水厂自动化工程完整介绍

威远县粮丰水厂综合自动化系统成都赛深科技有限责任公司设计施工

粮丰自来水厂建设工程是威远县的重点工程之一，位于威远城外两公里凉风坳。工程建设一期供水2.5万吨/日，二期供水5万吨/日。系统总共分为安防系统、自控系统及中控室三部分。其中,自控系统主要分为加氯加药系统、滤池系统、泵房系统三部分，分别采用PROFIBUS与中控室通讯，系统采用变频变压变流控制，根据流量的变化采用专用算法自动选择合适泵型变频供水确保出厂压力，自动弥补因为流量变化而产生的压力管道损失，真正确保用户终端压力恒定，真正做到根据用户的用水情况自动优质供水。将生产成本降至最低。

安防系统主要包含厂区摄像头及附属云台，和周围围墙的红外周界，并在中控室集中显示和控制。中控室作为整个厂区的核心和大脑，集中控制显示整个厂区的所有设备运行情况，具有以下功能：一、直观显示所有设备运行状况；二、所有设备的远程控制和监视；三，整个厂区数据的记录；四、所有安防设备的显示控制和记录；五、提供良好的人机界面，以利于业主根据实际情况做修改，确保整个系统的最佳运行状态。六、提供各种声音报警，以确保操作员注意。水厂概况

综合自动化管理、控制系统采用一套西门子S7-DP过程控制系统（PLC控制器加上通讯设备组件），过程检测仪表采用标准仪表、4～20mADC信号。通过S7-DP网，分别实现对各设备的集中管理与分散控制。S7-DP是一种适合数据采集、设备控制、网络通讯的应用于工业环境的系统，具有很高的性价比。本系统主要由上位计算机、PLC和现场仪表、设备组成。上位机对系统进行管理和监督，实现系统的在线检测，统计，图形显示，报警和打印，在线修改系统各分部的控制参数。通过DP的联结，S7-300作为主控制器并通讯主站实现人机交互、通过DP实现与现场设备的同步运行，根据实际的测控点位配以相应的I/O模块。以DP构成生产现场的通讯网络，组成一个功能完善、高效率的DCS系统，实现整个生产过程的实时数据采集和自动控制，传送分布于各处的工艺参数至中央控制室，实现数据的集中管理、监视。在确保生产正常稳定运行的同时，进一步促进生产效率的提高，降低运行成本，提高供水质量。根据工艺要求与设备分布，并充分结合现代控制技术，在保证系统合理的性价比的基础上应充分考虑系统的先进性、可扩展性，为今后用户改造与扩建提供空间和技术上的保证，使用户的投资能得到长期保障。网络化的控制系统DP网络技术向用户提供了如下好处：简化施工而降低成本对任何应用，配置方便简单、快速的起动生产中的高度灵活性可靠和确实的诊断数据可靠的数字传输技术

S7-300的CP专用通讯模块早已用固件（HardwareandSoftware）的方式实现通讯功能，它减轻了数据终端设备（DTE）的负担，如数据流控制，成组等通讯任务，为工业现场的快速数据通讯提供了基础。本系统以WINCC为控制软件开发平台，其强大的功能能充分表达各种复杂的工艺要求，灵活方便的管理不同的控制器之间的数据交流。WINCC能够编制丰富细腻的人机界面，其C语言的脚本编辑为应用软件的二次开发提供了更大的空间和丰富的功能支持,具有丰富的数据处理能力。电视墙庄重气派，整个中央控制室简洁、大方可自由操作的监控画面

监控系统设备选用国外先进的监控产品，并应具有标准化、高性能、高可靠性、可扩展性、安全性、安装操作维护简单、智能化网络管理的特点。监控系统设计的主要目的是实现整个水厂重点区域的实时监控功能，并根据用户的要求力求做到经济、可靠、合理、先进。在日常运作中，电视监控系统是企业现代化管理必不可少的手段之一，它像一双双永不疲倦的眼睛忠实地监视着整个受控区域，为管理人员送去重要的图像信息资料。避免人为的失误和破坏。

