水廠自動(dòng)化精選(九篇)

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第1篇：水廠自動(dòng)化范文

關(guān)鍵詞：自來(lái)水廠；自動(dòng)化；PLC改造

前言

水是萬(wàn)物之源，在城市的供水體系中，由于一部分自來(lái)水廠建設(shè)的時(shí)間早使得自來(lái)水廠中的設(shè)備自動(dòng)化程度不高從而極大的限制了自來(lái)水廠潛能和質(zhì)量的發(fā)揮，因此需要加強(qiáng)對(duì)于自來(lái)水廠自動(dòng)化程度的改造從而有效的提升自來(lái)水廠的供水能力與供水質(zhì)量。在自來(lái)水廠的自動(dòng)化改造中關(guān)鍵是要確保自來(lái)水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)在自來(lái)水廠自動(dòng)化改造的過程中需要對(duì)控制系統(tǒng)中的一些系統(tǒng)部件進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)，在分析各部分冗余工作原理的前提下在提高工作系統(tǒng)可靠性的前提下來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于工作設(shè)備的選取。保障自來(lái)水廠控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。

1 自來(lái)水廠處理流程分析

在自來(lái)水廠的工作中，由于各廠所使用的水源不同使得各自來(lái)水廠所采用的飲用水系統(tǒng)和組成的工藝流程各有差異。在自來(lái)水廠的水處理系統(tǒng)中，通過使用取水泵房將河流、湖泊或是水庫(kù)的水通過使用水泵輸送至水池中，在水池中經(jīng)過加藥、絮凝以及沉淀、過濾等將水中的大部分雜質(zhì)予以去除從而得到清水，完成處理后的清水輸送至清水池而后使用高壓泵泵送至城市供水管網(wǎng)。在自來(lái)水廠的水處理過程中對(duì)于加藥采用的是前加氟和后加氯的方式，在水處理的過程中前加氯應(yīng)當(dāng)在配水井的入口處，而后加氟應(yīng)當(dāng)設(shè)置在清水池的入口處。同時(shí)對(duì)于水池中的雜質(zhì)等應(yīng)當(dāng)配備有排污設(shè)備以便將水池中的沉淀物及時(shí)的予以排出。

2 自來(lái)水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)中的冗余設(shè)計(jì)的原理

在自來(lái)水廠的自動(dòng)控制系統(tǒng)中的冗余切換方式可以分為熱冗余、暖冗余和冷冗余三種形式，設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的冗余設(shè)計(jì)關(guān)鍵是依靠自動(dòng)控制系統(tǒng)的可靠性模型的建立。熱冗余主要指的是設(shè)計(jì)在控制系統(tǒng)中與控制系統(tǒng)聯(lián)機(jī)運(yùn)行在其未被激活的過程中并不參與系統(tǒng)的工作而當(dāng)主系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)則冗余設(shè)計(jì)迅速接管控制系統(tǒng)的故障部分以保障系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。在自來(lái)水廠冗余部分的控制中采用的是多部并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，通過冗余設(shè)計(jì)最大限度的提高自來(lái)水廠控制系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。

3 自來(lái)水廠水處理綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)

3.1 自來(lái)水廠水處理控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

自來(lái)水廠的自控系統(tǒng)采用的是“集中監(jiān)控、管理分散控制”的集散型系統(tǒng)，對(duì)于自來(lái)水廠的自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由信息監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控兩大部分組成。通過使用以太網(wǎng)來(lái)將主控部分的工控機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)控制的PLC模塊相連接構(gòu)成一個(gè)完備的控制系統(tǒng)，如主控系統(tǒng)中的兩臺(tái)工控機(jī)同時(shí)出現(xiàn)故障，各分系統(tǒng)仍然能夠獨(dú)立的控制各分系統(tǒng)按照設(shè)定的工序進(jìn)行生產(chǎn)，保障了自來(lái)水廠生產(chǎn)的正常進(jìn)行，從而使得自來(lái)水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性大幅增加。

3.2 自來(lái)水廠供電系統(tǒng)的冗余設(shè)計(jì)

在自來(lái)水廠的供電中按照國(guó)家的相關(guān)規(guī)定對(duì)于自來(lái)水上這種二級(jí)負(fù)荷單位需要采用兩回路的供電方式，其中兩回路分別來(lái)自于不同的變電站以確保供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這兩路供電回路中一組作為主電路而另外一組則作為備用回路，各組回路都能夠保障自來(lái)水廠的正常供電，同時(shí)在供電回路的負(fù)載容量上還應(yīng)當(dāng)考慮到今后新添加設(shè)備的供電保障，確保自來(lái)水廠的正常供電。同時(shí)對(duì)于自來(lái)水廠別重要的負(fù)荷還需要對(duì)相關(guān)設(shè)備配備應(yīng)急電源以確保在設(shè)備故障發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)的對(duì)關(guān)鍵設(shè)備恢復(fù)供電，應(yīng)急供電系統(tǒng)電源采用的是6kV雙回路放射式接線方式，為自來(lái)水廠的供電提供可靠的電源支持。應(yīng)急系統(tǒng)中所使用的UPS主要目的是確保供電中斷時(shí)重要控制設(shè)備的電力供應(yīng)直至柴油發(fā)電系統(tǒng)能夠正常工作。

3.3 自來(lái)水廠的信息監(jiān)控管理層的冗余設(shè)計(jì)

在自來(lái)水廠的主控系統(tǒng)中采用的是2臺(tái)中控設(shè)備，通過將廠長(zhǎng)室工控機(jī)、工程師工控機(jī)以及化驗(yàn)室工控機(jī)等連接到2臺(tái)交換機(jī)上以構(gòu)成雙星型的以太網(wǎng)，相較于環(huán)形以太網(wǎng)，雙星型以太網(wǎng)在后續(xù)增加主站點(diǎn)時(shí)較為方便。將工業(yè)交換機(jī)上的2個(gè)端口設(shè)置為Trunk主干端口，建立并形成一個(gè)高速骨干鏈接，在提高骨干鏈接帶寬的同時(shí)為系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信提供了可靠的冗余量。同時(shí)在工控機(jī)中配備有相同網(wǎng)卡IP地址設(shè)置的工業(yè)交換機(jī)并配合硬件偵測(cè)和負(fù)載均衡技術(shù)當(dāng)偵測(cè)到通信網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)及時(shí)的切換到另外一條備用總線直至主系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)鏈接修復(fù)。主控室所采用的2臺(tái)主工控機(jī)采用了雙機(jī)熱備的配置模式，2臺(tái)工控機(jī)同時(shí)聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)于自控控制系統(tǒng)的監(jiān)視和控制，在正常工作情況下，主機(jī)運(yùn)行而從機(jī)處于監(jiān)視狀態(tài)并不參與工作，而從機(jī)監(jiān)測(cè)到主機(jī)工作出現(xiàn)異常時(shí)主、從機(jī)將會(huì)迅速的切換以實(shí)現(xiàn)對(duì)于主控系統(tǒng)的控制，這一模式的實(shí)現(xiàn)原理如下：主機(jī)在正常工作時(shí)對(duì)主控系統(tǒng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和處理而從機(jī)采用監(jiān)視請(qǐng)求定期向主機(jī)發(fā)送請(qǐng)求與應(yīng)答信號(hào)，如主機(jī)并未正常的進(jìn)行應(yīng)答則認(rèn)為主機(jī)出現(xiàn)故障從而切斷與主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸自動(dòng)轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)，自來(lái)水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)中的各設(shè)備的數(shù)據(jù)、產(chǎn)生的報(bào)警以及事件信息則改由下位機(jī)獲取。同時(shí)，從機(jī)對(duì)主機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行定時(shí)監(jiān)控一旦監(jiān)測(cè)到主機(jī)恢復(fù)工作則自動(dòng)切換到待機(jī)狀態(tài)。

3.4 自來(lái)水廠工業(yè)以太網(wǎng)的冗余設(shè)計(jì)

在自來(lái)水廠的工業(yè)以太網(wǎng)的設(shè)計(jì)中，將OSM模塊設(shè)置為冗余環(huán)網(wǎng)使能態(tài)，將其中一個(gè)設(shè)置為冗余管理態(tài)以完成對(duì)于以太網(wǎng)的管理。正常情況下冗余管理器的其中一個(gè)冗余環(huán)口為斷開狀態(tài)，整個(gè)以太網(wǎng)呈現(xiàn)出線性結(jié)構(gòu)，當(dāng)監(jiān)測(cè)到以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)故障時(shí)自動(dòng)切換至另外一種環(huán)形線性結(jié)構(gòu)保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.5 自來(lái)水廠的生產(chǎn)控制系統(tǒng)的冗余設(shè)計(jì)

根據(jù)自來(lái)水廠的生產(chǎn)工藝流程可以將水廠的生產(chǎn)劃分為取水泵站、加氯加藥站、絮凝、沉淀、過濾以及送水泵站等多個(gè)環(huán)節(jié)，通過對(duì)每一個(gè)站點(diǎn)的運(yùn)行信息進(jìn)行采集并將信息送入水廠自動(dòng)控制中心并接收控制中心的管理，各站點(diǎn)的監(jiān)控分站都具有獨(dú)立的操作系統(tǒng)以便在控制系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)各分系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行。對(duì)于可靠性要求較高的分站點(diǎn)可以使用西門子的S7-400H型PLC按照冗余的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，在CPU、CPU同步模塊以及連接線纜和電源模塊等都需要設(shè)計(jì)成雙重的器件以確?？刂频目煽啃?。S7-400H型PLC的冗余設(shè)計(jì)采用的是“熱備份”的主動(dòng)原理，閑時(shí)從模塊與主模塊共同連線，當(dāng)監(jiān)測(cè)到主模塊故障時(shí)從模塊自動(dòng)切換完成對(duì)于水廠分站的自動(dòng)控制確保水廠能夠正常工作。

4 結(jié)束語(yǔ)

自來(lái)水廠的自動(dòng)化改造對(duì)于提高自來(lái)水的供水效率與供水質(zhì)量有著極為重要的意義.文章在分析自來(lái)水廠供水特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)自來(lái)水自動(dòng)化系統(tǒng)的冗余改造，確保自來(lái)水的正常供應(yīng)有著極為重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]郭謀發(fā)，楊耿杰，丁國(guó)興，等.基于IEC 60870-5-104及OPC的水電廠自動(dòng)化系統(tǒng)[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2007，27（10）：100-103.

