北京第九水厂自控系统介绍

北京第九水厂自控系统介绍摘要：介绍北京第九水厂自动化系统的构成和特点，并结合供水工艺的运行、设备的控制、仪表的监测，谈一些水厂自控系统构建、运行、管理方面的体会。关键字：供水工艺自控系统设备运行0引言北京第九水水厂采用日本本OECF贷款，经过过招投标、分分三期建设。1988年一期工程程投产，1994年二期工程程投产，2000年三期工程程投产运行，现现日供水能力力150万m3，占北京市市总供水量的的60%，是亚洲最最大的水厂之之一。由于运行设设备、仪器仪仪表复杂多样样，给自控系系统的正常运运行和稳定控控制提出了很很多题目，在在解决这些问问题的过程中中，我们有收收获、有教训训。在此，对对第九水厂现现已全面稳定定运行的自控控系统作较完完整的介绍，经经便同行对此此有更新的了了解。1供水工艺及及运行方式北京第九水水厂包括一座座净配水厂(位于清河)、一座污泥泥处理厂(位于清河)、两座取水水厂(怀柔取水厂厂、密云取水水厂)。水源取自自密云水库和和怀柔水库，经3条DN2200的管线输送到净配水厂。(1)密云云取水厂工艺艺：密云水库库调流阀调节节流量加氯送水至清河河净配水厂。其其中主要设备备为DN16600调流阀和电电动蝶阀各2台，加氯机3套等。(2)怀柔柔取水厂工艺艺：怀柔水库库隔网隔栅拦拦污加氯取水泵送水至清河河净配水厂。其其中主要设备备为两种调速速取水机组共共3套，取水机机组3套，液压球球阀6台，两种加加氯机共6套。(3)一期期净水主要工工艺：配水井井加药反应、沉演(机械加速澄澄清池)砂滤(虹吸)炭滤(虹吸)加氯清水池出水泵房。其其中主要设备备为排泥阀60个，气动隔隔膜阀192个，(一、二期共共用一个加药药加氯间和一一个配水泵房房)。(4)二期期净水主要工工艺：配水井井加药反应、沉演煤滤炭滤加氯清水池出水泵房。其其中主要设备备为炭电动调调节进水堰14台，刮泥机4台，搅拌机8台，煤、炭炭滤池各24个(采用电动执执行装置)，反冲风机3套，反冲泵3套；一、二二期共用一个个加药加氯间间和一个配尿尿泵房，采用用加氯机13台，两种加加药泵共14套，调速配配水机组4套，定速配配水机组2套，液压转转芯阀5台，加氨机6套等。(5)三期期净水主要工工艺：配水井井加药反应、沉演煤滤炭滤加氯清水池出水泵房。其其中主要设备备为电动调节节堰8台，电动进进水堰8台，吸泥机8魇，搅拌机10台，煤、炭炭滤池各24个(采用气动执执行装置)，反冲风机3套，反冲泵3套，加药泵6套，加氯机7套，调速配配水机组2套。定速配配水机组3套，液压转转心阀5台，加氨机5套等。第九水厂运运行人员根据据供水集团公公司中心调度度室下发的调调度指令，通通过设置在各各控制室的自自控装置，控控制有关设备备，进行取水水、配水、净净水等一系列列的自动控制制、调节、监监视操作。2自控系统构构成及控制原原则北京第九水水厂自动控制制系统采用日日本横河cenruum、μXL和CS30000系统；二、三三期滤池控制制部分采用modicconPLLC控制。整个个自动控制系系统的监控量量为：DI43300点、DO15500点、AI12212点、AO210点、PI30点。本着第第九水厂是一一个整体的原原则，一、二二、三期只有有一个中心调调度室，集中中管理、控制制全厂的生产产运行。所有运行设设备的控制层层次分为两级级：现场电器器控制盘操作作(现场级)、远方计算算机监控(中央级)。控制原则则为：现场级级优先、电器器设备的继电电保护由现场场电器盘自行行完成。2.1密云取水水厂密云取水厂厂采用日本横横河μXL系统，由一一个操作站和和两个控制单单元构成，监监控数据通过过通讯管理机机、电台与净净配水厂中心心控制室进行行双向传输。运行人员根根据净配水厂厂中心控制室室的水量要求求，通过调节节2台调流阀控控制取水量。夏夏季进行加氯氯，以防输水水管道内的藻藻类滋生。同同时监测原水水水质，并与与密云水局进进行数据传输输。图1净配配水厂监控系系统结构示意意2.2怀柔柔取水厂怀柔取水厂厂采用日本横横河CS30000系统，由一一个工程师操操作站、一个个现场控制站站和4个RI/O组成，监控控数据通过通通讯管理机、电电台与净配水水厂中心控制制室进行双向向传输。