本自动控制系统对水厂内的送水泵房系统、加药系统和与加氯系统通讯、气水滤池实施独立的运行控制。每套系统设置一套基于可编程序逻辑控制器（PLC）的控制站，在中央控制室建立一套统一的过程监控HMI并为水厂配备一套电视监控和红外周界系统。电视电控系统由一台工控机统一管理，自动化系统则由两台软件配置一样的两台工控机并立运行，提高可靠性。即可热备也可后备。

一体化球形摄像机采用旋转球配置，内置1/4”彩色CCD，水平分辨率为470线，低照度为0.01Lux，内置28倍光学变焦镜头，可0－355°水平，0～90°向下连续无盲点监视，通过变焦，最远可视距离不小于200m，RS485通讯，64个预置点，云台内置解码器支持Pelco-P协议。设备为智能型，集摄像机、变焦镜头、云台、解码器于一体的设备。控制系统的过程监控HMI（2台式工业PC）1、过程监控HMI的主要功能有：过程数据处理，报表生成(屏幕显示)，过程显示，过程的指令界面2、过程监控HMI的数据处理功能包括以下内容：过程变量的历史趋势初级信号的处理，例如：状态信息(开/

停、开/关等)，报警信号和扰动信号模拟变量监视3、报表生成功能提供如下功能：日报表、月报表、年报表、报警4、过程显示功能提供如下内容：动态的流程画面、历史数据的显示、实时趋势显示、信息的显示5、指令由操作员输入并具有以下功能：控制系统的设定点、启停设备、故障/错误和干扰信息的确认6、系统提供密码功能，具有不同的权限功能。送水泵房系统概述

送水泵房是自来水厂最重要的设备，也是能耗最高的地方。先进、合理、可靠的系统设计可保证安全、正常的生产过程，和最佳的经济效益。送水泵房包括5台水泵及配套的出水电动蝶阀（2台90KW、2台75KW、1台75KW），由1台90KW的变频器和1台软启动器带动实现变流变压组合投切、从而满足用户末端的恒压供水。该系统是水厂系统构成的主要部分，送水泵消耗的电能占生产成本的很大比例，因此精心配置送水设备、设计合理有效的控制策略是十分必要的。本系统设置一个PLC站并作为控制中心站与中央控制室连接。为了提高系统的可靠性，本PLC站采用了双控制器模式。S3-300控制器是一种适合于大中型自动化系统的西门子产品，其杰出的性能完全胜任了变流变压供水系统的要求。同时系统提供了一套S7-200控制器作为后备，当主控制系统故障时，通过人工干预S7-200系统，保证正常供水。

水是人们生活的基本需求，提供优质的生活用水关系到人民的身体健康，是一个必须高度重视的问题。随着市场经济的深化,自来水公司不仅要满足人们的用水要求，而且必须充分考虑企业自身的利益，因此，为企业建立优质、高效、合理的管理体系，提高企业的经济效益是十分必要的。利用自动化控制技术、计算机网络化管理功能对水厂进行现代化改造，是实现这一目的的物质前提。一般的自来水厂都采用多个PLC控制站检测完成前端的检测与控制，通过各种形式的现场网络同中央控制室连接起来，完成对水处理的综合控制管理。主要监测的参数有:入出厂水流量、管网供水压力、水位、原水和清水浊度、联络自动加氯和自动加药系统、余氯、PH值等，也可以根据用户的要求监测其他参数。双母线控制结构是变流变压多组合技术平稳实现的前提

由于送水泵的功率等级具有阶梯搭配，保证在实现恒压供水的的过程中，供水功率的投加或切除时变化梯度尽可能地小，从而保证供水压力尽可能地平稳，同时避免过功率投加引起泵阀频繁切换从而造成能量损失和机械磨损。我们在送水系统中配置了一台软启动器，这样，软启动器即可以与变频器配合工作，减少变频器的起停次数、减少电动阀门的开关次数，延长设备的寿命，当变频起器故障时，软启动也可以作为一种后备措施保证供水。

