2 控制系统总体方案的设计
2.1系统分析
2.1.1V型滤池工艺过程
V型滤池是一种粗滤料滤池的一种形式，因两侧（或一侧也可）进水槽设计成V字形而得名。其主要特点是：（1）可采用较粗滤料较厚滤层以增加过滤周期。（2）气、水反冲再加始终存在的横向表面扫洗，冲洗效果好，冲洗水量大大减少。V型滤池由法国德意满公司在七十年代发展起来的，，70年代已在欧洲大陆广泛使用，80年代后期，我国南京、西安、重庆等地开始引进使用，90年代以来，我国新建的大、中型净水厂差不多都采用了V 型滤池这种滤水工艺，特别是广东省新建的净水厂几乎都采用了V型滤池。
水厂生产的基本工艺可分为加药、反应、沉淀、过滤、消毒、储存、送水等几个相关过程。其中过滤过程又可分为正常过滤和滤池反冲洗两个子过程，这两个子过程交替运行，相互之间间隔一定时间（24H）。工艺流程如图2.1所示
图2.1滤池工艺过程简图
2.1.2V型滤池的工艺结构及其控制原理
滤池的工作状况包括正常恒水位过滤和反冲洗控制两种。所谓的滤池正常过滤过程就是通过滤料层将待滤水去除杂质颗粒、细菌的过程，其主要目的是使滤后水的浑浊度达到国家饮用水的卫生标准。而滤池的反冲洗，就是先后运行气洗、水洗两种清洗方式去除滤料层中的杂质，是滤池自净的工艺措施。现将滤池的基本工艺简图绘制如图2.2所示
图2.2滤池工艺结构简图
恒水位过滤控制和自动反冲洗控制工作原理：
(1)滤池正常过滤的工作程序
依据水池中水位的变化调节出水阀的开启度来实现等速的恒水位过滤。系统接收到水位计的水位信号，当水位信号高于设定的恒水位时，开大出水阀，调节阀门的开启度；当水位信号低于设定的恒水位时，关小出水阀，调节阀门的开启度；当水位信号等于恒水位时，保持出水阀开启度。
图
2.3
前馈或输出补偿
开度可调的清水出水阀
图2.3恒水位过滤控制框图
滤池水位的控制是一个典型的PID 闭环控制系统，控制过程是:具有参数可调的PID 方程根据设定值和过程变量输入之间的误差，经运算后把输出信号传送给输出附加处理程序，再输出给控制阀，对整个过程进行控制。即实际水位比设定水位的值大得越多，输出的开度就越大。开度增加的数值是由一定累积时间内水位上升的速度及实际水位和设定水位的差共同决定的。反应为进水流速越快，清水出水阀开度越大，。PID 方程计算的目标是把
受控的过程变量保持在设定值，附加值可作为补偿添加到输出控制中。输出附加处理程序是把PID方程的运算按一定的规律输出给清水阀。其控制方框图如图
(2)滤池反冲洗控制的工作程序
当系统接受到手动强制冲洗信号、水头损失信号、定时冲洗信号中的任一个指令时，进行单格滤池反冲洗。首先关闭进水阀，滤池内部的存留水经出水阀继续过滤排除，当水位降至设定的反冲水位时（0.35m），关闭出水阀并打开排污阀，排污阀的信号到位后打开反冲气阀，启动风机进行气冲6min，然后关闭鼓风机，关闭反冲气阀。打开反冲水阀，开启反冲水泵，水洗6min，完成后关闭反冲水阀、停水泵，关闭排污阀、开启进水阀接受待滤水。当水位升到接近过滤恒水位时，滤池反冲洗正式结束，系统转入正常的过滤程序
2.1.3滤池的控制系统组成及控制要求
V型滤池控制系统一般由受控设备、电气执行机构、PLC控制器组成。其中受控设备可以分为两部分：滤池阀门和反冲洗系统。常见滤池都有六个阀门。
进水阀：控制水流入滤池集水渠的阀门。
清水阀：控制滤后水流出滤池进入清水管的阀门。
排水阀：在集水渠另一端，用于将反冲洗的污水排出的阀门。
气冲阀：反冲洗时允许气流对滤层进行冲洗的阀门。
排气阀：反冲后排出残留在气冲管道中的气体，防止其进入滤层影响过滤。
水冲阀：反冲洗时允许清水对滤层进行冲洗的阀门。
反冲洗系统一般包括：
鼓风机：用于产生强劲气流对滤层进行冲洗的阀门。
反冲水泵：用于抽取清水对滤层进行反冲洗。
电气执行机构负责控制的具体实施，它从控制器接收控制命令，然后相关的继电器接点闭合或断开，电路导通，设备获得动力继而进行动作。如果控制器故障，操作人员也可以通过电气执行机构的控制面板，对设备进行手动操作。
PLC：可编程控制器是实现自动控制的关键，所有自动控制的内容都由控制器编程实现，滤池的控制与其它陈建略有不同，它的设备较多且重复，每个滤池的控制内容都是相同的。为了降低控制器故障的风险性，可以采取集中、单独控制器共同工作的方式，这是滤池控制系统发展的一种趋势。
滤池控制系统的控制任务就是控制过滤、反冲洗和两者交替，目的就是保障过滤后水的浓度符合要求。过滤时要求维持一定的滤速。
本设计水厂滤池部分由8个V型滤池组成，每个滤池尺寸为6m×6m×6m,滤料采用单层1.4m加厚均粒石英砂滤料。设计滤速为9m/h，气冲强度为15.3L/s·㎡，水冲强度3.8L/s·㎡。每格滤池设置一个现场PLC，主要功能是完成滤池的自动反冲洗和恒水位过滤控制。在正常的过滤条件下，生产工艺要求将水位的波动限制在400±2㎝的范围内实现等速恒水位过滤。当滤池的运行满足了反冲洗的条件（运行周期到、水头信号或强冲信号），需要进行反冲洗，以去除滤料层的杂质。按要求，每次只有一格滤池反冲洗，当多格滤池同时要求反冲洗时，系统自动按照先进先出
的原则排队进行。
滤池正常过滤时，为实现恒水位过滤，设计以出水流量为控制参数的滤池液位PID控制系统。
在中控室设置主控PLC，其主要的功能是负责和现场的PLC 通信，收集反冲洗水泵、鼓风机等反冲洗设备信号，协调各格滤池的反冲洗。
2.2系统总体方案设计
2.2.1滤池自控方案
根据本滤池的结构，考虑到自动控制方式的先进性，稳定性，可靠性和连续不停运行的特点，提出如下自控方案：
(1)在每个滤池上，各配置一台PLC，分别控制这个滤格在正常过
滤状态下和反冲洗状态下的运行。
(2)给每个滤池的PLC编制运行程序
(3)整个滤池控制系统配一台主控PLC，负责和各个现场PLC的通
信，协调各格滤池的反冲洗，使每个滤池的反冲洗能按照反冲洗的时间，或水头损失的大小自动和稳定的运行
(4)每个滤池的反冲洗，均可在两种状态下进行：①自动反冲洗②
半自动反冲洗。其中半自动反冲洗为强制反冲洗，即用户可以在任何时候进行反冲洗。
(5)各滤格的PLC运行均由一台主控PLC控制。主PLC和各部分
PLC既联系又独立，在正常运行时，他们各司其职，统一运行。
如果一旦主PLC发生故障，并不会影响到各格滤池的正常运行。同时，还能把滤池的各信号，如滤池后水流量、浊度以及滤池的各个工作状态，运行时间等，在联网后，传送到中央控
制室。
(6)滤池的控制操作和数据显示：使用一台PC机作为上位机，配
有专为用户开发的监控软件。
(7)采用西门子公司的PLC系列产品，以保证滤池运行的稳定和可
靠。滤池自控系统构成一个独立的PLC控制系统，包括主控部分、现场分控部分。主控部分由一台主控PLC，一台主控上位机组成，主控PLC负责和现场PLC的通信和气水反冲洗的协调控制，上位机用于实现人机对话：每个现场PLC负责管理每个滤池恒水位运行和自动反冲洗。
整个滤池的运行可以在以下三种方式下工作：(1)半自动控制(2)PLC自动控制(3)上位机远程控制。其拓扑网络如2.4 所示
图2.4滤池自控网络拓扑图
2.2.2 PID控制算法的基本原理