运行人员根根据净配水厂厂中心控制室室的水量要求求，通过启/停取水泵(3调3定)控制取水量量。夏季进行行加氯，以防防输水管道内内的藻类滋生生。同时监测测原水水质，并并与怀柔水利利局进行数据据传输。2.3净配水厂厂整个净配水水厂有操作监监视站21个、控制站18个、远程I/O(RRI/O)110个，通过HF总线、Vnnet、Eneet网连接在一一起，各监控控站均可互相相监视、互相相控制(由于运行的的安全可靠要要求，采用分分组方式进行行监控限制)。净配水厂厂监控系统结结构见图1。2.3.1预处处理净配水厂预预处理设备基基本采用CRT手动控制方方式，运行人人员根据运行行要求在监控控站处对调节节堰、进水堰堰、搅拌机、刮刮泥机等进行行调控，同时时监视原水水水质参数和设设备运行状态态。2.3.2加氯氯和加药加氯控制采采用按水量比比例投加，人人工设定加氯氯率，计算机机控制加氯机机自动调节，随随时监视各处处余氯值，以以判定加氯量量是否合适。根据加药池池状态自动进进行输、配药药控制，加药药量采用比例例投加方式，通通过调整加药药计量泵的转转速、冲程实实现。监视有有关浊度参数数，以确定加加药量是否合合适。2.3.3滤池池二、三期滤滤池为均质滤滤料微膨胀气气水反冲滤池池，采用modicconPLLC控制，通过modbuus总线接口与与横河空制系系统相连，进进行数据传输输。二、三期滤滤池各有24个煤滤池、24个炭滤池，第第个煤滤池有有6个闸、阀(进水闸、出出水阀、进气气阀、排气阀阀、反冲进水水阀、排水闸闸)，每个炭滤滤池有4个闸、阀(进水闸、出出水阀、反冲冲进水阀、排排水闸)；二期滤池池闸阀使用linittoq电动执行装装置，三期滤滤池闸阀使用用keysttone气动执行装装置；煤滤池池、炭滤池均均为恒水位运运行，煤滤池池滤程为48小时，炭滤滤池滤程为6天。滤池控制系系统所控设备备有闸阀的电电动(气动)执行装置、反反冲风机、反反冲泵及相关关仪表(液位、水头头损失、浊度度、余氯、水水量等)，二期、三三期滤池监控控点数各1600点左右；滤滤池控制方式式采用现场手手动和中央自自动控制。ModicconPLLC模块安装于于现场控制柜柜中，柜面上上装有现场显显示控制器；；每个现场控控制柜负责2个滤池的控控制；PLC模块采用Modiccon1200系列。滤池控制室室内设有2套Modiccon8000系列PLC，以双机热热备方式工作作，800系列RI/O负责滤池运运行公共设施施(风机、水泵)的控制及单单个滤池么冲冲排队、数据据传输、运行行参数的调整整等。二期滤池PPLC编程软件使使用美国tayloor,三期滤池PLC编程软件使使用modsooft,人机接口软软件使用FIX。2.3.4回流流设备回流设备运运行采用CRT手动控制方方式，根据均均匀回流的原原则，监视回回流池液位，人人工控制定速速、调速回流流泵的运行。2.3.5配水水泵配水泵的控控制听从中心心调度室的命命令。中心调调度室根据集集团公司中调调的水量要求求，下达定速速、调速配水水泵的组合指指令，以调速速泵运行为主主。配水泵的的启/停一步化过过程由自控系系统完成，也也右用CRT手动操作。2.4污泥处理理厂污泥处理厂厂采用日本横横河μXL系统，由一一个操作站和和三个控制单单元构成，通通过门电路单单元与横河HF总线连接。板框压滤机机采用PLC控制，自成成系统，其运运行状态通过过上位处理机机送μXL系统。排泥泥池、提升泵泵房、浓缩池池、脱水机房房设备、仪表表状态均由操操作站CRT手动操作、监监视。3自控系统运运行维护的一一些体会十几年来，北北京第九水厂厂的自控系统统在建设、运运行、改造、管管理的过程中中，有收获、有有教训，体会会很多。(1)在招招投标过程中中，要有自控控系统人员参参与，着重注注意招标的设设备要求和投投标的设备提提交是否能满满足工艺对自自控功能的要要求，及时修修正那些不能能提供控制功功能的设备及及电器盘柜，避避免造成与自自控系统衔接接不上的问题题。在九厂工工程中，我们们曾在这方面面进行了大量量的工作，包包括修改远方方/现场无扰动动切换、控制制保持等等。