接線、易維護、隔離性好，結構堅固，抗腐蝕，適應較寬的溫度變化范圍。系統應具備良好的電磁兼容性。能夠承受工業環境的嚴格要求，平均無故障間隔時間(MTBF)不小于10萬小時。系統具有良好的擴展性和兼容性，在交貨時，應是目前世界上先進的主流產品，當更新的、更先進的產品出現時，應和目前的產品保持一致性、兼容性、成套性。
這部分系統GE 智能平臺向用戶推薦了PACSystem RX3i及其同系列I/O、觸摸屏等硬件產品。GE 智能平臺的PAC3i控制系統具有以下的應用優點：標配Intel Pentium III 300或1000MHz CPU處理器，CPU內部集成10M或64M用戶內存,應用標準的工業PCI總線標準，使用12或16槽PCI機架，底板速度提高到32M,I/O模塊真正支持熱插拔使用。使用PCI總線底板來支持高速PCI數據傳輸率，支持標準底板使第三方可以方便的開發I/O、通信、動作控制、可視和其它模塊。PAC3i控制系統提供了豐富的I/O接口模塊（包括智能型I/O接口模塊和非智能型I/O接口模塊）,適合于從簡單到復雜的應用。此外系統還提供了多種網絡通訊模塊。
為了滿足系統與第三方通訊的需要，系統中提供了IC695PBM300通訊模塊和IC695ETM001通訊模塊，分別來滿足Profibus DP和MODBUS TCP/IP通訊。
實施結果
大連三道溝水廠的全廠控制系統目前正在實施過程中。由于GE 智能平臺的PAC3i 高性能、先進控制系統的易集成，編寫程序靈活等特點，使集成商的工作速度大大加快，將保證系統的投產時間。大連三道溝水廠的計劃2011年9月份，部分系統開始運行，向大連市供水。屆時系統安全、穩定的運行，將會給用戶帶來更大的收益，并為今后的同類項目，提供了寶貴的經驗。同時GE IP將以其先進的技術，卓越的知名度，良好的口碑為水行業提供更快、更強、更安全的控制系統和完整的解決方案，不斷促進水行業控制水平提高。