第2篇：水廠自動(dòng)化范文

水廠總體監(jiān)控方案的確定應(yīng)以水處理為依據(jù)，包括泵站控制系統(tǒng)、沉淀和過濾控制系統(tǒng)、恒壓供水控制系統(tǒng)、混凝投藥控制系統(tǒng)、加氯消毒控制系統(tǒng)、排污處理控制系統(tǒng)等工藝管理，水處理工藝流程為：取水口加藥反應(yīng)沉淀過濾消毒加壓市區(qū)管網(wǎng)。根據(jù)工藝要求和控制指標(biāo)，應(yīng)運(yùn)用MPI網(wǎng)絡(luò)將水處理的各個(gè)子系統(tǒng)連為一體，在控制中心通過組態(tài)軟件對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控，總體控制方案為：混凝投藥控制器和加氯消毒控制器采用S7-300PLC，其余采用S7-200PLC，組態(tài)軟件為力控6.0，采用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為單元級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)。以泵站控制系統(tǒng)為例，其控制方案為：采用S7-200PLC作為控制平臺(tái)，負(fù)責(zé)對(duì)泵站數(shù)據(jù)的采集，泵站和控制中心的通信通過外置式GSM調(diào)制解調(diào)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，觸摸屏為就地控制接口，系統(tǒng)框圖如圖1。

2軟件設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)好的各子系統(tǒng)的硬件配置，設(shè)計(jì)PLC控制軟件、組態(tài)監(jiān)控軟件和觸摸屏控制軟件，以泵站控制系統(tǒng)為例，其任務(wù)是按照控制中心的指令，向水廠提供水源，并對(duì)泵站的水泵運(yùn)行情況、供電等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，然后傳送給控制中心，實(shí)現(xiàn)泵站無(wú)人值守。根據(jù)泵站工藝，在SMS工作原理指導(dǎo)下，提供短信息服務(wù)，發(fā)送規(guī)則為開機(jī)/關(guān)機(jī)、系統(tǒng)出現(xiàn)故障、定時(shí)設(shè)置和控制中心命令。為達(dá)到泵站無(wú)人值守的設(shè)計(jì)要求，可通過標(biāo)準(zhǔn)的RS—2485串行通信網(wǎng)絡(luò)和自由口模式，自主選擇通信協(xié)議，以此構(gòu)成PLC的分布式網(wǎng)絡(luò)。PLC軟件設(shè)計(jì)流程為：初始化接受信息并處理水泵控制壓力、流量采集并處理故障信息采集并處理信息發(fā)送；根據(jù)系統(tǒng)的工藝要求，開發(fā)界面應(yīng)包括啟始界面、模式選擇界面（分為自動(dòng)運(yùn)行和手動(dòng)操作）、報(bào)警界面及幫助界面等。

3水廠自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)及功能

3WN6是一種經(jīng)濟(jì)型低壓智能斷路器，通過模塊化的工程設(shè)計(jì)，可確保通訊、保護(hù)、測(cè)量等功能更為可靠穩(wěn)定，且便于拆卸和維修，能夠在線對(duì)開關(guān)功能進(jìn)行數(shù)字化編輯。正常生產(chǎn)時(shí)，操作人員通過S7-315系統(tǒng)上的觸摸屏模擬流程和觸摸按鈕，便可以準(zhǔn)確掌握各系統(tǒng)的工藝流程及設(shè)備運(yùn)行情況，并可以通過自動(dòng)運(yùn)行或手動(dòng)操作兩種控制方式來(lái)控制各設(shè)備的開和停，便于設(shè)備的檢修及事故的處理。本系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)后，便可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制和后臺(tái)在線組態(tài)等功能，操作人員在后臺(tái)微機(jī)上便可以準(zhǔn)確掌握各配電室低壓開關(guān)的分/合情況及水廠裝置的運(yùn)行情況，系統(tǒng)可以動(dòng)態(tài)顯示各電氣設(shè)備的電壓、電流的波動(dòng)情況，實(shí)時(shí)性更強(qiáng)。此外，還可以隨機(jī)記錄越限事件、報(bào)警信息等，為生產(chǎn)管理和事故控制提供了很大的便利性。PLC的推廣應(yīng)用是水廠自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)得以建立的關(guān)鍵，該編程控制器簡(jiǎn)單易用、可靠性高，而且通訊聯(lián)網(wǎng)功能強(qiáng)，根據(jù)水廠的水處理工藝和工程設(shè)計(jì)要求，對(duì)各凈水環(huán)節(jié)的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，滿足了水廠自動(dòng)化生產(chǎn)和管理的需求。

4結(jié)論

第3篇：水廠自動(dòng)化范文

1系統(tǒng)的主要功能

該水廠的基本情況為：一級(jí)泵站包括5口深井，每口深井配備22kW多級(jí)潛水泵1臺(tái)，共同向一蓄水能力為2000m3的蓄水池蓄水；加壓泵組為5臺(tái)45kWDL型立式泵，向管網(wǎng)加壓供水。對(duì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求是：對(duì)水廠的設(shè)備運(yùn)行及生產(chǎn)狀況進(jìn)行自動(dòng)化控制和管理。該控制系統(tǒng)的基本功能如下：

(1)保證用戶管網(wǎng)供水壓力恒定。操作人員設(shè)定管網(wǎng)壓力后，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定值和壓力傳感器采取的管網(wǎng)實(shí)際壓力信號(hào)，采用1臺(tái)調(diào)速泵配合1～4臺(tái)恒速泵的運(yùn)行模式，自動(dòng)調(diào)整加壓泵站中恒速泵的啟動(dòng)臺(tái)數(shù)和調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速，在較高的精度范圍內(nèi)保證管網(wǎng)的壓力恒定。無(wú)論用水高、低峰均可在保證供水壓力的前提下最大限度地節(jié)省電能。同時(shí)，減少了由于無(wú)謂磨損、頻繁啟停等原因?qū)λ迷斐傻膿p害；以及用水低峰時(shí)，由于管網(wǎng)壓力過高造成跑、冒事故，浪費(fèi)寶貴的水資源。

(2)蓄水池水位自動(dòng)控制。由于用戶用水量的變化較大且具有隨機(jī)性，而水廠對(duì)蓄水池內(nèi)水位控制的精度要求較高。故在水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，采用模糊算法在保證蓄水池水位維持在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的前提下，合理安排潛水泵的啟動(dòng)臺(tái)數(shù)，避免潛水泵的頻繁啟停及無(wú)效運(yùn)轉(zhuǎn)。

(3)自動(dòng)倒泵功能。為防止某臺(tái)水泵長(zhǎng)期不運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)生銹蝕，由PLC控制4臺(tái)水泵定期輪換作為變量泵運(yùn)轉(zhuǎn)，即自動(dòng)倒泵功能。

(4)防水錘電器互鎖功能。由于管網(wǎng)壓力較高，為防止水錘對(duì)水泵的沖擊，在每臺(tái)加壓泵的出水口處安裝電動(dòng)蝶閥，由PLC按照先開泵后開閥、先關(guān)閥后關(guān)泵的模式進(jìn)行控制，有效地防止了水錘的危害。

(5)直觀的圖形顯示及尋檢功能。上位機(jī)采用14寸彩顯，以動(dòng)畫圖形及中文方式顯示水池液位、管網(wǎng)壓力、水泵及閥門運(yùn)行狀態(tài)、生產(chǎn)狀況、耗電量、產(chǎn)水量、設(shè)備狀況等信息。

(6)生產(chǎn)管理功能。上位機(jī)隨時(shí)檢測(cè)并記錄水廠各臺(tái)水泵的出水量及運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，以班次為單位生成生產(chǎn)報(bào)表，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出水量及耗電量，并存入指定單元。

(7)報(bào)警及保護(hù)功能。當(dāng)發(fā)生電氣、液位、機(jī)械等故障時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行聲、光報(bào)警，并采取相應(yīng)措施。上位機(jī)故障時(shí)，PLC及變頻器可以組成獨(dú)立控制系統(tǒng)進(jìn)行工作；若整個(gè)上、下位自動(dòng)系統(tǒng)均發(fā)生故障，現(xiàn)場(chǎng)控制柜具有手動(dòng)功能，以保證向用戶供水的不間斷。

2控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

(1)上位機(jī)：水廠需24h連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，現(xiàn)場(chǎng)干擾源多、環(huán)境惡劣。因此，上位機(jī)選用了具有較高可靠性、較強(qiáng)抗干擾能力的研華(ADVANTECH)IPC-610/486型工業(yè)用微機(jī)。上位機(jī)與PLC之間采用RS232標(biāo)準(zhǔn)串行口進(jìn)行通訊，傳輸速率9600b/s，11位數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度7位，1位校驗(yàn)位，啟動(dòng)1位，停止2位。另選研華10位A/D采集卡，采集蓄水池水位信號(hào)和加壓泵組出水流量信號(hào)，對(duì)水位信號(hào)運(yùn)用模糊算法進(jìn)行計(jì)算后，給出控制信息由PLC控制潛水泵的啟動(dòng)臺(tái)數(shù)。當(dāng)水位過低時(shí)，認(rèn)為發(fā)生故障，停止一、二次泵組的運(yùn)行并聲光報(bào)警。上位機(jī)為720M硬盤、8M內(nèi)存，可以同時(shí)處理大量數(shù)據(jù)且歷史記錄較長(zhǎng)。

(2)主控單元：主控單元選用日本立石公司的C60P型可編程序控制器作為主控單元，它具有40路開關(guān)量的輸入、20路開關(guān)量的輸出，可擴(kuò)展模入、模出模塊，并有RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口。C60P為積木式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)構(gòu)成及擴(kuò)展方便，抗干擾性能好，作為現(xiàn)場(chǎng)主控部件較理想。由它完成自動(dòng)倒泵、防水錘互鎖、變頻器邏輯控制等邏輯控制功能。