PID(Proportional Integral Differential)控制算法就是经典的闭环控制，它是连续系统中技术最成熟、应用最广泛的调节方式。PID调节的实质就是根据输入的偏差值，按比例、积分、微分的函数关系进行运算，其运算结果用以输出控制。在模拟系统中，控制器最常用的控制规律就是PID控制，在工业生产控制过程中，模拟量的PID（比例、积分、微分）调节是常见的一种控制方式，这是由于PID调节不需要求出控制系统的数学模型，对于这一类系统，使用PID控制可以取得比较令人满意的效果，同时PID调节器又具有典型的结构，可以根据被控对象的具体情况，采用各种PID的变种，又具有较强的灵活性和适用性。
PLC作为一种新型的工业控制装置，在科研、生产、社会生活的诸多领域得到了越来越广泛的应用。大型的可编程控制器配置过程控制模块可同时对几十路模拟量进行闭环控制，单造价昂贵。一般中小型PLC控制系统只对一路或几路模拟量进行闭环控制。硬件上只需配备A/D及D/A转换模块，软件可购买厂家提供的PID编程功能模块。常规PID控制系统原理框图如图2.5所示，系统由模拟PID和被控对象组成。
图2.5模拟PID系统原理框图
滤池恒水位控制技术的发展非常迅速，从模拟PID、数字PID 到最优控制、自适应控制、再发展到智能控制，每一步都使控制的性能得到改善。在现有的滤池控制系统方案中，PID控制应用最多，也最具有代表性。在PID控制算法中，存在着比例、积分、微分三种控制作用。
(1)比例控制作用：
比例控制即成比例地反应控制系统的偏差信号E(t),系统误差一旦产生，控制器立即就有控制作用，便被PID控制的对象朝着减小误差的方向变化，控制作用的强弱取决于比例系数Kp。缺点是对于具有自平衡能力的被控对象存在静差。加大Kp可减少静差，但Kp过大，会导致系统超调增大，使系统的动态性变坏。(2)积分控制作用
能对误差进行记忆并积分，有利于消除系统的静差。不足之处在于积分作用具有滞后特性，积分作用太强会使被控对象的动态品质变坏，以至于导致闭环系统的不稳定。
(3)微分控制作用
通过对误差进行微分，能感觉出误差的变化趋势。增大微分控制在作用可加快系统响应，使超调减小。缺点是对干扰同样敏感，是系统对干扰的抑制能力降低。根据被控对象的不同，适当地调整PID参数可以获得比较满意的控制效果。因为其算法简单，参数调整方便，并且有一定的控制精度，因此它成为当前最为普遍采用的控制算法。
PID控制器是一种线性控制器，它根据给定值R(t)与实际输出值C(t)构成控制偏差：
E(t)=R(t)
﹣C(t)
（2.1） 将偏差的比例、积分、微分通过组合构成控制量对被控对象进行控制，其控制规律为：
])()(1)([)(0?++=t dt
t TddE dt t E Ti t E Kp t U （2.2） 上式中：Kp 是控制器的比例系数 Ti
1是控制器积分时间常数 Td 是控制微分时间常数
E(t)是系统设定值和被控量之差
U(t)是控制器输出
上式为模拟量表达式，而PLC 程序只能处理离散数字量，因此，必须将连续形式的微分方程化成离散形式的差分方程。令 )()(kt U t U ≈ )()(kt E t E ≈
?∑=≈t k
o i jt E dtT t E 0)()( T
t k E kt E dt t dE )1()()(--≈ （2.3） 由此可得位置式数字PID 算法：
∑=--++=k
i k E k E Kd j E Ki k KpE k U 0)]1()([)()()( （2.4）
式中：T 为采样周期，Kp 为比例增益系数，Ki=KpT/Ti 称为积分系数，Kd=KpTd/T 称为微分系数，U(K)是E(KT)的简写。
位置式算法对偏差进行累加，然后给出执行机构的位置控制量。使用位置式PID 数字控制器会造成PID 运算的积分积累，引起系统超调，这在生产过程中是不允许的。
不难得到：
[]
∑-=---++-=-1
0)2()1()()1()1(K j d i p K E K E K j E K K E K K U （2.5）
将式（）与式（）相减即可得到增量控制算法：
)1()()(--=?K U K U K U
()())2()1(2)(-+-+-++=K E K K E K K K E K K K d d p d i p
（2.6）
增量式PID 控制算法是对偏差增量进行处理，然后输出控制量的增量，即执行机构位置的增量，增量式PID 数字控制器不会出现饱和，而且当计算机故障时能保持前一个采样时刻的输出值，保持系统稳定，因此增量式算法比位置式算法得到更广泛的应用。
2..2.3现场滤池控制器
滤池控制器首先控制滤池的液位，把液位大致稳定在一个范围内，达到维持相对稳定的滤速的目的。一般的液位控制是由调节阀来完成的，以来自液位计的液位信号作为反馈信息，
PLC作为控制器，调节阀作为执行器形成一个典型的闭环控制系统，如图2.6所示。一般PLC都可以实现PID功能。液位控制时，把液位计测定值与设定值比较，使用比例或比例积分环节进行计算，结果作为阀位给定值送至调节阀的比例执行器，由其完成阀门的动作。这种控制实现简单，效果很好，可以十分精确的控制液位。
图2.6滤池液位控制图
但是在净水厂滤池中，对液位的精度要求不高，无需将液位稳定在一指定高度，只要保持在一个较宽松的范围内即可。此时，可以用开关阀替代调节阀来调节液位，降低投资成本。
开关阀的液位控制仍然适用闭环反馈的基本原理，但具体情况与调节阀的有很大不同。开关阀的驱动信号有两个，一个开阀，一个关阀，两者都是开关量，只要持续为ON，阀门就会持续动作，直到全开或全关，不会始终保持在一个位置上；而调节阀是由一个模拟量的开度信号驱动的，阀门随着该信号的变化而动作，若信号不变，阀门位置不变。所以，可以对调节阀进行控制的PID 计算结果，对开关阀无效。通过PLC计算得出阀门位置的机制也就不再适用，需要重新设计。
最简单的办法是采用双位调节，即液位高于设定时，关闭阀门:低于设定时，打开阀门。此方法非常容易实现，但缺点也非常
突出:它的动作非常频繁。系统中的运动部件，如阀杆、阀芯和阀座等会经常摩擦，很容易损坏。这一点在实际工程中非常重要，许多场合都必须刻意避免阀门频繁动作。所以，该方法不能直接使用。
双位调节可以看作是一个极端的比例系数很大的比例控制，对任何一个偏差，不论大小，都会产生饱和满载的输出。根据比例环节比例系数对过渡过程的影响(图2.7所示)，当比例系数增大时，会产生如下变化:
(1)振荡倾向加强，稳定程度下降;
(2)工作频率提高，工作周期缩短。
这就是双位调节导致阀门频繁开关的原因。如果减小这个所谓的比例系数，就可以减小阀门动作频率，并增强系统稳定性。
下面谈谈如何实现。实际上开关阀的开与关不是瞬时完成的，而是有一个动作时间。如果对这个动作时间作出限制，就可以对阀门开度进行控制。这首先要求电气执行机构的改变。一般的开关阀，执行机构是由连锁的，只要动作信号一给出，不管是否保持，阀门都要持续动作到底(关死或开足)，不会中途停止。也就是说，阀门每次的动作时间都是相同的，不可更改。所以，要控制动作时间，在执行机构中就不能有连锁。这样一来，PLC就可以通过控制动作信号的持续时间，控制阀门的动作时间了。
然而，仅仅缩短一次性动作时间仍然不能实现稳定控制。液位的滞后性较强，PLC在检测到其改变(由低于设定变为高于设定，或反之)前，会不断发出阀门动作信号，直至动作到底。情况跟先前并没什么不同，只是由一次动作变为多次动作了，频繁性没有得到根本的改变。单纯的比例控制在对付滞后系统时确实很困难。参考常被应用在较强的滞后系统中的采样
