水厂自控系统建设设计方案

1、 水厂自控系统建设方案目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc111390954 一、某水厂自控系统的组成 PAGEREF _Toc111390954 h 1 HYPERLINK l _Toc111390955 1.1 自动控制系统结构及目标 PAGEREF _Toc111390955 h 2 HYPERLINK l _Toc111390956 1.2 控制方式 PAGEREF _Toc111390956 h 3 HYPERLINK l _Toc111390957 2.中央控制室 PAGEREF _Toc111390957 h 3 HYPERLINK l _Toc

2、111390958 2.1 运行监控 PAGEREF _Toc111390958 h 4 HYPERLINK l _Toc111390959 2.2 运行控制 PAGEREF _Toc111390959 h 4 HYPERLINK l _Toc111390960 2.3 数据管理 PAGEREF _Toc111390960 h 4 HYPERLINK l _Toc111390961 2.4 告警处理 PAGEREF _Toc111390961 h 4 HYPERLINK l _Toc111390962 2.5 报告和打印 PAGEREF _Toc111390962 h 5 HYPERLINK

3、l _Toc111390963 2.6网络数据服务 PAGEREF _Toc111390963 h 5 HYPERLINK l _Toc111390964 3、各变电站的控制 PAGEREF _Toc111390964 h 5 HYPERLINK l _Toc111390965 3.1 原水泵房控制站 PAGEREF _Toc111390965 h 5 HYPERLINK l _Toc111390966 3.2 高效澄清池控制站 PAGEREF _Toc111390966 h 6 HYPERLINK l _Toc111390967 3.3 翻板过滤控制站 PAGEREF _Toc1113909

4、67 h 7 HYPERLINK l _Toc111390968 3.4 加药加氯控制站 PAGEREF _Toc111390968 h 9 HYPERLINK l _Toc111390969 3.5 臭氧活性炭室控制站 PAGEREF _Toc111390969 h 10 HYPERLINK l _Toc111390970 3.6 水泵房控制站 PAGEREF _Toc111390970 h 11 HYPERLINK l _Toc111390971 3.7 污泥脱水室控制站 PAGEREF _Toc111390971 h 11水泵房控制站 PAGEREF _Toc383168985 h 错误

5、!未定义书签。一、某水厂自控系统的组成某水厂自控系统网络拓扑采用光纤以太网环网结构。在这种网络结构下，每个变电站可以通过两个不同的通道与中央控制室进行通信。即使网络中的一根光纤损坏，也不会影响中控室与主站的通信。某水厂自控网络拓扑图1.1 自动控制系统结构及目标某水厂自控系统按照分散控制、集中管理的原则配置。全厂设有中央控制室，管理整个生产过程，房内分别设有水泵站、高效澄清池、加药氯化室、滤池、活性炭处理PLC控制站、供水泵房和污泥脱水房。 PLC控制站组成一个光纤以太网环网，每个控制站负责处理每个站的数据采集和控制任务。自动控制系统具有以下功能：在线实时显示各工艺环节的生产数据，并根据工艺要

6、求，以不同方式对生产过程中的异常数据进行显示和报警；实时显示全厂生产过程中所有重要设备的运行状态和参数，异常情况显示和报警提示；根据进水流量、出水浊度和投加比实现加药系统的自动控制；通过自动调节实现滤池的恒定水位过滤。反冲洗根据滤池水位、上下滤层压差和阀门开度实现运行、反冲洗、再运行的全过程控制，也可实现人工强制反冲洗。操作画面；系统可根据出口主管压力自动启动、停止和调节水泵。1.2 控制方式某水厂所有电气设备均采用集中控制和现场控制两种控制方式。集中控制由操作人员在中控室的上位机上进行，现场控制在本地控制箱上进行，具有两个优先级。 ，集中控制是最低优先级，现场操作是最高优先级。中控室设有自动

7、和手动两种控制方式。手动控制由操作人员在中控室上位机控制，自动控制可根据现场采集的信号经逻辑运算后由PLC系统自动调节。现场控制有远程/本地两种控制方式，远程方式由PLC控制站控制，本地方式由操作人员在现场控制箱上手动操作。通常采用远程控制进行控制，在控制系统维护或检修时切换到本地操作，以保证连续生产。2.中央控制室中央控制室是整个控制系统的核心。它整合了生产经营过程中的所有实时数据，可以对整个厂区的整个生产过程进行集中监控、管理和控制。同时可以显示和提示生产过程中的各种报警，记录运行数据。中央控制室通过光纤环网与各站PLC控制站通信。中央控制室设有两台操作站电脑，监控厂区运行情况。操作人员通