(3)管網(wǎng)恒壓調(diào)控系統(tǒng)：調(diào)速泵的調(diào)節(jié)由富士G-45變頻器來(lái)完成，由壓力傳感器采取用戶管網(wǎng)的壓力信號(hào)(4mA～20mA)送至自制的調(diào)節(jié)板上，與給定信號(hào)比較后送至日產(chǎn)RKC調(diào)節(jié)器中，經(jīng)PID運(yùn)算后產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號(hào)送至變頻器，控制變頻器的輸出頻率，調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速。變頻器本身對(duì)應(yīng)其輸出頻率有0～5V(DC)信號(hào)輸出，將其引回調(diào)節(jié)板，由系統(tǒng)對(duì)輸出頻率進(jìn)行檢測(cè)，若變頻器的輸出大于49Hz一定時(shí)間后，管網(wǎng)壓力仍達(dá)不到要求，延時(shí)確定后，PLC按照一定規(guī)則逐個(gè)以自耦減壓方式啟動(dòng)恒速泵，直至管網(wǎng)壓力恒定。若變頻器輸出頻率小于23Hz一定時(shí)間后，管網(wǎng)壓力仍超過給定值，則依次關(guān)閉恒速泵，配合調(diào)整調(diào)速泵直至壓力穩(wěn)定。

(4)自耦減壓?jiǎn)?dòng)柜：恒速泵及潛水泵均采用自耦減壓?jiǎn)?dòng)方式，有效地減小了電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊。

(5)傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)：管網(wǎng)壓力信號(hào)的采取利用最大量程為1.0MPa的遠(yuǎn)傳壓力表，以方便在采樣點(diǎn)觀察壓力信號(hào)；流量信號(hào)的采取利用渦街流量計(jì)；水位信號(hào)的采取利用壓力式水位傳感器；利用電動(dòng)蝶閥作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)控制加壓泵的出水口狀態(tài)。

3系統(tǒng)的軟件

系統(tǒng)軟件主要包括上位機(jī)管理程序、PLC控制與監(jiān)測(cè)程序以及它們之間的通訊程序。

(1)上位機(jī)的管理程序主要完成設(shè)備運(yùn)行狀況的圖形顯示監(jiān)測(cè)、生產(chǎn)狀況的數(shù)據(jù)庫(kù)管理、檢測(cè)數(shù)據(jù)的處理、菜單處理以及報(bào)警等功能。采用C語(yǔ)言結(jié)合匯編編程，充分利用C語(yǔ)言結(jié)構(gòu)化強(qiáng)、簡(jiǎn)潔和運(yùn)行速度快等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也提高了程序的可讀性、可靠性及可移植性。軟件設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，人機(jī)界面為圖形形式，菜單驅(qū)動(dòng)，全部中文顯示與提示非常友好。系統(tǒng)主要功能模塊包括：使用說明、水廠控制系統(tǒng)功能介紹、生產(chǎn)狀況監(jiān)測(cè)及管理、水位系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)控制等。采用查詢方式完成與PLC的通訊及檢測(cè)數(shù)據(jù)的處理；將管網(wǎng)壓力、流量、液位、各水泵運(yùn)行狀態(tài)及各處閥門開啟狀態(tài)等信息以圖形及數(shù)據(jù)的方式顯示于顯示器上；如有報(bào)警信號(hào)則顯示相應(yīng)圖形，同時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警。監(jiān)測(cè)的出水量、耗電量等信號(hào)可長(zhǎng)期保存于存儲(chǔ)器中，隨時(shí)作為資料查詢。

(2)蓄水池分為沉淀池和出水池兩部分，深井水首先在沉淀池沉淀泥沙、消毒處理，而后，經(jīng)過濾到達(dá)清水池。因此，水位控制功能要求較高，正常狀態(tài)下，1～2臺(tái)潛水泵長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，其余根據(jù)用水量的大小自動(dòng)切換。為保證水的正常供應(yīng)并防止?jié)撍玫念l繁啟停，在水位控制中采用了模糊算法。將水位高度分為七級(jí)，將水位的變化率也分為七級(jí)，將潛水泵的開啟臺(tái)數(shù)分為5檔，形成了一個(gè)二維矩陣數(shù)組，由計(jì)算機(jī)運(yùn)算后確定應(yīng)開啟的深井泵臺(tái)數(shù)。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)后，確定了數(shù)組中各參數(shù)的值，經(jīng)實(shí)際使用，獲得了較好的運(yùn)行效果。

(3)可編程控制器作為主控單元，幾乎所有的現(xiàn)場(chǎng)邏輯控制均與其有關(guān)。它的控制程序具有較強(qiáng)的邏輯性要求。一般來(lái)說變頻器嚴(yán)禁付邊加裝接觸器，但是為了節(jié)省投資、實(shí)現(xiàn)4臺(tái)恒速泵輪流作為調(diào)速泵，必須在變頻器的付邊裝接觸器(電路原理圖如圖2所示)。為防止在電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)變頻器的原邊未切斷電源或剛剛切斷電源，付邊接觸器斷開，電動(dòng)機(jī)定子線圈放電造成高電壓，損壞變頻器的輸出功率模塊，在PLC的程序設(shè)計(jì)中必須考慮到較復(fù)雜的互鎖及時(shí)間控制關(guān)系，即PLC計(jì)算倒泵時(shí)間到后，首先按照閥、泵互鎖關(guān)系關(guān)閉擬轉(zhuǎn)入變量運(yùn)行的定量泵；接著關(guān)閉原變量泵，此時(shí)變頻器輸出頻率先降至零，而后切斷變頻器原邊接觸器，延時(shí)幾秒后，切斷其付邊接觸器。而后，將變頻器輸出與待轉(zhuǎn)入變量運(yùn)行的水泵接通，幾秒后按照閥、泵開啟的順序依次接通變頻器的電源，啟動(dòng)水泵并打開水閥；同時(shí)，原調(diào)速泵轉(zhuǎn)為恒速泵使用，這樣做保證4臺(tái)加壓泵的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間相近，避免某臺(tái)泵長(zhǎng)時(shí)間不運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)生銹蝕等故障。

(4)上位機(jī)與PLC之間的通訊借助標(biāo)準(zhǔn)RS-232口來(lái)完成。可以由上位機(jī)完成給定倒泵的間隔時(shí)間、設(shè)定管網(wǎng)的壓力等工作。同時(shí)，下位系統(tǒng)定時(shí)將恒速泵的開啟臺(tái)數(shù)、調(diào)速泵的運(yùn)行狀態(tài)(頻率、轉(zhuǎn)速、消耗功率等)、管網(wǎng)壓力等信息報(bào)上位機(jī)進(jìn)行處理和顯示。

第4篇：水廠自動(dòng)化范文

關(guān)鍵詞：自來(lái)水廠；自動(dòng)化控制；控制系統(tǒng)；系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

引言

若人不能攝取足夠地水分就會(huì)口干舌燥身體不適，各項(xiàng)機(jī)能出現(xiàn)異常，嚴(yán)重缺水甚至?xí)霈F(xiàn)生命危險(xiǎn)，因脫水而死。人對(duì)水的攝取量將直接影響身體的新陳代謝、呼吸系統(tǒng)、分泌系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、血液循環(huán)等多個(gè)方面身體機(jī)能。水是人類身體中化驗(yàn)反應(yīng)的媒介，是體內(nèi)各種營(yíng)養(yǎng)素和物質(zhì)運(yùn)輸?shù)钠脚_(tái)，是保障身體正常運(yùn)作的基礎(chǔ)。自來(lái)水廠為人們用水提供著服務(wù)，滿足著人們用水需求。但隨著城市化進(jìn)程的加快，傳統(tǒng)供水控制系統(tǒng)已無(wú)法滿足現(xiàn)代化快節(jié)奏的生活與企業(yè)運(yùn)作用水需求，引進(jìn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，提高供水質(zhì)量勢(shì)在必行。

1現(xiàn)代自來(lái)水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)特點(diǎn)與功能

現(xiàn)代自來(lái)水廠指具有一定水生產(chǎn)設(shè)備，能按照相關(guān)工藝標(biāo)準(zhǔn)完成自來(lái)水生產(chǎn)過程，并且其水質(zhì)符合一般生產(chǎn)用水和生活用水要求的企業(yè)，主要從事水生產(chǎn)、水銷售，為人們提供供水服務(wù)，滿足人們用水需求[1]。毫無(wú)疑問自來(lái)水廠擔(dān)負(fù)著重要社會(huì)職能，影響著城市供水，影響著供水質(zhì)量，若自來(lái)水廠控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題，不僅會(huì)影響供水質(zhì)量，甚至?xí)绊懰|(zhì)，給居民生活造成不便。當(dāng)前傳統(tǒng)自來(lái)水廠控制系統(tǒng)已無(wú)法滿足供水需求與行業(yè)發(fā)展需求，很多自來(lái)水廠開始引進(jìn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，以此提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，全面提升水質(zhì)[2]。自來(lái)水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)融入了智能控制技術(shù)、傳感技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)，PLC技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，整個(gè)控制系統(tǒng)由：中央控制站、現(xiàn)場(chǎng)控制總線、電氣設(shè)備、PLC可編程邏輯控制器組成，通過該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)信息化智能生產(chǎn)控制。而且該系統(tǒng)具有故障檢測(cè)功能與系統(tǒng)狀態(tài)檢測(cè)功能，能實(shí)時(shí)對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)反饋故障問題，降低故障率，提高生產(chǎn)水平，節(jié)約運(yùn)維成本，避免故障點(diǎn)擴(kuò)大[3]。而且自動(dòng)化控制系統(tǒng)，控制精度高，邏輯判斷能力強(qiáng)能根據(jù)實(shí)時(shí)生產(chǎn)情況，自動(dòng)做出控制決策。因此，現(xiàn)代自來(lái)水廠生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中應(yīng)積極運(yùn)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)，進(jìn)行生產(chǎn)技術(shù)改革創(chuàng)新。