系统方案介绍 1概述 本工程是神华乌海能源公司西来峰工业园区供水工程，系统由配水泵站、调节池、调节泵站、水旋池、澄清池、排泥泵站、投药间、加压泵站等主要设备及工艺系统组成。 1.1工程主要原始资料 1室外环境温度：多年平均气温9.6℃ 极端最高气温(历年极端最高气温) 40.2℃ 极端最低气温(历年极端最低气温) -32.6℃ 2海拔高度：1124.35m 3安装现场地震列度：VIII度 4 室内环境湿度：最高100％，最低10％ 5污秽等级：III级（按Ⅳ设计） 2 规范和标准 应遵循的主要现行标准，但不仅限于下列标准的要求： NDGJ16-89 火力发电厂热工自动化设计技术规定 CECS81：96 工业计算机监控系统抗干扰技术规范 1998.09.30 火力发电厂热工仪表及控制装置技术监督规定 GB 11920-98 电站电气部分集中控制装置通用技术条件 GB 4720-84 低压电器控设备 JB 616-84 电力系统二次电路用屏（台）通用技术条件
TEC 144 低压开关和控制设备的外壳防护等级ANSI 488 可编程仪器的数字接口 ISA --55.2 过程运算的二进制逻辑图 ISA --55.3 过程操作的二进制逻辑图 ISA --55.4 仪表回路图 NEMA --ICS4 工业控制设备及系统的端子板 NEMA --ICS6 工业控制设备及系统的外壳 DL 5028 电力工程制图标准 TCP/IP 网络通讯协议 IEEE802 局域网标准 05X101-2 地下通信线敷设 HG/T20509-2000 仪表供电设计规范 HG/T29507-2000 自动化仪表选型规定 HG/T20513-2000 仪表系统接地 HG/T 20508-2000 控制室设计规定 HG/T 20700-2000 可编程控制系统工程设计规定 GB50217-1994 电力工程电缆设计规定 HG/T20505-2000 过程测量和控制功能标志及图形符号 GB／T 50314—2000 智能建筑设计标准 DB32/191-1998 建筑智能化系统工程设计标准 CECS/119-2000 城市住宅建筑综合布线系统工程设计规范GB/T50311-2000 建筑与建筑群综合面线系统工程设计规范
2 控制系统总体方案的设计 2.1系统分析 2.1.1V型滤池工艺过程 V型滤池是一种粗滤料滤池的一种形式，因两侧（或一侧也可）进水槽设计成V字形而得名。其主要特点是：（1）可采用较粗滤料较厚滤层以增加过滤周期。（2）气、水反冲再加始终存在的横向表面扫洗，冲洗效果好，冲洗水量大大减少。V型滤池由法国德意满公司在七十年代发展起来的，，70年代已在欧洲大陆广泛使用，80年代后期，我国、、等地开始引进使用，90年代以来，我国新建的大、中型净水厂差不多都采用了V型滤池这种滤水工艺，特别是省新建的净水厂几乎都采用了V型滤池。 水厂生产的基本工艺可分为加药、反应、沉淀、过滤、消毒、储存、送水等几个相关过程。其中过滤过程又可分为正常过滤和滤池反冲洗两个子过程，这两个子过程交替运行，相互之间间隔一定时间（24H）。工艺流程如图2.1所示
图2.1滤池工艺过程简图 2.1.2V型滤池的工艺结构及其控制原理 滤池的工作状况包括正常恒水位过滤和反冲洗控制两种。所谓的滤池正常过滤过程就是通过滤料层将待滤水去除杂质颗粒、细菌的过程，其主要目的是使滤后水的浑浊度达到国家饮用水的卫生标准。而滤池的反冲洗，就是先后运行气洗、水洗两种清洗方式去除滤料层中的杂质，是滤池自净的工艺措施。现将滤池的基本工艺简图绘制如图2.2所示
图2.2滤池工艺结构简图 恒水位过滤控制和自动反冲洗控制工作原理： (1)滤池正常过滤的工作程序 依据水池中水位的变化调节出水阀的开启度来实现等速的恒水位过滤。系统接收到水位计的水位信号，当水位信号高于设定的恒水位时，开大出水阀，调节阀门的开启度；当水位信号低于设定的恒水位时，关小出水阀，调节阀门的开启度；当水位信号等于恒水位时，保持出水阀开启度。 图2.3
自动控制系统在自来水厂地应用 摘要：通过对自来水厂自控系统应用地介绍,说明了可编程控制器 PLC在工控中地重要地位.关键词：自控系统；PLC；自来水厂 1．系统网络结构 该方案采用光纤以太网组成, 以太网地速度可达到100Mb/ s.控制中心两台监控计算机通过以太网交换机与各PLC工作站相连接, 两台监控计算机互为冗余,按无人值班<少人值守）运行方式设计.网络上地各部分设备中任一部分不工作或故障,不影响系统其它部分地运行.b5E2RGbCAP 该方案由主控级(控制中心>和PLC1 、PLC2 、PLC3 、PLC4 、PLC5 、PLC6现地控制单元组成,主控级设有二台冗余工作地主机操作员工作站,作为控制中枢,非运行期间作为培训等.主控级除完成对被控对象地监视控制外,还具有与Internet通信及其他外部系统通信并留有与办公自动化联机接口,是整个监控系统地控制核心.现地单元级设6套现地测控单元LCU,直接面向生产过程,负责对现场数据地采集和处理,能够独立或按主控级地命令完成对所有被控对象地监视和控制.每台PLC柜上均配有触摸屏.主控级监控计算机之间以及与现地单元级各控制单元均可采用TCP／IP 以太网联接,采用以太网直接联接,传输速率高,安全稳定性好.系统网络拓扑见下图.p1EanqFDPw
PLC采用西门子S7-300系列产品,监控计算机在Windows xp 下使用Ifix 作为监控软件.两台监控计算机安装完全相同地系统软件和应用软件.由于两台监控计算机均同时与以太网相连, 因此它们可同时从PLC 得到相同地信号, 但是向PLC 发送命令及打印机地控制是互锁地.DXDiTa9E3d 2. 各分站描述 2.1 取水泵站PLC1 (1> 主要检测参数 原水PH 值、流量、温度、浊度。原水进水阀开度、原水进水阀超限位报警、原水进水阀限位开关、原水进水阀故障报警.RTCrpUDGiT (2> 主要控制功能 原水泵控制。接受并执行来自监控计算机地正确指令和参数设置。将原水泵及吸水井地运行状态及参数传送至监控计算机.5PCzVD7HxA 2.2 加药加氯PLC2 (1> 主要检测参数
自来水厂供电系统设计方案 一、课程设计的目的与任务 供电系统与电气控制是自动化专业的专业课，具有很强的实践性和工程背景，供电系统与电气控制课程设计的目的在于培养学生综合运用供电系统与电气控制的知识和理论分析和解决供电系统设计问题，使学生建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规和方法，提高学生调查研究、查阅文献及正确使用技术资料、标准、手册等工具书的能力，理解分析、制定设计方案的能力，设计计算和绘图能力，实验研究及系统调试能力，编写设计说明书的能力。 二、原始资料 （1） 自来水厂用电设备一览表（附表2） （2） 自来水厂平面布置图（附图5） （3） 自来水厂机修车间平面布置图（附图6） （4） 该厂年最大有功负荷利用小时数 T max =8000小时 （5） 该厂一、二泵房为二级负荷，机修及办公室为三级负荷。 （6） 电源条件： 距该厂8公里处，有一地区变电所，地区变电所可分别从两段35kV 母线上各提供一回电源，这两段母线的短路容量皆为： MVA sd P 350)3( （7） 气象及其他有关资料 a) 要求车间变电所低压侧的功率因数为0.85。高压侧功率因数为0.95。 b) 年平均温度及最高温度 最热月平均最高温度 年平均温度 最热月土壤平均温度 35℃ 18℃ 30℃