8、过操作站上屏监控生产过程，调整工艺参数，调整工艺参数。控制现场设备。2.1 运行监控操作员通过操作站上位机监控工厂的生产过程，包括设备状态、现场仪表数据、事故报警、历史数据等，从而真实掌握工厂的生产过程时间和全面。2.2 运行控制操作员可以通过操作站上位机根据需求和调度指令调整厂内生产，根据监控设备状态和运行记录优化生产模式。2.3 数据管理操作员的上位机记录每个工厂系统上传的数据，并对这些数据进行处理，形成一个持久的数据库和生产报告。根据历史数据库，可以分析生产质量和成本指标，管理设备的运行情况。2.4 告警处理当生产过程或设备出现异常时，中控室会发出报警提示和声音报警信号。警报类型包括：水

9、泵故障；压力、液位、流量异常；螺杆泵、搅拌机等设备故障；控制系统发现异常；通讯失败。2.5 报告和打印中控室上位机自动生成每日报表，报表中有实时数据和统计数据，可通过打印机打印。2.6网络数据服务系统可以通过Web服务器将运行数据发布到网络上，有需要的人员可以通过网络查看。3、各变电站的控制3.1 原水泵房控制站原水泵房水泵的启停由调度员根据清水池水位、水泵房运行情况及外网需求变化情况确定。 PLC控制系统可实现对主要设备的信号监测、一步启停及相应的故障处理。待机状态下，泵房内泵的进水阀打开。水泵启动时，先开启水泵，再将出水阀开启到位。在对信号的持续监测过程中，如果设备未能正常完成动作，或者监

10、测到的数据超标，即现场触摸屏和中控上位机会弹出报警提示房间，并且正在执行的命令将同时被重置。实际情况解决设备故障。设备故障清除后，可在现场触摸屏或中控室上位机上清除报警提示，然后重新启动。原水泵房控制站的所有数据通过专线与某水厂中控室进行数据交换。原水泵站出水控制采用串级控制，控制出水主管压力。串级控制的主控量为出水主管压力，副控量为原泵站吸水井液位。控制出口主管压力在0.250.3MPa之间；原水泵相互联锁。根据水厂和原水用户的运行负荷，将4台水泵分为1台两备和一台两备，并可根据每台泵累计运行时间循环启动，达到均匀磨损的泵。避免某款泵因长期不使用而频繁使用造成设备疲劳或生锈；自动控制格栅机。

11、格栅机由时间继电器控制，每小时运行十五分钟。当格栅机达到运行时间时，启动格栅机，不仅可以保证粗格栅每次运行都能耙出一定量的垃圾，提高运行效率，而且可以防止格栅机损坏。由于垃圾过多；控制站采集原水泵房的所有仪器仪表和水质分析数据，并将相关泵阀设备的启停信号传送到现场触摸屏和某水厂中控室。3.2 高效澄清池控制站自动污泥控制根据所测得的澄清池出水浊度数据，通过对运行工况的分析，可以得到在澄清池浊度为出水在最佳X范围内。以最合理的浊度值作为自动排泥的上下限（此设定值可在线修改）。当浊度达到上限设定值时，发出排泥预警，排泥电动阀自动开启，回流电动阀关闭，开始排泥；打开回流阀，关闭排泥阀。污泥回流控制产

12、水时，根据进水量和回泥率自动控制污泥螺杆泵的启停和调节，同时打开回泥阀，关闭排泥阀.控制站采集所有高效澄清池、水质分析数据及相关泵阀设备启停信号，并传送至现场触摸屏和中央控制室。3.3 翻板过滤控制站水过滤恒水位自动控制滤池内水位的变化受进水量变化、滤层堵塞值、过滤周期、待过滤水浊度的影响。采用滤池恒水位控制，使滤池过滤速度在生产周期的全过程中根据生产情况自动调节，避免了滤池过滤速度过快的问题。生产周期初期过快，后期过滤速度过慢。后水浊度在生产周期内相对稳定。超声波液位计用于检测过滤器液位的变化作为过程变量（PV），然后与设定值（SP）比较，计算出过程变量的变化趋势，然后输出控制信号（CV )