2現(xiàn)代自來(lái)水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

通過前文分析可知道，自動(dòng)化控制系統(tǒng)在自來(lái)水廠生產(chǎn)控制中應(yīng)用的重要意義。從現(xiàn)代自來(lái)水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)思路來(lái)看，系統(tǒng)控制基本單元應(yīng)能實(shí)時(shí)對(duì)運(yùn)行工況進(jìn)行控制，對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行檢測(cè)，并自動(dòng)生成監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信息，且所生成信息具有直觀性、可視性，能進(jìn)行顯示輸出，能為生產(chǎn)操作控制提供依據(jù)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，要保證結(jié)構(gòu)靈活性與兼容性，應(yīng)采取模塊化設(shè)計(jì)思路，從而降低設(shè)計(jì)難度和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)成本，主要模塊應(yīng)包括：中央控制模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、控制命令執(zhí)行模塊、工作站模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、通信模塊、故障診斷與報(bào)警模塊等等，涉及到的子系統(tǒng)包括：儀表系統(tǒng)、加藥控制系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、總線系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)、流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)等等。各模塊與各子系統(tǒng)間應(yīng)有良好兼容性，以保證系統(tǒng)良好運(yùn)行，通過各子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集、處理、傳輸，發(fā)送控制指令，對(duì)生產(chǎn)工藝和流程進(jìn)行自動(dòng)化控制。從流量調(diào)節(jié)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)看，該系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)控制指令及PLC控制編程條件，設(shè)置流量定值目標(biāo)，自動(dòng)對(duì)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，同時(shí)要滿足準(zhǔn)確性要求，能準(zhǔn)確控制流量。而加藥控制子系統(tǒng)，應(yīng)能根據(jù)系統(tǒng)指令，自動(dòng)對(duì)藥液濃度、配藥參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)，保證加藥符合預(yù)期目標(biāo)，使水質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)，避免資源浪費(fèi)。配電子系統(tǒng)應(yīng)能夠根據(jù)生產(chǎn)需要，自動(dòng)選擇適合功率，主動(dòng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，調(diào)節(jié)電壓、電流，保證各類儀表與設(shè)備保持良好的運(yùn)行狀態(tài)，降低故障率。具體系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中，不僅要考慮到系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性與功能性，還要保證系統(tǒng)先進(jìn)性、可靠性、可拓性。保證系統(tǒng)先進(jìn)性，能提高生產(chǎn)水平，保證系統(tǒng)控制性能，避免自動(dòng)化系統(tǒng)過早更新?lián)Q代，導(dǎo)致資源和投資浪費(fèi)，增加運(yùn)維成本。而可靠性是自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用的前提，若系統(tǒng)無(wú)法保證可靠性，時(shí)常發(fā)生系統(tǒng)崩潰或誤動(dòng)現(xiàn)象，必然對(duì)自來(lái)水廠正常生產(chǎn)造成影響，影響正常供水?？赏匦允侵赶到y(tǒng)應(yīng)預(yù)留升級(jí)空間，能進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)升級(jí)。在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)，能降低升級(jí)成本。因此，自來(lái)水廠在進(jìn)行自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)合理選擇設(shè)計(jì)方案，做好系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證可行性和合理性。

3結(jié)束語(yǔ)

人類離不開水，水是人類生存的重要物質(zhì)資源，加強(qiáng)自來(lái)水廠建設(shè)，保障供水質(zhì)量和水平具有重要意義。傳統(tǒng)自來(lái)水廠控制技術(shù)已難以適應(yīng)用戶需求和市場(chǎng)要求。因此，自來(lái)水廠應(yīng)積極進(jìn)行技術(shù)改革創(chuàng)新，在控制系統(tǒng)中融入自動(dòng)化控制技術(shù)，進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)控制，以提高水廠效率和水平，降低自來(lái)水廠運(yùn)維成本，提高供水質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]丁小麗.基于模糊控制的自來(lái)水廠控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].昆明理工大學(xué)，2014，11：30-33.

[2]黃忠朝.現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)研究及其在現(xiàn)代化水廠生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[D].昆明理工大學(xué)，2013，16：66-70.

第5篇：水廠自動(dòng)化范文

【關(guān)鍵詞】 自來(lái)水 自動(dòng)化設(shè)計(jì) 生產(chǎn)過程

自來(lái)水廠屬于地區(qū)性的最為重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，其生產(chǎn)條件能否維續(xù)在安全、經(jīng)濟(jì)的環(huán)境下運(yùn)行與和該地區(qū)人們的生活水平密切相關(guān)。自來(lái)水水廠突破自動(dòng)化進(jìn)程，絕不僅僅是出于減少勞動(dòng)力的考衡，更為關(guān)鍵的是確保供水環(huán)節(jié)的高水質(zhì)、高效率以及高可靠性。

1 我國(guó)自來(lái)水廠自動(dòng)化現(xiàn)狀

由于我國(guó)一些特殊歷史時(shí)期的限制以及現(xiàn)實(shí)所存在的不利影響，導(dǎo)致當(dāng)前我國(guó)自來(lái)水廠其生產(chǎn)過程的自動(dòng)化發(fā)展水平還相對(duì)落后，許多地區(qū)的發(fā)展趨勢(shì)與效應(yīng)也不盡相同。盡管我國(guó)的一些一線城市的自來(lái)水水廠自動(dòng)化程度總體出色，但大部分的小城市特別是部分落后地區(qū)的自來(lái)水水廠還只是實(shí)現(xiàn)了最為基礎(chǔ)性的自動(dòng)化，甚至有些地區(qū)還需要依靠人力資源完成，自來(lái)水廠整體自動(dòng)化程度不容樂觀。

以宏觀角度而言，我國(guó)現(xiàn)階段的自來(lái)水廠其現(xiàn)狀主要是：自來(lái)水業(yè)的科學(xué)技術(shù)水準(zhǔn)較為落后，缺乏在供水技術(shù)領(lǐng)域的監(jiān)控管理崗位能力，人才少。很多自來(lái)水廠所使用的檢測(cè)儀器性能基礎(chǔ)較差，例如計(jì)量投加裝置，水池檢測(cè)儀器等諸多針對(duì)性的儀表儀器，并且我國(guó)的一些制造廠商所制造出的儀器質(zhì)量與國(guó)外相同種類的產(chǎn)品還存在很大的差距，不能滿足自來(lái)水廠的要求。當(dāng)前我國(guó)供水行業(yè)實(shí)行“保本微利”的保民生政策，致使再生產(chǎn)能力弱，因而經(jīng)濟(jì)的受制約性與自來(lái)水廠有限的資金儲(chǔ)備，除去極少的大型企業(yè)可以有能力進(jìn)口一些國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)與設(shè)備，全方位的實(shí)現(xiàn)自來(lái)水水廠生產(chǎn)的自動(dòng)化管理以外，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)的自來(lái)水廠因?yàn)橘Y金能力薄弱，技術(shù)能力低下，無(wú)法引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，最終致使導(dǎo)監(jiān)控管理技術(shù)始終十分落后，管理辦法依然以人工管理為主，無(wú)法達(dá)到現(xiàn)代化自來(lái)水自動(dòng)化生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。另外，還有部分的水廠其自動(dòng)管理監(jiān)控架構(gòu)并沒有按照地區(qū)與水廠的實(shí)際特點(diǎn)出發(fā)，而是單方面的全部照搬國(guó)外模式，即便投進(jìn)了許多資金，但調(diào)控能力依然很弱，無(wú)法提升水廠的經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)。

針綜上所述，發(fā)展我國(guó)自來(lái)水行業(yè)的生產(chǎn)自動(dòng)化應(yīng)當(dāng)按照自身所需，發(fā)展成為具備中國(guó)特色的發(fā)展路徑，在對(duì)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)設(shè)備實(shí)施引入，汲取其經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，也不可以“照單全收”，應(yīng)當(dāng)從我國(guó)國(guó)情出發(fā)。水廠始終以實(shí)用為出發(fā)點(diǎn)，在全面使用國(guó)產(chǎn)設(shè)備的前提上，關(guān)鍵要不斷加強(qiáng)水質(zhì)，減少設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用，健全、改善相關(guān)的工藝設(shè)備，制作出為自身實(shí)際情況量身定做的監(jiān)控管理系統(tǒng)。

2 自來(lái)水廠生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

常規(guī)意義上，可以按照設(shè)備的布點(diǎn)與功能執(zhí)行，將自動(dòng)化系統(tǒng)分為幾個(gè)站點(diǎn)：中央站、取水站、加氯站、加藥站、沉淀池站、配電站、濾池的公共部分站、濾池站、送水站。

按照系統(tǒng)自身特點(diǎn)所設(shè)，其人機(jī)界面（Human Machine InteractionI）軟件使用美國(guó)通用公司與FANUC所合作的iFix組態(tài)軟件。而iFix軟件屬于全方位開放式的一組HMI軟件，并且能夠收集幾乎當(dāng)前市場(chǎng)中使用的主流控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)，也可以向當(dāng)前市場(chǎng)上幾乎全部數(shù)據(jù)庫(kù)軟件提供數(shù)據(jù)支持，能夠完全滿足自由行的標(biāo)準(zhǔn)，哪怕未來(lái)水廠依然需要進(jìn)一步完善，也不必?fù)?dān)心新型的控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)不能和之前的系統(tǒng)完成信息通信，最終變?yōu)樾畔⒐聧u[1]。

無(wú)論是功能內(nèi)容解釋，數(shù)據(jù)流程，操作說明書， iFix軟件都能準(zhǔn)確的提供，擁有優(yōu)質(zhì)的可靠性與定時(shí)性特性，利用科學(xué)的開發(fā)環(huán)境，諸多工業(yè)技術(shù)使其擁有優(yōu)秀的可擴(kuò)展性，在完成系統(tǒng)時(shí)，便愈加的便捷。大范圍的使用分布解決及多余技術(shù)，具備穩(wěn)定的可移植屬性，能夠擁有可擴(kuò)展性能與聯(lián)網(wǎng)功能，方便系統(tǒng)的擴(kuò)充與完成系統(tǒng)升級(jí)[2]。