三、设计要求容： （1） 计算自来水厂、机修车间的总计算负荷。并确定为提高功率因数所需的补 偿容量。 （2） 选择该自来水厂总降压变电所、机修车间变电所的变压器台数及额定容 量。 （3） 选择和确定自来水厂高压供电系统（包括供电电压，总降压变电所一次接 线图，场高压电力网接线）。 （4） 选择高压电力网导线型号及截面。 （5） 选择和校验总降压变电所的一次电气设备。 （6） 拟定机修车间供电系统一次接线图（包括车间变电所一次接线及车间低压 电力网接线）。 （7） 选择机修车间的低压电力网的导线型号及截面。 （8） 选择和校验机修车间供电系统的一次电气设备（包括各支线上的开关及 熔丝）。 四、负荷计算 地区变点所 U p =35KV 总降压变电所 U e =10KV 去自来 水厂 自来 图二 课题（2）电力系统结构图
现代自来水厂自动化控制系统 1 水厂制水工艺流程 （1）取水：通过多台大型离心泵将江、河、地表等处的水抽入净水厂。（2）药剂的制备与投加：按工艺要求制备合适的混凝剂，并投入混凝剂及氯气，达到混凝和消毒的目的。 （3）混凝：包括混合与絮凝，即源水投入混凝剂后进行反应，并排出反应后沉淀的污泥。 （4）平流沉淀：与混凝剂反应后的水低速流过平流沉淀池，以便悬浮颗粒沉淀，并排出沉淀的污泥。 （5）过滤沉淀：水通过颗粒介质（石英砂）以去除其中悬浮杂质使水澄清，并定时反冲洗石英砂。 （6）送水：多台大型离心泵将自来水以一定的压力和流量送入供水管网。 2 水厂自控系统组成 主要包括：取水泵房自动控制系统、送水泵房自动控制系统、加矾自动控制系统、加氯自动控制系统、格栅配水池控制系统、反应沉淀池
控制系统、滤池气水反冲洗控制系统、配电控制系统、水厂中央控制室自动化调度系统。自控系统多采用PLC＋IPC的集散控制系统(DCS)模式。 （1）中央控制室站点：对整个系统进行监控和调度，同时留有四遥（遥测、遥信、遥调、遥控）系统接口，与上层管理系统进行通讯。 （2）配电室控制站点：对高压及低压配电系统进行监控。 （3）取水泵房控制站点：取水泵、真空泵、潜污泵及轴流风机等进行监控。 （4）送水泵房控制站点：对送水泵、潜污泵等进行监控。 （5）格栅配水池控制站点：对快开排泥阀、格栅液位、格栅除污机、螺旋输送机等进行监控。 （6）反应沉淀池控制站点：对快开排泥阀、刮泥机进行监控。 （7）滤池公共部分控制站点：对反冲洗公共部分（反冲洗泵、鼓风机、干燥机及相关阀门）进行监控。 （8）滤池控制站点：根据单格滤池数量进行配置，每格滤池一个，对单个滤池设备进行监控。 （9）加矾控制站点：对加矾、自动配矾系统进行监控。 （10）加氯控制站点：对加氯系统进行监控。 在实际工程当中，当控制站点较近时，可以将某些站点合在一起，根据功能及控制规模大小，有些站点可以设为从站或远程站点。例如长沙榔梨水厂自控系统中，根据实际情况，按照功能分为5 大块：即取水泵房控制系统，加矾、加氯和格栅配水控制系统，滤池及反冲洗设备控制系统，送水泵及设备控制系统，中央控制室等。
现代自来水厂自动化控制系统的应用分析 发表时间：2019-05-05T14:47:57.873Z 来源：《基层建设》2019年第5期作者：郭智雄[导读] 摘要：随着我国城市化进程的不断加快，城市人口对最资源的需求也越来越高，而且自来水工程在我国农村也得到了大范围的普及，因此对自来水厂的供水质量就提出了越来越高的要求，必须使用更先进的供水技术才能满足人们对水的需求，自动化控制系统在这样的背景下应运而生。 西安水务（集团）有限责任公司 710061 摘要：随着我国城市化进程的不断加快，城市人口对最资源的需求也越来越高，而且自来水工程在我国农村也得到了大范围的普及，因此对自来水厂的供水质量就提出了越来越高的要求，必须使用更先进的供水技术才能满足人们对水的需求，自动化控制系统在这样的背景下应运而生。本文首先介绍了自动化的控制系统的发展和构成，随后分析了现代自来水厂自动化控制系统的应用。 关键词：自来水厂；自动化控制系统；应用前言 水质自动监测、自动处理、自动调节供水流量等都是自来水厂自动化控制的内容，通过这项技术能够版主自来水厂提高供水质量和效率，并能够采取最优方式改善水环境，同时由于是自动化控制，因此人为因素造成的影响非常小，明显提高了自来水厂的工作准确性。通过以上分析可以得知，自动化控制系统对自来水厂非常重要，必须对这种技术进行深入研究，从而更好的让这套系统在自来水厂中进行应用。 一、现代自来水厂自动化控制系统概述 （一）发展历程 自动控制系统在自来水厂共经历三个发挥阶段，第一个阶段为分散控制，这个阶段的自动化控制和自来水厂的各部分构成不产生任何影响，同时各个构成部分之间也都相对都相对独立，无法为对方造成影响。第二个阶段为综合自动化，在这个阶段中自来水水厂的既可以形成互相影响的工作模式，又可以像分散控制阶段一样相对独立，同时这个阶段安全性和可靠性也比较高[1]。第三个阶段为自动化控制，在这个阶段不仅一个自来水厂内部可以实现综合化管理，更可以让一片区域内的所有自来水厂通过资源共享来实现综合管理，极大提升了区域内的供水效率。我国目前只有经济发达地区的大型自来水厂在使用自动化控制，对于经济较为落后的地区来讲，分撒控制和综合自动化的应用比较普遍。 （二）自动化控制系统的构成逻辑控制系统和计算机是自来水厂自动化控制的重要组成部分，其中逻辑控制系统指的自动采集数据、自动监测水质、自动集散等。如果我们仔细对自动化系统进行分析会发现，如果使用数据采集与监视控制系统来执行自来水厂的自动化控制，虽然可以是实现区域内自来水厂之间的便捷通信和资源共享，但是这种系统的时效性却比较差，会导致区域内自拉力水的自动化控制力度被削弱。和数据采集与监视控制系统相比，集散控制系统在保证区域内自来水厂零号通信基础上其时效性也比较高，但是集散控制系统也有工作量大的缺陷，为后期的系统维护以及自来设备的检修提供了不小的难度。因此进过不断的努力，计算机和逻辑控制系统的组合被应用到了自来水厂的自动化控制中，这样区域内的自来水厂在各自独立的同时也可以在系统的控制下进行统一管理，而且逻辑控制系统可以让区域内的自来水厂时间便捷通信和资源共享，同时其时效性也比较优秀，最重要的是这套系统的运行和维护都比较简单，在后期进行维护和检修时不需要投入太大的精力，因此计算机和逻辑控制系统的组合得到了广泛应用。 二、现代自来水厂自动化控制系统的应用 自动化控制系统控制过程可分成闭环控制系统和开环控制系统。前者又叫做反馈控制系统，也就是通过输出量和期望值之间的差距来实施控制，后者又叫做顺序控制系统，由检测元件、执行机构以及被控对象所构成，广泛应用于化工、机械等领域。从给定信号上来看，自动化控制系统又可分为程序控制系统、随动控制系统和恒值控制系统。自动化控制系统应用范围也从机械和化工等领域扩展到了医学、生态学等领域，不仅对整体社会的发展具有极大推动作用，而且对于社会组织机构以及个人均有一定影响。 （一）管理和控制系统的集成自来水厂自动控制系统集成了水位、流量、水质、压力、温度等水环境数据的自动监测，以及包括水中溶解氧、导电率PH值等信息的自动采集，通过在自动化控制，自来水厂的信息化水平得到了明显提升，并且极大提升了水厂的管理效率和人们的用水需求。经过研究发现，在对水环境实施的管理中，自动化系统主要分为了设备管理、控制管理以及综合管理三部分，设备管理主要针对的是用于自动化系统的各种设备，控制管理指的是对水做出的沉淀、过滤、供应等处理，综合管理是在协调以上两种管理内容的一种方式。可以得知，自动化控制系统覆盖了自来水厂的各个发面，各个部分集成在一起有序的运行，使整个自来水厂成为了一个整体。 （二）逻辑控制系统的应用利用逻辑控制系统可对自动控制进行标准化编程，这样系统的兼容性也会更好，这套系统共有运动控制功能模块、扩展功能模块等六个功能模块，而每个功能模块都有其特定的控制程序，自来水厂的工作人员只需要对每个不同的功能模块下达控制指令就可以完成对系统的控制[2]。另外在目前的工业领域中，对DH+网络的使用非常广泛，这种网络能够自动查询系统存在的各种故障，进而采取相应措施消除故障，因此在目前很多使用了自动化控制系统自来水厂都使用了DH+网络。使用了自动化控制系统的自来水厂，其所有设备产生的数据都可以利用逻辑控制系统进行控制，同时还在逻辑控制系统中引入了人机结构，这样自动化控制系统的可靠性得到极大提升。自动化控制系统运用于自来水厂中，可以有效提高节能降耗效率，所以自来水厂应非常重视自动化控制系统的应用与推广。利用自动化控制系统可实现对自来水厂制水工艺中取水、制备加药、沉淀排泥和送水各个环节中电能、药剂量、水量等的控制，减少能耗，提高工作效率，改善自来水厂的运营管理水平，提高水质。 结束语 综上所述，我国的经济建设正在快速进步，城市人口数量在逐渐增加，同时随着农村发展水平的不断提高，我国的自来水厂供水压力也在不断增加，在这样的背景下的自来水厂必须采取更有效的有段才能满足人们不断增长的用水需求。本文从自来水厂自动控制系统的发展和具体构成出发，对其集成和逻辑控制系统应用做了分析，希望我国的自来能够深化对这套系统的应用，并积极创新技术，从而为供水工作提供有力保障。
徐圩水厂自控系统建设方案 刘朋
目录 1.徐圩水厂自控系统的构成 (1) 1.1自控系统结构与目标 (2) 1.2控制方式 (2) 2.中控室 (3) 2.1运行监视 (3) 2.2运行控制 (3) 2.3数据管理 (3) 2.4报警处理 (3) 2.5报表及打印 (4) 2.6 Web数据服务 (4) 3.各子站控制 (4) 3.1原水泵房控制站 (4) 3.2 高效澄清池控制站 (5) 3.3 翻板滤池控制站 (5) 3.4 加药加氯间控制站 (7) 3.5 臭氧活性炭间控制站 (7) 3.6 送水泵房控制站 (8) 3.7 污泥脱水间控制站 (8) 1.徐圩水厂自控系统的构成 徐圩水厂自控系统网络拓扑结构采用光纤以太环网结构，在这种网络结构下，每个子站都可以通过两条不同的通道与中控室进行通讯，即使网络中的一处光纤受到损伤，也不会影响中控室与主站之间的通讯。
徐圩水厂自控网络拓扑图 1.1自控系统结构与目标 徐圩水厂自控系统按照分散控制，集中管理的原则配置，全厂拥有一处中控室，管理整个生产过程，并且在取水泵站、高效澄清池、加药加氯间、滤池、活性炭处理间、送水泵房和污泥脱水间分别设置有PLC控制站，PLC控制站组成光纤以太环网，各控制站负责处理各站的数据采集和控制任务。 自控系统具有以下功能： 1)在线实时显示各工艺环节的生产数据，并根据工艺的要求对生产 过程中的异常数据进行不同方式的显示及报警提示； 2)实时显示全厂生产过程中各重要设备的运行状态及参数，并对异 常情况进行显示和报警提示； 3)根据进水流量、出水浊度和加药配比值来实现加药系统的自控控 制； 4)采用自动调节实现滤池的恒水位过滤。反冲洗根据滤池水位、滤 层上下差压和阀门开度实现运行、反冲洗到再运行的全过程控制，同时 也可实现在操作画面上进行人工强制反冲洗； 5)系统可根据出水总管压力自动进行水泵的启停与调节。 1.2控制方式
现代自来水厂自动化控制系统的研究与实现 第1 章绪论 水厂自控系统简介 水厂制水工艺流程 各个水厂根据实际情况，其工艺流程千差万别，设备有增有减，但基本的流程相似，如图所示。 图中主要分为以下几个工艺过程： （1）取水：通过多台大型离心泵将江、河、地表等处的水抽入净水厂。 （2）药剂的制备与投加：按工艺要求制备合适的混凝剂，并投入混凝剂及氯气，达到混凝和消毒的目的。 （3）混凝：包括混合与絮凝，即源水投入混凝剂后进行反应，并排出反应后沉淀的污泥。 （4）平流沉淀：与混凝剂反应后的水低速流过平流沉淀池，以便悬浮颗粒沉淀，并排出沉淀的污泥。 （5）过滤沉淀：水通过颗粒介质（石英砂）以去除其中悬浮杂质使水澄清，并定时反冲洗石英砂。 （6）送水：多台大型离心泵将自来水以一定的压力和流量送入供水管网。 水厂自控系统组成 自来水厂的工艺特点是各工艺单元既相对独立，同时各单元之间又存在一定的联系。正因为各工艺单元相对独立，因此通常将整个工艺按控制单元划分，主要包括：取水泵房自动控制系统、送水泵房自动控制系统、加矾自动控制系统、加氯自动控制系统、格栅配水池控制系统、反应沉淀池控制系统、滤池气水反冲洗控制系统、配电控制系统、水厂中央控制室自动化调度系统，这些工艺单元内设备相对集中。根据这些特点，自控系统较多采用PLC＋IPC的集散控制系统(DCS)模式。 采用PLC+IPC 系统的水厂自动化控制设计一般采用多主站加多从站结构，能够较好的满足国内水厂自动化的监控、保护要求。控制点分布在水厂内不同的位置，采用就近控制原则，在设备集中区分别设置不同的PLC 站对该区域设备进行监控，再通过通讯网络，各PLC 站之间进行数据通讯，实现整个水厂的自动化控制。在控制单元内，PLC 站实现对该单元内设备的自动控制。这样的优点是使控制系统更加可靠，当某一控制单元发生故障时不会严重影响其它单元的自动运行，同时由于单元内控制设备、检测仪表就近相连，减少了布线成本。 一般根据土建设计，将水厂自动化控制系统按设备位置情况及功能进行组织，分为如下一些控制站点。 （1）中央控制室站点：对整个系统进行监控和调度，同时留有四遥（遥测、遥信、遥调、遥控）系统接口，与上层管理系统进行通讯。 （2）配电室控制站点：对高压及低压配电系统进行监控。 （3）取水泵房控制站点：取水泵、真空泵、潜污泵及轴流风机等进行监控。
专业资料 徐圩水厂自控系统建设方案 刘朋
目录 1.徐圩水厂自控系统的构成 (2) 1.1自控系统结构与目标 (2) 1.2控制方式 (3) 2.中控室 (3) 2.1运行监视 (3) 2.2运行控制 (3) 2.3数据管理 (4) 2.4报警处理 (4) 2.5报表及打印 (4) 2.6 Web数据服务 (4) 3.各子站控制 (4) 3.1原水泵房控制站 (4) 3.2高效澄清池控制站 (5) 3.3翻板滤池控制站 (6) 3.4加氯加药间控制站 (7) 3.5臭氧活性炭间控制站 (8) 3.6送水泵房控制站 (8) 3.7污泥脱水间控制站 (9)