13、 调节出水阀来控制过滤率，保持过滤器液位恒定。翻板过滤器自动反冲洗自动控制过滤器反洗启动控制条件为出口阀位超过上限、过滤器压差值达到设定值、液位值超过上限和人工干预，当前三个条件同时满足时间，或者满足后一个条件。 , 自动反冲洗系统被激活。系统的运行由PLC的顺序控制系统进行逻辑控制，控制如下：第一步：预设启动条件（高阀位、高差压、高液位、手动）；第 2 步：条件触发自动反冲洗；第三步：关闭过滤器入口阀门，当过滤器液位下降到设定高度时，关闭过滤器出口阀门。第四步：打开反洗风机的放空阀，启动反洗风机，等待60s延时，直到风机稳定运行；第五步：打开反洗进水阀，关闭反洗排气阀；第6步：延迟5min进

14、行空气冲洗；第七步：启动反洗水泵，延时10s直到泵运行稳定，打开反洗水进水阀；第八步：当液位上升到设定值时，切换到下一个过滤罐；第九步：当液位下降到设定值时，打开反洗进水阀；第 10 步：打开反冲洗风扇排气阀/关闭反冲洗进气阀。第十一步：停止反冲洗风机运行；步骤12：停止反洗进料泵的运行；步骤十三：关闭反洗进水阀和反洗进料泵出水阀；至此，反洗循环结束，进入下一个过滤循环。在反冲洗泵不经常启停的情况下，可同时冲洗两三组过滤器，一组过滤器可作为气冲和水冲的过渡。滤池自动反冲洗系统控制将充分考虑当前实际生产运行情况对控制参数进行修改，并在上位机操作界面上为操作人员预留相关控制参数的修改界面。控制站采

15、集翻板过滤器的所有仪表、水质分析数据及相关泵阀设备启停信号，并传送至现场触摸屏和中央控制室。3.4 加药加氯控制站自动控制加药和加药投加量主要根据澄清池的浊度、过滤器的出水量、原水的流量和配比值自动控制。前馈控制确定给定量，然后以高效澄清池和过滤器出水浊度作为反馈信号，调整前馈给定量。通过前馈剂量和反馈调整剂量可以获得最佳剂量。采用多因素前馈-反馈控制系统对投药进行控制，以待过滤水的浊度为控制目标的多因素前馈-反馈控制系统通过程序在可编程逻辑控制器。氯气自动控制预氯化自动控制预氯化的主要目的是杀死水中的微生物或氧化的有机物。预氯化的自动控制采用进水流量的前馈自动控制。公式为 Y=A*K*Q，其

16、中 Y 为预氯化。投加量（mg/L），A为给定值，K为单位原水氯投加量（mg/L），该值可根据原水水质分析数据动态调整，Q为原水流入量（立方米/升）。后氯化和补氯的自动控制将出水主管余氯值与其设定值进行比较，控制系统根据两者的偏差采用动态调整，使出水余氯稳定在设定值附近。预加后加氯自动控制，可快速调整因处理水量变化引起的需氯量变化，更准确地修正余氯偏差。调节特点简单，出水水质稳定也有保证。控制站采集加氯室内所有仪器仪表、水质分析数据及相关泵阀设备启停信号，并传送至现场触摸屏和中央控制室。3.5 臭氧活性炭室控制站臭氧发生系统臭氧系统通过以太网与主站通讯，实现对臭氧发生系统运行状态的在线监测。主

17、控系统根据进水量实时向臭氧发生系统致臭氧剂量。活性炭系统活性炭罐的进水口可以通过进水流量进行监控。当流量下降到设定值时，提示进入反洗，打开反洗进出水阀，通过压力变送器监测反洗强度，反洗600s后，停止反洗泵，关闭反洗反冲洗进水阀和出水阀，打开过滤器进水阀和出水阀，进入待机状态。 （活性炭处理室手动阀门已联系施工单位检查现场，正在准备采购阶段。）控制站采集臭氧活性炭室内各仪表的数据，并将相关泵阀设备的启停信号传送至现场触摸屏和中控室。3.6 水泵房控制站供水泵房控制系统根据设定的出厂水压自动调节工频泵的台数和变频泵的运行频率。水泵投运时，当管网负荷降低，变频水泵变频调速达到下限时，自动减少一台工频水泵的运行，机组的运行状态水泵根据管网负荷的变化实时动态调节。 PLC控制系统根据指令一步启动和停止水泵。在对信号的持续监测过程中，如果设备未能完成正常运行，或者监测到的电流超限等异常情况，即在现场触摸屏和主