PACSystem_Rx3i能夠支持當(dāng)前市面上的主流總線，權(quán)衡到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)較為繁雜的電磁條件，如電機(jī)與變頻器干擾源，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，自每個(gè)工段至每個(gè)遠(yuǎn)程I/O站點(diǎn)中采取GENIUS（GE）功能總線實(shí)施信息通信。GENIUS總線屬于使用令牌環(huán)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行傳輸?shù)目偩€，因此各個(gè)站點(diǎn)皆可以得到令牌，故而，不僅可以實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)器和遠(yuǎn)程I/O站通信，還可以完成和控制器間的通信。并且，GENIUS是使用調(diào)頻傳輸機(jī)制的總線，信號(hào)傳輸辦法為三取二，其抵抗干擾源干擾的水平明顯優(yōu)于其它總線。

另外，PLC的選擇應(yīng)當(dāng)按照控制系統(tǒng)實(shí)際的設(shè)計(jì)流程與特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行選定，不可以盲目的追求高性能的數(shù)據(jù)指標(biāo)，必須能夠便利于工程控制系統(tǒng)構(gòu)建為完整體，更要按照PLC功能的擴(kuò)展性能為出發(fā)點(diǎn)，來(lái)對(duì)PLC與設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)。不同總類的PLC擁有不一樣的運(yùn)算方式，在選型之時(shí)需要按照具體的實(shí)際情況，選擇運(yùn)算功能最合的PLC。測(cè)試PLC的通訊能力，應(yīng)當(dāng)使PLC和其它設(shè)備實(shí)施通信，也可以把PLC置于自來(lái)水廠的控制網(wǎng)絡(luò)例，權(quán)衡PLC的聯(lián)網(wǎng)通信水平[3]。例如：接口方式，最大的接口數(shù)量，可運(yùn)行的通信協(xié)議，通信距離與速度等。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著科技的不斷發(fā)展，自動(dòng)化的功能已經(jīng)逐漸涉及到了信息網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域、智能領(lǐng)域、以及管理控制一體化領(lǐng)域，自動(dòng)化的發(fā)展極大地促進(jìn)了我國(guó)當(dāng)前工業(yè)的發(fā)展力度，進(jìn)一步推動(dòng)了自來(lái)水行業(yè)的步伐，特別小型的自來(lái)水廠，其科技能力的提高有目共睹。因此，自來(lái)水廠依然應(yīng)當(dāng)以自動(dòng)化控制系統(tǒng)為主力方向發(fā)展，可以肯定的是，這也必然是我國(guó)水行業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]白石.自來(lái)水泵站自動(dòng)化控制探析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，（20）：83.

第6篇：水廠自動(dòng)化范文

【關(guān)鍵詞】?jī)羲畯S；自動(dòng)化控制系統(tǒng)；配置；功能

凈水廠出廠水質(zhì)量直接關(guān)系著人們的生活質(zhì)量與身體健康，因此凈水廠確保出廠水生產(chǎn)質(zhì)量尤為重要，它在一定程度上能夠決定凈水廠的發(fā)展。基于水質(zhì)的影響及重要性，諸多凈水廠在生產(chǎn)操作中都開始運(yùn)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有較強(qiáng)的功能性，對(duì)凈水廠的發(fā)展具有一定的促進(jìn)作用。

1 凈水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)配置

該地區(qū)凈水廠在水質(zhì)生產(chǎn)過程中，為了保障所生產(chǎn)的水源質(zhì)量及生產(chǎn)的連續(xù)性，提高自動(dòng)化控制系統(tǒng)整體性能，因此在自動(dòng)化控制系統(tǒng)內(nèi)部采用了先進(jìn)的Factory Talk View SE監(jiān)控組態(tài)軟件，并且還應(yīng)用了國(guó)外某公司所研制的PLC該系列的自動(dòng)化控制系統(tǒng)兼?zhèn)淞思信c分散兩種功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電氣及工藝相關(guān)參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的全面監(jiān)控與報(bào)警功能，對(duì)凈水廠的生產(chǎn)操作具有一定的積極意義，不僅大大提高了生產(chǎn)質(zhì)量，同時(shí)還提高了凈水廠的生產(chǎn)效率，對(duì)凈水廠的生產(chǎn)與發(fā)展具有重要影響。基于該自動(dòng)豪華控制系統(tǒng)的多重功能性，以下對(duì)其內(nèi)部配置進(jìn)行了論述：

1.1 硬件結(jié)構(gòu)配置

該系統(tǒng)由四個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制分站及一個(gè)中央監(jiān)控站組成，中央監(jiān)控站主要是由服務(wù)器、大屏幕系統(tǒng)及一臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)等子設(shè)備構(gòu)成，現(xiàn)場(chǎng)PLC控制站的功能實(shí)現(xiàn)主要依賴于可編程序控制器系統(tǒng)，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置該控制站的目的是為了對(duì)凈水廠生產(chǎn)工藝處理的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分散控制，同時(shí)再利用控制室內(nèi)的上位機(jī)對(duì)該過程進(jìn)行集中管理，這種分布式的自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了凈水廠生產(chǎn)工藝操作的全過程管理。

1.2 軟件結(jié)構(gòu)配置

凈水廠所采用自動(dòng)化控制系統(tǒng)中運(yùn)用的是國(guó)外先進(jìn)的監(jiān)控組態(tài)軟件Factory Talk View SE，該軟件屬于一種實(shí)時(shí)系統(tǒng)工作平臺(tái)，在此基礎(chǔ)上利用VB/VC++可以實(shí)現(xiàn)高級(jí)對(duì)象的編程操作。

2 凈水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)功能研究

2.1 加氯加藥間分站

加氯加藥間分站以進(jìn)場(chǎng)水管上的流量計(jì)為依據(jù)，結(jié)合原先所采集的原水流量，從而確定加氯加藥量，同時(shí)有效控制隔膜計(jì)量泵進(jìn)行自動(dòng)加藥，這樣一來(lái)自動(dòng)化控制裝置就能夠有效控制設(shè)備自動(dòng)化加氯。若氯瓶中間設(shè)置有漏氯檢測(cè)的儀器裝置，那么當(dāng)漏氯氣體強(qiáng)度達(dá)到0.5ppm時(shí)，液氯吸收裝置就會(huì)自動(dòng)化啟動(dòng)。

2.2 凈水間分站

凈水間分站的功能性主要體現(xiàn)在三方面，第一，PLC控制站可以根據(jù)凈水廠在生產(chǎn)過程中設(shè)置的捧泥周期及每次排泥時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)化開關(guān)排泥閥。一般情況下凈水廠生產(chǎn)工藝操作中所用的沉淀池刮泥機(jī)都有兩種控制方法，一種是PLC控制站按照泥水界面儀所發(fā)出的的信號(hào)狀況進(jìn)行自動(dòng)化刮泥運(yùn)行，另一種則是按照預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間及每次運(yùn)行時(shí)間來(lái)自動(dòng)控制刮泥機(jī)的運(yùn)行。

第二，凈水間分站能夠合理調(diào)節(jié)濾池過濾的恒水位高低。濾池水位高低變化主要受進(jìn)水量的過濾周期、水量變化等多種因素的影響，在凈水廠生產(chǎn)過程中要求濾水流量應(yīng)與濾后的水流量多少基本保持一致，若兩者之間存在較大差異性，那么就需要利用自動(dòng)化控制裝置對(duì)濾水流量與濾后水流量之間的水位變化進(jìn)行適度調(diào)節(jié)。在凈水廠生產(chǎn)操作中運(yùn)用PID閉環(huán)控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)的可行性，該系統(tǒng)依據(jù)水位變化可以實(shí)現(xiàn)水閥開度大小的實(shí)時(shí)控制，凈水廠中各個(gè)濾池水位變化及水閥開度大小情況都會(huì)直接傳送至PID閉環(huán)控制系統(tǒng)中，PID系統(tǒng)運(yùn)算后會(huì)將水閥調(diào)到適度的狀態(tài)，以此來(lái)保證濾池內(nèi)水位的穩(wěn)定性。

第三，凈水間分站能夠有效控制濾池的反沖洗。一般情況下凈水廠的濾池反沖洗控制都是由一臺(tái)公用PLC實(shí)現(xiàn)的，在凈水廠生產(chǎn)操作中當(dāng)濾池達(dá)到反沖洗所具備的條件時(shí)，那么其就會(huì)提出相應(yīng)的反沖洗請(qǐng)求，反沖洗請(qǐng)求不具有唯一性，在同一時(shí)間可能會(huì)有多個(gè)反沖洗請(qǐng)求，那么此時(shí)PLC控制就會(huì)根據(jù)各個(gè)濾池的反沖洗優(yōu)先順序，將其組成一個(gè)反沖洗請(qǐng)求隊(duì)，一旦有哪一個(gè)濾池響應(yīng)反沖洗請(qǐng)求，那么PLC就會(huì)將反沖洗操作貫穿于該濾池整個(gè)過程。在濾池反沖洗過程中不允許兩個(gè)或多個(gè)濾池在同一時(shí)間進(jìn)行反沖洗操作。PLC在對(duì)一組濾池進(jìn)行反沖洗操作時(shí)，那么其他的濾池請(qǐng)求就會(huì)自動(dòng)儲(chǔ)存到公用PLC系統(tǒng)中，然后再次進(jìn)行濾池反沖洗排列，它是一個(gè)順序循環(huán)的過程。

2.3 送水泵房分控站

送水泵房分控站是自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要組成部分，該控制站的主要作用是快速采集凈水廠現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、數(shù)據(jù)信號(hào)及儀表運(yùn)行狀態(tài)等多種數(shù)據(jù)，并結(jié)合當(dāng)?shù)赜脩魧?shí)際用水情況對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行頻率進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)節(jié)，在一定程度上保證了水壓力的穩(wěn)定性。送水泵自動(dòng)控制又可分為兩種控制方式，一種是遠(yuǎn)程手動(dòng)控制，另一種則是全自動(dòng)控制。所謂的遠(yuǎn)程手動(dòng)控制就是根據(jù)凈水廠實(shí)際情況，利用計(jì)算機(jī)操作對(duì)任意一臺(tái)泵設(shè)備進(jìn)行停止或者啟動(dòng)操作；而全自動(dòng)化控制則是利用PLC控制系統(tǒng)以出水總管道的實(shí)際壓力值為基礎(chǔ)，自動(dòng)化開啟或者關(guān)閉泵設(shè)備的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，通過PLC調(diào)節(jié)程序，調(diào)節(jié)電機(jī)變頻率的頻率，以此來(lái)保證泵設(shè)備的恒壓供水。

