探究自来水厂中的自动化管理制度

发布时间：2014-09-30所属分类：科技论文浏览：1222次

摘 要： 摘要：经过长期的实践证明，该自动化系统在自来水厂中的应用具有极大的商业潜力，主要是因为它同时实现了高质量、高效率、高安全系数以及低能耗，这种自动化处理系统在保证水质的前提下大大提高了自来水厂的处理能力，所以值得在水厂中大力推广。 1 工程概述

　　摘要：经过长期的实践证明，该自动化系统在自来水厂中的应用具有极大的商业潜力，主要是因为它同时实现了高质量、高效率、高安全系数以及低能耗，这种自动化处理系统在保证水质的前提下大大提高了自来水厂的处理能力，所以值得在水厂中大力推广。

　　1 工程概述

　　小昆山水厂(一期)工程位于松江北部原水供水工程斜塘取水口东侧约300米处，北至古浦塘，征地面积约141亩。松江小昆山水厂一期工程设计规模为20万M3/D，总体规划规模为40万M3/D。制水工艺采用最新的深度处理工艺，以达到最新的国家标准各项要求自控仪表设备安装采用先进的分布式集散控制系统，结合最新的计算机控制技术、网络通讯技术，实现整个水厂生产工艺的自动化管理和控制，可极大地提高自来水厂的生产效率和出水质量。

　　2 系统的组成与控制方案

　　2.1 系统组成

　　基于整个自动控制系统有数个控制站，现以某一个一级控制站为例，重点介绍PLC在其中的硬、软件的设置情况。PLC的硬件配置主要由基架、CPU模块、电源模块、数字量输入输出模块和模拟量输入输出模块、通讯模块这几个配置组成，作为基础配置的基架，采用的是扩展型，置于其上的其他模块的位置编制除了CPU模块、电源模块这两个模块其他的模块位置随意，一般都是先电源模块(最左端插槽)其次为CPU模块，尽管其余的模块位置没有讲究，但是一旦配置完成之后就不可以再改动。对于硬件中的基架进行拨号设置时，主要是依据具体情况而定。对于基架的四个拨码一般均采用16进制，但是“0”号主基架的拨码例外，需要将其四个拨码全部设置成“off”状态。

　　2.2 控制方案

　　加药系统采用单闭环自动控制方式见图1。

　　由(图1)可以看出加药的过程就是一个反馈抑制的过程，首先由中央控制系统设定一个SCD的值，然后依据原水的一些特征性常数自动加药，对混合后的水搅拌之后由SCD检测水质，再将检测结果转化成4-20MA信号反馈给PLC，比较得到的反馈值和预先设定的值，经过PID的计算来控制变频器的频率继而调整计量泵的转速，这样的一个循环反馈控制，使得自动加药的量控制在合理的范围内。

　　加氯系统自动控制方式与漏氯控制方式如下。

　　前加氯控制方式：前加氯机依据4-20MA信号对原水进行加氯处理，而这个4-20MA信号则是是PLC3经过处理的得到的，主要由中央控制器设定的一个前加氯值与原水的瞬时流量两者共同决定的。

　　后加氯控制方式：与前加氯控制方式不同的是，中央控制器对余氯的设定值设定给PCL4而非PLC3，控制后加氯机的加氯量的信号是由PLC3发出，但是这个信号的决定权在于实测余氯所得值和中央控制器对余氯的设定值。

　　漏氯控制方式：漏氯的检测由PCL3负责，一旦发现现场氯气量超过事先的限定值时，它就会自动发出警报，同时开启漏氯吸收中和装置。

　　滤池过滤与反冲洗控制方式：滤池的恒液位控制方式见(图2)。

　　PCL4控制滤池的液位在一个设定的液位，为了保证恒液位，需要比较现场的液位变送器送出的模拟量与事先设定的液位值，如果现场的液位值高于设定液位，PCL就会相应的发出指令让出水阀门变大，但是如果情况相反，则出水阀门就会相应的变小，通过这种不断地循环反馈系统保证了滤池的恒液位。

　　恒压供水控制方式以及水泵的运行：现阶段，我国自来水厂的供水方式均采用恒压供水的方式，主要是通过下(图3)这样一套闭环的反馈控制系统来稳定水压，达到恒压供水的目的。

　　与之前的加药控制的原理基本相似，通过比较现场测定到的水压和事先给PCL5设定的水压值来改变变频器的频率，继而改变水泵的转速来调节供水压，经过反复的循环调节最终达到恒压供水的目的。

　　其实在自动方式下水泵的运行会遇到很多种不同的情况，在合上变频器手动开关的那可开始，首先由PCL5检测水池水位，如果水位符合事先设定的水位，那么变频器的输出频率从0Hz开始上升，随后由水压来反馈变频器的输出频率：(1)水压不足，那么变频器的输出频率就会上升到49Hz，一段时间后，就不得不使用工频泵。(2)用水量减小，水压超过预设值，那么输出频率就会相应减小，减小出水量，保持出水压恒定。但是如果在输出频率减小之后，水压依旧很高，那么PCL5就不得不进行计时：计时一定时间后，水压降到预设值，那么放弃计时，继续变频器的正常调速运行;计时一段时间之后，水压依旧高于预设值，PCL5就会单独运行一台变频泵降低出水量，即停止运行工频泵。中央控制系统对于现场的实时监控主要依靠现场相关检测数据的及时输入，这就要求现场能及时采集数据经过处理将处理结果输入中央控制中心的PC机内。

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