1.徐圩水厂自控系统的构成 徐圩水厂自控系统网络拓扑结构采用光纤以太环网结构，在这种网络结构 下，每个子站都可以通过两条不同的通道与中控室进行通讯，即使网络中的一处光纤受到损伤，也不会影响中控室与主站之间的通讯。 徐圩水厂自控网络拓扑图 1.1自控系统结构与目标 徐圩水厂自控系统按照分散控制，集中管理的原则配置，全厂拥有一处中控室，管理整个生产过程，并且在取水泵站、高效澄清池、加药加氯间、滤池、活性炭处理间、送水泵房和污泥脱水间分别设置有PLC控制站，PLC控制站组成光纤以太环网，各控制站负责处理各站的数据采集和控制任务。 自控系统具有以下功能： 1）在线实时显示各工艺环节的生产数据，并根据工艺的要求对生产过程中的异常数据进行不同方式的显示及报警提示； 2）实时显示全厂生产过程中各重要设备的运行状态及参数，并对异常情况进行显示和报警提示； 3）根据进水流量、出水浊度和加药配比值来实现加药系统的自控控制； 4）采用自动调节实现滤池的恒水位过滤。反冲洗根据滤池水位、滤层上下差压和阀门开度实现运行、反冲洗到再运行的全过程控制，同时也可实 现在操作画面上进行人工强制反冲洗；
水厂自动化，水厂自动化监控系统方案 一、概述： 为解决农村饮水安全问题，很多地方建立了小型水厂，集中为一些村镇供水。小型水厂自动化与配电是水厂建设中的重要部分，以下对该部分内容做简要介绍。 二、农村集中供水形式： 各地根据自身的水资源及地势情况确定供水形式，主要包括一下几种： 1、直供井供水：每个村镇打一眼或多眼深井，直接通过管网为村镇供水。 2、一眼或多眼水源井取地下水，进入小型水厂，加氯，进入清水池，再通过几套加压泵为 不同村镇供水；有的小型水厂清水池地势较高，可通过自流为不同的村镇供水。 3、一个或多个取水泵站取地表水，进入小型水厂后，经加药加氯等工艺处理进入清水池， 再通过几套加压泵为不同村镇供水；有的小型水厂清水池地势较高，可通过自流为不同的村镇供水。 三、小型水厂自动化解决方案 以第二种供水形式为例介绍水厂自动化系统。多眼水源井取地下水，原水进入小型水厂，加氯，进入清水池，再通过几套加压泵为不同村镇供水。 1、总体方案设计 ◆在水源井井房内安装水源井远程测控终端。 ◆在水厂进水口安装流量监测终端。 ◆在水厂加氯间安装加氯设备远程测控及水质监测终端。 ◆在水厂加压泵房安装加压泵站远程测控终端。 ◆在水厂低压配电室安装配电监测终端。 ◆在水厂值班室安装工控机、计算机、投影仪、打印机等。安装监控系统软件。 ◆流量监测终端、加氯设备远程测控及水质监测终端、加压泵站远程测控终端与值班室工控机之间采用局域网有线通信方式；水源井远程测控终端与值班室工控机之间采用GPRS无线通信方式（支持光纤通信方式）。 ◆未来，水厂需要对各用水单位进行流量监测，采用GPRS无线通信方式。
水厂滤池自动控制系统的改造 [摘要]本文笔者结合某水厂滤池自动控制系统成功改造这一实例，分别从控制系统的基本情况、改造缘由、设计想法、施行流程这几方面入手展开具体地阐述，给我国充分引入并借鉴国外滤池的领先技术并将其运用到具体的技术改造工作中奠 的1台PLC （2 产生相应报警。 1.2公共反冲洗PLC主要功能 （1）通过网络监视和管理所有滤池运行状态。（2）对滤池反冲洗申请进行排队，并控制所有反冲洗资源（风机、水泵等），自动完成所有滤池的反冲洗任务。（3）滤池水质数据的采集和处理。（4）通过网络，使中控监控计算机获取滤池运行
状态和数据，并能遥控滤池的运行。（5）通过网络，向其它PLC站传送生产数据。（如：向投加PLC传送滤后流量、余氯和后加氯压力开关信号，用于加氯自动控制。）2滤池自动控制系统改造原因 滤池自动控制系统在投运之初，具有结构合理，功能较完善，自动化程度高，可靠性较好等优点，为水厂安全供水提供了保障。但是，由于该系统己运行近 块― 行的情况下，一个滤池停止工作，即造成待滤水溢流，产能下降。公共反冲洗PLC 故障，将使所有滤池不能自动反冲洗，只能手工反冲洗，增加了很大的工作量。另外，公共反冲洗PLC故障，还会造成中控室不能监控滤池的运行状态和数据。 综上所述，为消除滤池安全生产的隐患，确保水厂的安全可靠供水，应对滤池自控系统进行升级改造。
3控制系统改造的总体设计思路 3.1改造的总体原则 （1）滤池自动控制系统的结构必须合理，有较高的安全性和可靠性，既能满足滤池自动控制的需要，又要兼顾与未改造PLC站和中控室的组网和数据交换。并要有一定的先进性，待水厂自控系统全面改造后，能融入全厂自控网络中。（2） 系列 池控制台上增加手动控制滤池过滤的功能，使滤池在PLC出现故障时仍能进行过滤工作；③将原来的冲洗第一步排水改为过滤，将滤砂以上70cm的水过滤到清水池； ④与公共反冲洗PLC组成通讯网，代替原来的网络。（2）公共反冲洗的新功能。①实现原有公共反冲洗自动控制及通讯功能；②通过新建的网络监控滤池运行状态； ③原有网络己淘汰，与投加等的数据交换需通过MODBUS网络由二级PLC转发。
. .. . . 徐圩水厂自控系统建设方案 刘朋
目录 1.徐圩水厂自控系统的构成 (2) 1.1自控系统结构与目标 (2) 1.2控制方式 (3) 2.中控室 (3) 2.1运行监视 (3) 2.2运行控制 (3) 2.3数据管理 (4) 2.4报警处理 (4) 2.5报表及打印 (4) 2.6 Web数据服务 (4) 3.各子站控制 (4) 3.1 原水泵房控制站 (4) 3.2 高效澄清池控制站 (5) 3.3 翻板滤池控制站 (6) 3.4 加氯加药间控制站 (7) 3.5 臭氧活性炭间控制站 (8) 3.6 送水泵房控制站 (8) 3.7 污泥脱水间控制站 (8)
1.徐圩水厂自控系统的构成 徐圩水厂自控系统网络拓扑结构采用光纤以太环网结构，在这种网络结构下，每个子站都可以通过两条不同的通道与中控室进行通讯，即使网络中的一处光纤受到损伤，也不会影响中控室与主站之间的通讯。 徐圩水厂自控网络拓扑图 1.1自控系统结构与目标 徐圩水厂自控系统按照分散控制，集中管理的原则配置，全厂拥有一处中控室，管理整个生产过程，并且在取水泵站、高效澄清池、加药加氯间、滤池、活性炭处理间、送水泵房和污泥脱水间分别设置有PLC控制站，PLC控制站组成光纤以太环网，各控制站负责处理各站的数据采集和控制任务。 自控系统具有以下功能： 1)在线实时显示各工艺环节的生产数据，并根据工艺的要求对生产过程中 的异常数据进行不同方式的显示及报警提示； 2)实时显示全厂生产过程中各重要设备的运行状态及参数，并对异常情况 进行显示和报警提示； 3)根据进水流量、出水浊度和加药配比值来实现加药系统的自控控制； 4)采用自动调节实现滤池的恒水位过滤。反冲洗根据滤池水位、滤层上下 差压和阀门开度实现运行、反冲洗到再运行的全过程控制，同时也可实 现在操作画面上进行人工强制反冲洗；
水厂自动化控制系统 一、 适用范围： 该系统适用于供水企业远程控制管理水厂，水厂操作人员可以在水厂控制室远程监测厂内水池水位、进厂流量、出厂流量、出厂压力、水质等信息；远程监测加压泵组、配电设备及其它自动化设备的工作情况；可以远程控制加压泵的启停。水司调度中心工作人员及公司主管领导可以远程监测各水厂的工作情况及水厂操作人员的操作情况。 二、 系统组成： 水厂自动化控制系统是水司生产调度管理系统的一个子系统，主要由水司调度中心、水厂自动化控制中心、通信平台、加压泵组测控终端、配电设备监测终端组成。 三、通信平台