(2)在自自控系统建立立的过程中，要要有自控维护护人员参与，着着重注意系统统的构成及软软、硬件配置置，在配合承承包商按设计计要求进行软软件编程的同同时，深入了了解控制系统统，以便进行行投运后的维维护管理。事事实证明，再再完备的系统统调试也有遗遗漏的地方，甚甚至在运行了了几年以后不不会发现系统统程序中的错错误之处，更更别提由于合合同规定的现现场工作时间间的限制，一一些外商根本本来不及将程程序一一测试试。为了自控控系统的及时时、正常运行行，很多调试试工作就由我我们来完成。(3)不能能盲目追求系系统的完美、设设备控制上的的万一，而应应根据工艺运运行的特点进进行自控系统统构建。从供供水集团公司司对第九水厂厂一、二、三三期工程自控控系统构建要要求的变化，就就可看到这个个弃繁从简的的过程。一期期控制系统的的控制层次有有：现场设备备、现场电器器控制盘、综综合盘、自控控系统控制柜柜，运行人员员在设备处、现现场电器盘、综综合盘、计算算机等处均可可操作，实际际运行中有些些地方的操作作基本不用，而而无形中却增增加了许多故故障点，造成成许多不必要要的问题。二二期控制系统统就减少了控控制层次，只只有二级：现现场设备(或现场电器器盘)、计算机，系系统明显简化化，维护量明明显减少。三三期控制系统统吸收了二期期的优点，进进一步提出简简单、实用、安安全、可靠的的指导思想，减减少了费用，满满足了运行要要求，利于系系统的维护和和完全善。以以前为了一个个万一，要从从工艺管道、系系统软件等各各方面做大量量的设置更改改，造成工艺艺控制系统的的繁杂；现在在我们对于这这样的情况均均退到计算机机手动状态，由由运行人员进进处理，待正正常后再投入入自动运行，一一切清晰明了了，反而提高高了运行效率率。(4)不能能盲目追求仪仪表的精度、产产地和种类。要要根据本厂所所处理原水的的特点，定出出所需仪表类类型和精度。对对于关键性的的监控设备和和仪表，必须须采用稳定可可靠的监控设设备，例如进进、出水流量量计等，而对对一般监测仪仪表则不必强强求精度或进进口。二期工工程中，我厂厂也购置了美美国Chemtrac公司的流动动电流仪，准准备用于加药药控制，但实实际应用效果果却不理想。经经过分析测试试发现，我厂厂水源属于低低温低浊，且且一年中温度度、浊度变化化不大。经过过加药处理后后，繁花形成成不大，游动动电荷的形成成也很小，因因此使得流动动电流仪。的的监测误差较较大，不易据据此对加药量量进行稳定控控制调节，而而采用流量比比例投加即可可由到预期的的效果。如果果将流动电流流仪用于高温温高浊，且水水质变化较大大的水处理厂厂，可能会取取得理想的效效果。另外，在在一、二期工工程时，我厂厂均采用德国国E+H的流量计，三三期工程时，通通过调研发现现开封仪表厂厂的E-mag流量计性能能已有很大改改进，质量也也很稳定，就就全部采用了了开封流量计计，经过两年年来的运行，效效果不错。(5)建设设部颁布的《城城市供水行业业2000年技术进步步发展规划》主主要指导思想想就是：促进进供水事业，缩缩短与国内外外的差距，确确保安全优质质供水，努力力降低成本。但但技术进步绝绝不是以购置置了多少先进进技术设备、仪仪表为标准的的，应主要看看其是否发挥挥了先进的作作用，是否促促进了供水运运行，是否降降低了成本，是是否提高了经经济效益。为为此必须加强强对进口设备备、仪表的消消化吸收工作作，重视进口口设备关键部部件的国产化化问题，完善善文档资料，规规范维修过程程，以减少故故障时间，保保证安全运行行。(6)加强强对运行人员员和系统维护护人员的培训训，这是保证证系统运行的的关键。九厂厂的设备来自自各个国家，设设备、仪表种种类繁多，各各有特点。对对于自控系统统维护人员来来讲，决不能能只关心软件件，各种设备备的状态直接接影响自控系系统的运行。在在运行中，软软件程序一般般是稳定的，而而造成不可控控的原因多数数据是受控设设备的问题，例例如状态信号号没反馈回来来、设备控制制回路故障等等。所以我们们要求自控系系统的维护人人员掌握所控控设备的原理理、性能、与与控制系统的的连接关系，以以便及时、准准确地判断故故障点。而加加强对运行人人员的培训，既既提高运行水水平和巡视观观察的准确性性，也提高了了处理意外事事故的能力。(7)不断断注意对软件件的后期维护护工作。由于于最初