3 自動(dòng)化控制系統(tǒng)在凈水廠的實(shí)際應(yīng)用效果

自動(dòng)化控制系統(tǒng)在凈水廠的應(yīng)用效果根據(jù)上述自動(dòng)化控制系統(tǒng)功能性分析就可以看出，它不僅能夠凈水廠生產(chǎn)操作中的水壓及運(yùn)行好速率進(jìn)行控制，還能根據(jù)實(shí)際情況自動(dòng)化開閉閥門，為凈水廠生產(chǎn)操作節(jié)省了大量的人力物力財(cái)力，是凈水廠生產(chǎn)操作中不可或缺的系統(tǒng)，對(duì)凈水廠生產(chǎn)發(fā)展具有一定的經(jīng)濟(jì)學(xué)意義。

自動(dòng)化控制系統(tǒng)在凈水廠應(yīng)用的必要性，是由自動(dòng)化控制系統(tǒng)強(qiáng)大的功能性決定的。在凈水廠生產(chǎn)操作中采用自動(dòng)化控制系統(tǒng)，首先能夠提高出水質(zhì)量，保證水質(zhì)達(dá)標(biāo)。自動(dòng)化控制系統(tǒng)在穩(wěn)定水質(zhì)過程中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，不僅將出廠水的各項(xiàng)指標(biāo)控制在規(guī)定范圍內(nèi)，同時(shí)還達(dá)到了國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)。其次，利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)，多項(xiàng)操作都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，減少了人員操作，大大提高了凈水廠的勞動(dòng)生產(chǎn)率，為凈水廠創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟(jì)效益。再者，自動(dòng)化控制系統(tǒng)操作十分簡(jiǎn)單，維護(hù)也較為方便，不僅加快了生產(chǎn)信息的傳送速率，在很大意義上也提升了凈水廠的生產(chǎn)水平。

4 總結(jié)

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的迅速提升，我國(guó)凈水廠為使出廠水質(zhì)量滿足國(guó)家相關(guān)指標(biāo)要求，提高自身經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，在生產(chǎn)操作中加入了先進(jìn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)技術(shù)，運(yùn)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了水質(zhì)及生產(chǎn)水壓的合理控制，推動(dòng)了凈水廠生產(chǎn)發(fā)展的合理化進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)：

第7篇：水廠自動(dòng)化范文

關(guān)鍵詞：污水廠；自動(dòng)化控制；應(yīng)用現(xiàn)狀；應(yīng)用分析

隨著信息化技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，這為污水處理提供了一個(gè)新途徑。污水廠污水處理設(shè)備比較多，連續(xù)性強(qiáng)，處理工藝復(fù)雜，而且管理也很困難。為了確保污水處理工藝與設(shè)備能安全地、長(zhǎng)期地、可靠地運(yùn)行，并科學(xué)地管理及控制污水處理的生產(chǎn)過程，處理污水時(shí)自動(dòng)化控制的意義不斷地凸顯出來(lái)。建立科學(xué)的、自動(dòng)化的污水處理廠，可以加強(qiáng)污水處理系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、可靠性，也可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度及減少處理成本，實(shí)現(xiàn)能源的能源。同時(shí)，科學(xué)的生產(chǎn)管理要求具有先進(jìn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)及控制技術(shù)，以滿足社會(huì)發(fā)展與進(jìn)步的需要。

一、污水廠自動(dòng)化控制應(yīng)用現(xiàn)狀

到目前為止，我國(guó)污水處理能力還跟不上用水規(guī)模迅速擴(kuò)張的步伐，管網(wǎng)及污泥處理等相關(guān)配套設(shè)施的建設(shè)嚴(yán)重滯后。一些污水處理廠不具備有效的污水排出通道，設(shè)計(jì)能力也就鞭長(zhǎng)莫及了，投資效益因此而不能充分地發(fā)揮出應(yīng)有的效用。另外，同一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比較，我國(guó)的污水處理設(shè)施負(fù)荷率偏低，與國(guó)外的先進(jìn)設(shè)備與技術(shù)存在著明顯的差距。一方面我國(guó)污水處理自動(dòng)化控制領(lǐng)域起步比較晚，技術(shù)水平自然也就落后于發(fā)達(dá)國(guó)家；但是從另一方面來(lái)講，我國(guó)的污水處理自動(dòng)化控制發(fā)展也是比較迅速的。為了能夠有效改善環(huán)境，使污水處理行業(yè)得到快速發(fā)展，我們必須還要加強(qiáng)對(duì)污水處理自動(dòng)化控制技術(shù)的基礎(chǔ)以及應(yīng)用程度進(jìn)行分析和研究。另外，我國(guó)的污水處理發(fā)展水平也不均衡。我國(guó)的污水處理廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀是自動(dòng)與手動(dòng)皆備，引進(jìn)與自制并舉。對(duì)于一些小型的污水處理廠來(lái)說，例如味精廠、飲料廠、啤酒廠等，由于生產(chǎn)的季節(jié)性、技術(shù)力量薄弱、資金不足等原因，所使用的檢測(cè)儀表大多數(shù)都是國(guó)產(chǎn)離線儀表，而且監(jiān)測(cè)方式也是先取樣后測(cè)量，再根據(jù)測(cè)量的結(jié)果來(lái)調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。由于儀表準(zhǔn)確性比較差，而且屬于非連續(xù)性的監(jiān)測(cè)，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行的調(diào)整有個(gè)時(shí)間差，出水的水質(zhì)不穩(wěn)定。而一些大型的現(xiàn)代化的污水處理廠為了能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化控制，保證出水的水質(zhì)達(dá)標(biāo)，或者借鑒國(guó)內(nèi)外地先進(jìn)技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行自行開發(fā)，或者利用政府投資及國(guó)外優(yōu)惠低息貸款，來(lái)成套的引進(jìn)澳大利亞、丹麥、德國(guó)等國(guó)家的污水處理設(shè)備、工藝及自動(dòng)化控制系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)儀器儀表和相應(yīng)的軟件。由于自動(dòng)化程度高、技術(shù)先進(jìn)、設(shè)備配套性好，系統(tǒng)能夠連續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行，因此能夠保證出水的水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

二、自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用分析

自動(dòng)化控制系統(tǒng)指的是通過通信網(wǎng)絡(luò)將眾多帶有通信接口的執(zhí)行器件、檢測(cè)元件、控制設(shè)備與主機(jī)聯(lián)接起來(lái)，讓計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行智能化的管理，實(shí)現(xiàn)集中調(diào)度、集中分析、集中監(jiān)控、集中處理的新型的處理過程自動(dòng)化控制系統(tǒng)。PLC、SCADA、FCS、DCS等技術(shù)蓬勃發(fā)展為自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用帶來(lái)了全新的生機(jī)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)在工業(yè)控制領(lǐng)域當(dāng)中的廣泛應(yīng)用為各個(gè)行業(yè)現(xiàn)代化的生產(chǎn)提供新的途徑。

1.PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)。PLC即可編程控制器，它是新型的工業(yè)控制裝置，以信息化技術(shù)為基礎(chǔ)。PLC是由傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)發(fā)展起來(lái)的，它的主要功能是實(shí)現(xiàn)了開關(guān)量可以進(jìn)行邏輯控制。PLC是一種面向現(xiàn)場(chǎng)的控制器，它主要的特點(diǎn)就是具有高抗擾能力和高可靠性，可以適應(yīng)比較復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境；PLC也是一種局部控制器，隨著應(yīng)用規(guī)模的不斷擴(kuò)大和工業(yè)以太網(wǎng)的出現(xiàn)，多臺(tái)PLC相互連接起來(lái)能形成一個(gè)較大的控制系統(tǒng)。對(duì)于污水處理廠而言，污水處理方式不同，自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用PLC的條件就有所不同。一般來(lái)看，污水處理廠都具備總控室以及多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的控制站，站和站之間通過信息層網(wǎng)絡(luò)或者控制器層網(wǎng)絡(luò)相連接，然后再全部都連接到總控制室，總控制室多臺(tái)計(jì)算機(jī)、工作站與圖形站都使用信息層網(wǎng)絡(luò)來(lái)連接，這樣與現(xiàn)場(chǎng)控制站就組成了高速數(shù)據(jù)交換、分散控制集中管理的工廠級(jí)自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)。PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)是污水處理廠的核心環(huán)節(jié)，合理的設(shè)計(jì)和選型，對(duì)污水處理廠能否自動(dòng)化的、高效的運(yùn)行顯得尤為重要。

2.SCADA自動(dòng)化控制系統(tǒng)。即數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與監(jiān)視控制，該系統(tǒng)包括三個(gè)部分，上位監(jiān)視層、控制設(shè)備層以及執(zhí)行設(shè)備層。SCADA自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)地收集數(shù)據(jù)，對(duì)生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行本地或者遠(yuǎn)程自動(dòng)控制，同時(shí)對(duì)工藝流程還進(jìn)行全面地、實(shí)時(shí)地監(jiān)控，并且進(jìn)一步為決策層和管理層提供數(shù)據(jù)報(bào)表等必要的信息。污水廠SCADA自動(dòng)化控制系統(tǒng)是通過計(jì)算機(jī)、控制裝置、儀表等設(shè)備對(duì)收集處理污水工程進(jìn)行自動(dòng)管理、控制、檢測(cè)，來(lái)保證污水處理系統(tǒng)的有效、經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行。同時(shí)，對(duì)污水處理流程進(jìn)行自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)與實(shí)時(shí)地控制，提高污水的處理效率，降低處理的能耗。SCADA自動(dòng)化控制系統(tǒng)利用遠(yuǎn)程通信組成分級(jí)計(jì)算機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了污水處理本地控制與遠(yuǎn)程控制，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了對(duì)兩個(gè)控制的調(diào)度與監(jiān)控，對(duì)信號(hào)的及時(shí)傳輸，或者對(duì)無(wú)人值班的遠(yuǎn)程站實(shí)施在線遠(yuǎn)程遙控指揮。