水司调度中心、各水厂、各职能部门之间数据通信在局域网内完成；水厂与调度中心之间一般租用或铺设光纤。 四、水厂自动化控制终端的功能特点、产品结构及使用要求。 1、水厂自动化控制终端的功能特点： ◆采集进厂流量、蓄水池水位、清水池水位、出厂压力、出厂流量、出厂水质、安防报警等信息；可采集每台泵的出水压力、出水流量。 ◆采集每台加压水泵启停状态、运行时间、工作电流、工作电压、电能等电参数。 ◆采集配电室设备的开关状态、总电能等。 ◆监视水厂大门、制水车间、泵房等重要区域的图像。 ◆支持加压泵组控制柜手动控制、自动控制、远程控泵组设备的启停，控制模式可切换。 ◆电流过大、水位过低、压力过高、控制柜保护、配电故障、闲人进入状况发生时，立即上报告警信息。 ◆支持局域网有线通信，支持GPRS、短消息无线通信。 ◆存储、显示、查询水厂监测数据及工作参数。 ◆支持就地、远程测控设备维护。
2、产品结构 水厂需要监控的项目多，依据被监测内容，终端可分为：加压泵组远程测控终端、配电远程监测终端、进厂水量监测终端、视频监控终端。这些终端依据现场情况也可以合并成一个综合终端。 3、加压泵组远程测控终端设备配置表 配电远程监测终端 视频监控终端 进厂水量监测终端
水厂自动化控制系统 一、适用范围: 该系统适用于供水企业远程控制管理水厂, 水厂操作人员能够在水厂控制室远程监测厂内水池水位、进厂流量、出厂流量、出厂压力、水质等信息; 远程监测加压泵组、配电设备及其它自动化设备的工作情况; 能够远程控制加压泵的启停。水司调度中心工作人员及公司主管领导能够远程监测各水厂的工作情况及水厂操作人员的操作情况。 二、系统组成: 水厂自动化控制系统是水司生产调度管理系统的一个子系统, 主要由水司调度中心、水厂自动化控制中心、通信平台、加压泵组测控终端、配电设备监测终端组成。 三、通信平台 水司调度中心、各水厂、各职能部门之间数据通信在局域网内完成; 水厂与调度中心之间一般租用或铺设光纤。 四、水厂自动化控制终端的功能特点、产品结构及使用要求。
1、水厂自动化控制终端的功能特点: ◆采集进厂流量、蓄水池水位、清水池水位、出厂压力、出厂流量、出厂水质、安防报警等信息; 可采集每台泵的出水压力、出水流量。 ◆采集每台加压水泵启停状态、运行时间、工作电流、工作电压、电能等电参数。 ◆采集配电室设备的开关状态、总电能等。 ◆监视水厂大门、制水车间、泵房等重要区域的图像。 ◆支持加压泵组控制柜手动控制、自动控制、远程控泵组设备的启停, 控制模式可切换。 ◆电流过大、水位过低、压力过高、控制柜保护、配电故障、闲人进入状况发生时, 立即上报告警信息。 ◆支持局域网有线通信, 支持GPRS、短消息无线通信。 ◆存储、显示、查询水厂监测数据及工作参数。 ◆支持就地、远程测控设备维护。 2、产品结构 水厂需要监控的项目多, 依据被监测内容, 终端可分为: 加压泵组远程测控终端、配电远程监测终端、进厂水量监测终端、视频监控终端。这些终端依据现场情况也能够合并成一个综合终端。 加压泵组远程测
现代化水厂自动控制和监控系统升级改造 【提要】:本文以中山市大丰自来水有限公司的自动控制系统和监控改造为例，就现代化水厂中应用广泛的Intouch 10.0工控组态软件和施耐德PLC在生产监控系统改造中的应用进行详细的介绍。 一. 水厂自动控制系统概述 中山市大丰自来水有限公司是目前中山市最大的供水厂之一，经2007年二期扩建后日供水能力达50万m3，全厂于1997年动工兴建，规划日供水能力为80万m3，分四期建设,目前已建成2期。在2006年至2008年各子站PLC 已通过升级改造逐步升级至施耐德的Premium系列PLC。子站PLC改造完成后，中控室监控电脑通过多路开关和前端机（前端机一备一用）同现场PLC通讯，采用Modbus通讯协议，系统监控软件为法国的TOPKAPI VISION 32系统。监控软件已应用多年，整个自控系统存在前端机无备件，监控软件系统扩展性、开放性较差，已不能适应新的现代化管理的需要，因此，整个监控系统在2009至2010年期间采用了WONDERWARE公司的INTOUCH 10.0监控软件了升级改造。 二. INTOUCH改造过程 2.1 工艺要求和监控系统构成 中山市大丰自来水有限公司生产工艺流程如图1所示。 生产监控系统能对全厂的工艺参数、电气参数和设备运行状态进行监视、控制以及参数超限的报警、联锁。操作站能给各类人员（操作员、组态工程师、管理人员）提供监控、组态、维护的良好“人-机”界面，各类人员可以通过键盘和鼠标进行操作，操作级别可以通过键锁和口令来实现；在操作站上，应有相应画面可以供工艺操作人员操作和监视工艺过程。工程技术人员能够在工程技术人员画面上方便的进行系统的生成、用户流程图及各类图形的生成，以及各类纪录、报表生成；维护人员能够利用维护人员画面方便地进行整个系统的维护工作；报警功能；趋势功能；诊断功能；打印、纪录功能；数据通讯功能；模拟屏显示等。 2.2 Intouch软件的应用核心
某自来水公司系统改造工程技术方案 一.引言 自来水厂的制水过程是从水源地取水经输水管网至水厂，处理达标后通过配水管网送至用户。水厂最大的特点是地域极为分散，通常水源地、补压井、测压点距离厂区几公里甚至几十公里，这样就造成控制系统I/O 点分散，此外，控制功能也具有分散性，如各配水泵、水源井能分别地互不影响地进行手动起停控制,以及水厂的加氯加药系统的自动控制，如果整个系统用手动来控制需要大量的人力，而且容易造成能源的浪费（电力.水资源），为了节省人力，降低制水成本，整个系统应是无人值守，操作人员只要在中控室对整个水厂进行集中监控。 二.某水厂的特点 某市自来水厂是以地下水为水源的水厂，供水能力为10万吨/日，水从若干个深井泵抽出后到澄清池沉淀，经加氯加药后送到蓄水池，最后由送水泵送往配水管网，配水管网设有远端压力测量点。整个水厂有五个分厂组成，在这五个水厂里以四号水厂为主，正常情况下由四号水厂供应市民用水，当用水高峰，四号水厂不能满足用水要求时，启动一个分厂或几个分厂来补水以保证正常供水，当用水量少时就停止补水。就目前各水厂的控制情况来看，各水厂之间距离遥远相互独立，如果需要补水时必须通过人工手动启动送水泵及深井泵，这种操作方式会造成供水压力滞后，影
响供水质量。当用户用水量减少时，也是人工手动停泵，造成短时供水压力过大，同时停泵滞后，浪费能源。如果整个过程由人工来实现需要消耗大量的人力物力，同时对电能和水资源的浪费也很大。 三．水厂对控制系统的要求 1.分散性。I/O点距离厂区几公里甚至几十公里，这就要求控制 系统具有远程通讯控制功能。 2.集中监控。操作人员可以在中央控制室对整个水厂的运行情况进行监控，记录故障发生的有关信息以及打印报表等。 3.小型化、集成化。以水源井为例，泵房内通常有一口或两口井，对一台或两台泵的控制点数很少。因此为了降低系统造价，控制系统需要小型化、低成本，无线通讯功能的控制系统可以满足要求。 4.可靠性。水厂的安全、稳定运行直接关系到千家万户，所以从控制系统的硬件质量、软件设计等各个环节都必须是高可靠性的。 5.可维修性。系统在软件和硬件方面具有强大的故障自诊断功能，方便工程师对系统故障进行快速维护处理。 四．某水厂改造控制系统构成 1、控制系统硬件：我们针对水厂制水过程的特点和对控制系统的要求，为了降低系统造价，控制系统小型化、低成本、高可靠性的要求，选用美国MDS公司的SCADA系列无线通讯功能的数字电台，作为远距离数字传输设备，它性能稳定、工作可靠、抗干扰能力强、传输速率高、传输距