3.FCS自動(dòng)化控制系統(tǒng)。即現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，它是目前世界上比較新型的控制系統(tǒng)，自20世紀(jì)90年代邁向?qū)嵱没詠?lái)，它以迅猛的勢(shì)頭快速地發(fā)展了起來(lái)，成為自動(dòng)化控制技術(shù)當(dāng)中的一個(gè)亮點(diǎn)。FCS自動(dòng)化控制系統(tǒng)是將組成自動(dòng)化系統(tǒng)的各種控制器、執(zhí)行器、傳感器通過現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，通過網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸，完成傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)當(dāng)中需要進(jìn)行硬件連接才能夠傳遞的信號(hào)，并且完成協(xié)調(diào)各種設(shè)備工作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制。目前，世界上自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線主要有Can、Hart、Ff、Modbus、Profibu等。FCS可以說是第五代過程控制系統(tǒng)，是由DCS或者PLC發(fā)展而來(lái)的。FCS是在傳統(tǒng)的集散控制系統(tǒng)與儀表控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上利用現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)逐步發(fā)展而形成的，到目前為止仍然采用著許多的模擬儀表、DCS及PLC系統(tǒng)。以后的自動(dòng)化控制系統(tǒng)將是以FCS為中心，兼有PLC、DCS系統(tǒng)的一種新型的信息化、網(wǎng)絡(luò)化、開放性、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化的控制系統(tǒng)。FCS自動(dòng)化控制系統(tǒng)在污水處理廠的應(yīng)用，造成污水處理領(lǐng)域又一次革命，具有里程碑式的主要意義，開創(chuàng)了污水處理廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)的一個(gè)新紀(jì)元。

總結(jié)：

水資源是社會(huì)和經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)最重要的因素，因此污水處理廠擔(dān)負(fù)著巨大的責(zé)任。污水處理廠要在現(xiàn)有處理污水的技術(shù)基礎(chǔ)之上，不斷研發(fā)新技術(shù)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高污水處理的效率，降低處理成本，同時(shí)使出水的水質(zhì)達(dá)到國(guó)家要求的各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)：

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第8篇：水廠自動(dòng)化范文

關(guān)鍵詞:自來(lái)水廠 PLC 自控系統(tǒng)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TV文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

前言

由于自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，PLC技術(shù)在自來(lái)水廠自控系統(tǒng)中不僅滿足工藝要求，還改善自來(lái)水廠出水水質(zhì)、降低能耗、提高企業(yè)的管理水平和效益。PLC應(yīng)用于自來(lái)水廠自控系統(tǒng)中，具有安全性高、性價(jià)比高，比較適用水廠的控制、監(jiān)控及管理的特點(diǎn)。

1、自來(lái)水廠PLC配置

某自來(lái)水廠，PLC硬件配置為:CPU、AI模塊、AO模塊、DI模塊、DO模塊、通訊模塊、電源模塊、顯示器、模塊支架、2KWUPS。

水廠取水泵站、加藥站、加氯站、凈化間站、送水泵站、變電所、控制室及監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)、全部配置PLC自動(dòng)化控制。

水廠自控系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1水廠自控系統(tǒng)圖

該自來(lái)水廠采用集散型控制系統(tǒng)，PLC各分站相互之間采取通訊母線聯(lián)接，具有可靠性高、數(shù)據(jù)資料共享的優(yōu)勢(shì)，且可實(shí)現(xiàn)計(jì)算調(diào)節(jié)、順序和最佳控制等多種功能各PLC分站具有很強(qiáng)的獨(dú)立性，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，現(xiàn)場(chǎng)的PLC可獨(dú)立完成其范圍內(nèi)的自動(dòng)化控制。兩臺(tái)中控室計(jì)算機(jī)采用并聯(lián)運(yùn)行方式，目的在于增加系統(tǒng)的可靠性和靈活性。

2、PLC的控制模式

PLC的控制模式可分為三級(jí)控制。①各PLC工作站根據(jù)實(shí)時(shí)檢測(cè)的各類儀表數(shù)據(jù)、參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。②中心控制室管理人員通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行中控室手動(dòng)控制。③現(xiàn)場(chǎng)值班人員通過各分站PLC面板、操作臺(tái)及控制箱實(shí)現(xiàn)就地手動(dòng)控制。

凈水廠根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需要，可靈活采用不同的控制模式。水處理的重要環(huán)節(jié)加藥系統(tǒng)、加氯系統(tǒng)可采用PLC自控。其它的生產(chǎn)運(yùn)行可采用PLC與現(xiàn)場(chǎng)操作裝置配合使用，進(jìn)行中控制/就地手動(dòng)控制。不必過分追求水廠的全部自控。在進(jìn)行具體操作時(shí)，必須設(shè)定安全保護(hù)密碼，以防止誤操作或未經(jīng)許可的操作。中心控制室是系統(tǒng)的中心，其密碼和優(yōu)先權(quán)為最高級(jí)，其余各子站次之。當(dāng)通過PLC鍵盤輸人開/停命令時(shí)，必須先獲得優(yōu)先權(quán)并輸人正確的密碼方可實(shí)現(xiàn)操作。

3、PLC的應(yīng)用

3.1 PLC控制的基本配置

主要裝置:SCD(單因子流動(dòng)電流)、變頻器、加藥計(jì)量泵、取樣泵、濁度儀、加氯機(jī)(二氧化氯發(fā)生器)、余氯分析儀、超聲波流量計(jì)等。

3.2加藥系統(tǒng)的PLC控制

在水處理過程中，加藥的控制是一個(gè)延時(shí)長(zhǎng)、干擾因素多、非線性變化的復(fù)雜過程。在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)自控有一定難度。目前，國(guó)內(nèi)許多水廠還采用憑經(jīng)驗(yàn)?zāi)繙y(cè)水質(zhì)，手工投加的方式。因此，在水處理的自動(dòng)化過程中，加藥的自動(dòng)控制是提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的最顯著措施之一?；炷齽┩都恿康目刂剖浅鰪S水濁度達(dá)標(biāo)的根本保證。自控加藥的最終目的是提高水質(zhì)、降低藥耗、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度并降低生產(chǎn)成本。

從水廠的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件出發(fā)，PLC對(duì)加藥系統(tǒng)的控制應(yīng)采用SCD(流動(dòng)電流)法。以原水流量為前饋?zhàn)兞浚约铀幒笕铀腟CD值為反饋?zhàn)兞?，PLC將接收的AI信號(hào)(4一20mA流動(dòng)電流信號(hào))與程序內(nèi)的最佳設(shè)定值進(jìn)行比較，從而輸出AO（4一20mA）信號(hào)控制加藥計(jì)量泵的變頻器，最終控制加藥泵的工作頻率，實(shí)時(shí)的調(diào)整加藥量。使SCD始終向設(shè)定值逼近，保證沉淀池的濁度始終在一個(gè)最低的范圍內(nèi)。加藥的自控為前饋一反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)。

加藥系統(tǒng)控制的數(shù)學(xué)模型為：

式中:

Output為計(jì)量泵控制信號(hào)4一20mA;

Kp為比例系數(shù);

Ki為積分系數(shù);

Kd為微分系數(shù);

Base為前饋值;

E為誤笙即SCD實(shí)際測(cè)量值與設(shè)定值的差。

加藥控制原理圖如圖2所示。

圖2加藥系統(tǒng)閉環(huán)控制原理圖

3.3加氯系統(tǒng)的PLC控制

水處理的加氯過程可分為前加氯和后加氯。前加氯一般采用根據(jù)原水流量比例投加的方式，而后加氯則采用復(fù)合環(huán)控制投加的方式。

(1)根據(jù)原水流量比例投加的控制原理是:PLC根據(jù)原水流量的變化及設(shè)定的投加率控制加氯機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制加氯量。

(2)復(fù)合環(huán)控制投加的原理為:PLC通過輸人的原水流量信號(hào)(前饋?zhàn)兞?及加氯后取樣水的余氯值(反饋?zhàn)兞?和設(shè)定的余氯值，采用PID規(guī)則，輸出一個(gè)AO信號(hào)來(lái)控制加氯機(jī)，形成一個(gè)閉環(huán)控制。使余氯值始終圍繞設(shè)定值變化，確保出廠水余氯達(dá)標(biāo)。其數(shù)學(xué)模型是:

式中:

Output為加氯機(jī)的控制信號(hào)4一20mA;

Kp為比例系數(shù);

Ki為積分系數(shù);

Kd為微分系數(shù);

Base為前饋值;

E為誤差即余氯的實(shí)際測(cè)量值與設(shè)定值之差。

后加氯控制原理圖如圖3所示。

圖3后加氯控制原理圖

3.4中控室計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

中控室監(jiān)控計(jì)算機(jī)采用Windows 2000操作系統(tǒng)，與各PLC主站之間通過Ethernet通訊聯(lián)絡(luò)實(shí)現(xiàn)資源共享，各PLC主站之間通過通訊網(wǎng)絡(luò)除了對(duì)本站設(shè)備進(jìn)行操作顯示外，還可了解其他站的情況。所用監(jiān)控軟件為WINCC6.0，該軟件人機(jī)界面好，功能強(qiáng)大，能根據(jù)需要進(jìn)行動(dòng)畫鏈接，比較直觀。中控室監(jiān)控計(jì)算機(jī)設(shè)有提升泵站、加藥間、加氯間、反應(yīng)沉淀池、回收泵房、V型濾池、公共沖洗泵房、送水泵站、自動(dòng)化總覽、10KV一次系統(tǒng)、低壓配電系統(tǒng)監(jiān)控窗口。

4、結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明，PLC在自來(lái)水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)、降低藥耗和能耗，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)還能提高管理水平和水質(zhì)，給水廠創(chuàng)造了一定的效益。因此，性能越來(lái)越高的PLC將在自來(lái)水廠中得到更為廣泛的應(yīng)用。