徐圩 xx 目录 1.徐圩水厂自控系统的构成 (2) 1.1自控系统结构与目标 (2) 1.2控制方式 (3) 2.中控室 (3) 2.1运行监视 (4) 2.2运行控制 (4) 2.3数据管理 (4) 2.4报警处理 (4) 2.5报表及打印 (4) 2.6 Web数据服务 (4) 3.各子站控制 (5) 3.1原水泵房控制站 (5) 3.2高效澄清池控制站 (5) 3.3翻板滤池控制站 (6) 3.4加氯加药间控制站 (7) 3.5臭氧活性炭间控制站 (8) 3.6送水泵房控制站 (8) 3.7污泥脱水间控制站 (9)
1.徐圩水厂自控系统的构成 徐圩水厂自控系统网络拓扑结构采用光纤以太环网结构，在这种网络结构下，每个子站都可以通过两条不同的通道与中控室进行通讯，即使网络中的一处光纤受到损伤，也不会影响中控室与主站之间的通讯。 徐圩水厂自控网络拓扑图 1.1自控系统结构与目标 徐圩水厂自控系统按照分散控制，集中管理的原则配置，全厂拥有一处中控室，管理整个生产过程，并且在取水泵站、高效澄清池、加药加氯间、滤池、活性炭处理间、送水泵房和污泥脱水间分别设置有PLC控制站，PLC控制站组成光纤以太环网，各控制站负责处理各站的数据采集和控制任务。自控系统具有以下功能： 1)在线实时显示各工艺环节的生产数据，并根据工艺的要求对生产过程中 的异常数据进行不同方式的显示及报警提示； 2)实时显示全厂生产过程中各重要设备的运行状态及参数，并对异常情况 进行显示和报警提示； 3)根据进水流量、出水浊度和加药配比值来实现加药系统的自控控制；4)采用自动调节实现滤池的恒水位过滤。反冲洗根据滤池水位、滤层上下 差压和阀门开度实现运行、反冲洗到再运行的全过程控制，同时也可实现在操作画面上进行人工强制反冲洗； 5)系统可根据出水总管压力自动进行水泵的启停与调节。 1.2控制方式 徐圩水厂所有电动设备均设集中控制和现场控制两种控制方式，其中集中控制由运行人员在中控室上位机上进行，现场控制则在就地控制箱上操作完成，并且拥有两种优先级，集中控制为最低优先级，而现场操作为最高优先级。
______________________________________________________________________________________________________________ 系统方案介绍 1 概述 本工程是神华乌海能源公司西来峰工业园区供水工程，系统由配水泵站、调节池、调节泵站、水旋池、澄清池、排泥泵站、投药间、加压泵站等主要设备及 工艺系统组成。 1.1 工程主要原始资料 1室外环境温度：多年平均气温9.6 ℃ 极端最高气温 (历年极端最高气温 )40.2 ℃ 极端最低气温 (历年极端最低气温 )-32.6 ℃ 2海拔高度： 1124.35m 3安装现场地震列度： VIII 度 4室内环境湿度：最高 100 ％，最低 10 ％ 5污秽等级： III 级（按Ⅳ设计） 2规范和标准 应遵循的主要现行标准，但不仅限于下列标准的要求： NDGJ16-89火力发电厂热工自动化设计技术规定 CECS81 ：96工业计算机监控系统抗干扰技术规范 1998.09.30火力发电厂热工仪表及控制装置技术监督规定 GB 11920-98电站电气部分集中控制装置通用技术条件 GB 4720-84低压电器控设备 JB 616-84电力系统二次电路用屏（台）通用技术条件 精品资料
______________________________________________________________________________________________________________ TEC 144低压开关和控制设备的外壳防护等级 ANSI 488可编程仪器的数字接口 ISA --55.2过程运算的二进制逻辑图 ISA --55.3过程操作的二进制逻辑图 ISA --55.4仪表回路图 NEMA --ICS4工业控制设备及系统的端子板 NEMA --ICS6工业控制设备及系统的外壳 DL 5028电力工程制图标准 TCP/IP网络通讯协议 IEEE802局域网标准 05X101-2地下通信线敷设 HG/T20509-2000仪表供电设计规范 HG/T29507-2000自动化仪表选型规定 HG/T20513-2000仪表系统接地 HG/T 20508-2000控制室设计规定 HG/T 20700-2000可编程控制系统工程设计规定 GB50217-1994电力工程电缆设计规定 HG/T20505-2000过程测量和控制功能标志及图形符号 GB ／T 50314 —2000智能建筑设计标准 DB32/191-1998建筑智能化系统工程设计标准 CECS/119-2000城市住宅建筑综合布线系统工程设计规范 GB/T50311-2000建筑与建筑群综合面线系统工程设计规范 精品资料
自来水改造工程仪表及自控系统 自控方案 自来水厂改造工程项目组 二零一四年十月三十一日
1 自控系统建立的必要性 自来水生产过程中机械和电气设备必然产生磨损，因此在日常生产过程中就需要时刻关注重要设备的运行状态。虽然水厂都配置了大量的设备维护人员，但通常情况下只有当维护人员到达现场后才能发现设备故障，且发现的往往都是比较严重的故障，会直接影响正常生产的开展。为了提高设备维护的主动性及时发现设备故障，维护人员需要一个平台来实时了解设备运行状态及运行参数。 综上所述，在水厂日常生产过程中为了更好实施工艺管理，需要建立一个能够直观反映实际生产状况的平台；为了更好地保障设备的正常运行，需要建立一个能够有效反映水处理过程中各重要设备状态及信息的平台。 水厂自控系统具备实时显示生产过程中工艺参数，重要设备运行状态及参数的功能，水厂自控系统的建立能够同时满足工艺和设备维护的需求，为水厂的日常生产的正常开展提供了一个平台。同时，自控系统不仅仅具有信息显示的功能还具备对设备进行远程操作的功能，同时系统还能实现对风机、水泵的远程控制，实现自动投药、自动加氯及滤池恒水位控制及滤池自动反冲洗的功能。自控系统建立后，可以通过自控系统实现对生产现场风机、水泵及阀门的远程操作，并实时反馈设备的操作结果。不再需要运行人员到现场进行设备操作，可实现生产现场的无人值守。运行人员可以将注意力更多的集中到对生产流程的掌握和控制，大
大提高了劳动生产率。另外，自控系统能够将实时生产数据保存下来，并以趋势图的方式显示出来，便于运行人员及时查看历史生产状况。因此，自控系统的建立不仅满足了工艺人员和维护人员的需求，极大的提高了劳动生产率，同时也为生产管理的提升提供了有效的数据支持，在水厂的日常生产和管理中扮演了重要作用。 2 自动控制系统说明 随着工业网络日益发达，工厂控制的复杂多样性，对工业网络要求也越来越高，普通的网络系统已经无法满足于现在自动化的发展趋势，。因此，建议将网络拓扑结构为光纤以太网环网结构，在这种网络拓扑结构下，每个子站都可通过两条不同的通道与中控室进行通讯，即使网络中的一处光纤受到损伤，也不会影响中控室与主站之间的通讯。 3 网络通讯拓扑