第9篇：水廠自動(dòng)化范文

關(guān)鍵詞：污水處理；自動(dòng)控制；展望

1 污水處理行業(yè)分析

1.1 污水處理行業(yè)的基本流程按照產(chǎn)業(yè)鏈劃分

污水處理市場(chǎng)的參與者主要有工程承包商、產(chǎn)品提供商和設(shè)施運(yùn)營(yíng)商。城市污水處理的流程如圖1所示。

圖1 城市污水處理流程

1.2 現(xiàn)行的主流污水處理方法

目前污水生物處理的主流方法有活性污泥法、生物膜法、厭氧生物處理法、生物塘法等，其中使用最為廣泛的是活性污泥法。該法利用曝氣的作用，使廢水與活性污泥混合并充分接觸而形成的混合狡，得到充足的溶解氧，再經(jīng)由其中微生物的分解過程，使得廢水得以凈化。

1.3 我國(guó)污水處理行業(yè)的現(xiàn)狀

目前我國(guó)的污水處理能力尚跟不上用水規(guī)模的迅速擴(kuò)張，管網(wǎng)、污泥處理等配套設(shè)施建設(shè)嚴(yán)重滯后。污水處理廠沒有有效的污水排出渠道，設(shè)計(jì)能力自然鞭長(zhǎng)莫及，投資效益也因此不能發(fā)揮自己的作用。和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家相對(duì)比，國(guó)內(nèi)污水處置設(shè)備能夠承載的負(fù)荷較低，和國(guó)際上先進(jìn)的裝備相比仍然存在很多問題。原本我國(guó)在污水處置的自動(dòng)化控制方面開始的時(shí)間就已經(jīng)很晚了，技術(shù)水準(zhǔn)也和別的發(fā)達(dá)國(guó)家相差很多，不過從另一個(gè)角度來(lái)講，國(guó)內(nèi)的前進(jìn)速度比較快。為了能夠?qū)Νh(huán)境的優(yōu)化，開展污水處置業(yè)，我們還一定要更加深入的探索污水處置自動(dòng)化措施的根本和使用程度。還有，國(guó)內(nèi)各個(gè)區(qū)域內(nèi)污水處置水準(zhǔn)相差很大。

2 污水處理廠中自動(dòng)化的應(yīng)用

伴隨著經(jīng)濟(jì)的前進(jìn)以及生活水準(zhǔn)的提升，用水量的激增，排泄的污水量也開始增多了，為了避免更多的水資源被破壞，完成污水凈化，國(guó)內(nèi)城鎮(zhèn)正在以最快的速度建設(shè)污水處置廠。在現(xiàn)在所擁有的污水廠的環(huán)境以及容積下，自動(dòng)化控制能夠增強(qiáng)污水處置廠的整治負(fù)載，減少運(yùn)用成本，提升處理速度。提升污水整治體系的掌控水準(zhǔn)，不管在經(jīng)濟(jì)還是環(huán)境效益方面都起著關(guān)鍵的作用。

2.1 污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自控系統(tǒng)采用工業(yè)界目前流行的控制模式，即開放的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)加上流行通用的組態(tài)軟件以及可靠PLC模塊。系統(tǒng)配置和功能設(shè)計(jì)按照各工藝處理階段的“少人值守”的原則進(jìn)行，并遵循如下要求：

2.1.1 穩(wěn)定性：運(yùn)用不僅穩(wěn)固還又牢靠的工業(yè)體系進(jìn)行掌控，簡(jiǎn)易硬件上的程序，降低出錯(cuò)地方。

2.1.2 優(yōu)秀性：掌控體系一定要符合將來(lái)總線的前進(jìn)方向，具有高性價(jià)比。

2.1.3 靈活性：不僅網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系方便，體系組態(tài)也是很靈活的，能夠靈活的進(jìn)行擴(kuò)展，保護(hù)性能佳、實(shí)用性高，同時(shí)還有開發(fā)的軟件體系。

2.1.4 實(shí)用性：掌控體系對(duì)工作情況的變化能夠立即適應(yīng)，滯留的時(shí)間很短。

2.2 污水處理廠自動(dòng)化系統(tǒng)分析

2.2.1 污水預(yù)處理系統(tǒng)/進(jìn)水泵房。該P(yáng)LC工作站設(shè)在廠區(qū)進(jìn)水提升泵房控制室，負(fù)責(zé)監(jiān)控污水處理廠的預(yù)處理工段。其主要控制對(duì)象為粗格柵間的粗格柵及進(jìn)水電動(dòng)閘門、進(jìn)水泵房的污水提升泵、沉砂池的排砂裝置和砂水分離等設(shè)備，此外，還負(fù)責(zé)進(jìn)水水質(zhì)如pH、SS（濁度測(cè)量）等參數(shù)的在線檢測(cè)。

2.2.2 生物處理系統(tǒng)/配電中心，該P(yáng)LC工作站一般設(shè)在全廠的配電中心控制室，負(fù)責(zé)監(jiān)控污水生物處理工段。其主要控制對(duì)象為生物池的水下攪拌器、水下推進(jìn)器和曝氣設(shè)備，污泥回流泵房的污泥回流泵、剩余污泥泵，二沉池的刮吸泥機(jī)等設(shè)備。此外，其還負(fù)責(zé)生物池DO、ORP、MLSS；污泥泵房pH、MLSS，配電中心的電氣參數(shù)如：電流、電壓、有功功率，無(wú)功功率、有功電能、無(wú)功電能等參數(shù)的在線檢測(cè)。若污水廠生物池采用鼓風(fēng)曝氣時(shí)，在系統(tǒng)中還需增設(shè)鼓風(fēng)機(jī)房PLC工作站，一般情況下工作站設(shè)在鼓風(fēng)機(jī)房配電間控制室，負(fù)責(zé)監(jiān)控鼓風(fēng)機(jī)及其輔助設(shè)備的運(yùn)行及風(fēng)量的調(diào)節(jié)。

2.2.3 污水消毒系統(tǒng)/出水泵房，該P(yáng)LC工作站設(shè)在出水泵房控制室。其主要控制對(duì)象為出水提升泵、切換井電動(dòng)閥門以及加氯消毒等設(shè)備，此外其還負(fù)責(zé)出水水質(zhì)如：余氯、COD、流量等參數(shù)的在線檢測(cè)。

2.2.4 污泥處理系統(tǒng)/脫水車間，該P(yáng)LC工作站一般設(shè)在脫水車間配電間控制室，負(fù)責(zé)監(jiān)控污泥處理工段。其主要控制對(duì)象為儲(chǔ)泥池的攪拌器、電動(dòng)閥門，脫水車間的進(jìn)泥泵、脫水機(jī)、濃縮機(jī)、加藥系統(tǒng)等設(shè)。

3 自動(dòng)化系統(tǒng)控制在污水處理行業(yè)的展望

3.1 自動(dòng)化系統(tǒng)控制的應(yīng)用價(jià)值。污水處理廠實(shí)行自動(dòng)化系統(tǒng)控制后，即可將制作過程的掌控以及資料管制緊緊的連接在一起，進(jìn)而能夠完成資料的歸結(jié)和計(jì)劃，完整的創(chuàng)建出污水廠整體的制作數(shù)據(jù)、傳送、解析、儲(chǔ)存以及管制的綜合體系。在污水處理廠的自動(dòng)化掌控體系中成功的使用分散控制系統(tǒng)的回路優(yōu)化設(shè)置，進(jìn)而能夠在很大的程度提升污水處置的結(jié)果，同時(shí)能夠完成在制作的過程中不好用數(shù)學(xué)模型來(lái)形容的問題。污水處理廠中使用先進(jìn)的檢查技術(shù)也能夠在很大程度上提升本廠的制作操縱合理性。除此之外，自動(dòng)化掌控體系的構(gòu)造策劃科學(xué)、性能完整、操縱過程穩(wěn)定，這些都能夠完美的展現(xiàn)出自動(dòng)化成本低的優(yōu)點(diǎn)，很適合現(xiàn)在污水廠的需要。

3.2 自動(dòng)化體系控制的前進(jìn)目標(biāo)。自動(dòng)化控制思想是在一百多年前開始出現(xiàn)的，現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的飛速前進(jìn)，引領(lǐng)著自動(dòng)化控制體系范圍內(nèi)的每個(gè)部分都有著飛速的前進(jìn)，自動(dòng)化對(duì)控制的精確度、靈敏度和體系的安全穩(wěn)定性的要求也日益提升，對(duì)應(yīng)的使用領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛。自動(dòng)化控制肯定會(huì)朝著智能控制的方向前進(jìn)，并且智能控制能夠更加方便優(yōu)秀的處理污水廠中自動(dòng)化控制中存在的問題。我們可以預(yù)測(cè)到，污水處置自動(dòng)化控制在將來(lái)會(huì)是結(jié)合了電腦、自動(dòng)化、智能以及網(wǎng)絡(luò)成一體的高科學(xué)技術(shù)含量的設(shè)備。并且伴隨著網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)前進(jìn)以及改善，遠(yuǎn)程進(jìn)行管制以及訪問也會(huì)在不久的將來(lái)運(yùn)用到污水廠中。必須要更加優(yōu)化自動(dòng)化措施的思想探索以及自動(dòng)化措施使用的水平，把更加穩(wěn)定、更加規(guī)范、更加前進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備引進(jìn)到污水廠中，這樣才能繼續(xù)完成永續(xù)前進(jìn)。也必須要繼續(xù)研究污水廠中使用的措施，才能夠適應(yīng)電子信息化的需要，才能使我國(guó)和發(fā)達(dá)國(guó)間的距離進(jìn)一步的縮小，享受更加舒服、和諧的生活。

4 結(jié)束語(yǔ)

污水處理廠中使用的自動(dòng)控制體系，能夠降低勞動(dòng)工人的勞動(dòng)，降低勞動(dòng)工人在操縱過程中可能遇到的危險(xiǎn)系數(shù)，提升污水處理體系的速度，完善污水處理體系的管制情況。不過，必須要承認(rèn)的是，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)污水處理業(yè)的自控體系在使用過程中還留存著很多急需處理的困難，特別是污水處理廠一定要面對(duì)的行業(yè)獨(dú)特性以及環(huán)境的繁雜性，處理后剩余污水的排放也是其中急需處理的難題。所以我們一定要加快對(duì)自控體系的探索速度，推動(dòng)污水廠自動(dòng)化的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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