当系统需要投加工频泵时，通过软起母线直接启动，不影响变频泵的正常工作，避免电动阀门配合水泵工作的反复开关过程。

如果用户条件允许，我们可以使用两台变频器、采用三母线结构保证投入设备和退出设备以线性进退的方式完成切换，三母线制可保证系统自动故障或变频器故障后，能够通过软启动母线任意启动水泵。

本系统的水泵空气开关都自带联锁触点，一旦拉下空气开关，将在电气上把此泵与系统隔离并通知PLC此泵脱离系统，确保设备检修安全。系统团安全更的各背种保胖障措臣施--谊--榴-操作润安全重要斜参数锄的修只改必撒须有奥授权雁许可送水忽泵房仰发生球严重竿故障迹时，虏在中匠央控掩制室尘可以你远程楚屏蔽湿系统古的自城动运右行功逝能，村防止勿事故拔扩展响。操贫作的驻二次判选择送性则棚防止纺误操模作。可选荣择的袄变流演变压罢控制谢方式凡和自指动恒缴压控田制方胁式增单强了挺系统爪的可肥用性必。系统坝安全纷的各用种保影障措捏施--旷--喂-控制唐策略除保遵证完生整的菠工艺汗目的宅实现膜外，唇控制漠程序膨还涵栽盖完坏备的伪故障旋处理幼机制陵和故殖障提窗示功梨能。一旦上变频恋器故狂障，焦系统煮自动帽退出旺“自恨动运征行”垦状态嫩，并律锁定录故障地信息堆（即授使故逮障消医失）畏，防身止系奖统震域荡。连排除拣故障尖后，声必须水按复煤位按栽钮才签能恢楼复自书动，仆保证笼万无插一失宵。控制其程序旺一直模监视葬每台某水泵希的状悔态，踪蝶一旦圆发现萝设备公故障兼（包坚括热版过载捏、人隙为拉呆断对似应的夕空气扭开关险、对枯应的萍电动帖阀故化障）侦，系找统自仪动把疏故障饭水泵吹解列翅并给桶出报应警信国息。炮如果误此设稳备本慎身没敢有运怕行，自系统趴不再拉试图移启动呜它，崖如果剩设备穷正在澡运行瓦则立国即停搏止它文。故家障解睬除后宽从新架入列商等待卡控制忆程序捕的指出令。系统撇安全钱的各既种保江障措前施--轧--锄-防雷委和接栗地闪电滥是自壤然界趣强大桌的脉芦冲放辞电现尸象。追地球腰上每炮天约葱有80聚0万次甩云对治地的玩闪电思，平尖均每晨秒钟涛有10透0次。处它已包成为俘十大升自然朝灾害沈之一捞，给誉人类单带来瓜巨大水的损壤失。除用趴户供钱电系除统本公身已轮有的舱防雷臂措施央，为绳了保垒证控福制系请统的惕安全赶，增狗设了厌专门镇的弱日电接耽地装行置、辅信号插防雷免模块闯，增阵强弱裹电信亩号传详输的监安全相性。添加绵了降好阻剂轻的专离用接阴地装塞置S7牢-3骆00是SI离MA元TI料C控制山器中脂销售脖量最丧多的描产品爹，它对已成无功地跪用于哄范围症广泛释的自宾动化行领域折。S7予-3猾00的重寸点在妇于为擦生产简制造特工程闯中的告系统朴解决盲方案摇提供巡寿一个芦通用闹的自氧动化饲平台洞。这朗就是洒说，S7痛-3德00是用旦于集尝中式嚷或分励布式盒结构脖的优得化解面决方淡案。南坚持慈不懈鼻的创切新和画改革询使S7毅-3崭00这个女广泛邮应用喇的自般动化石平台城能持宾续不串断的得升值带。如果牛用户翻的自匹控系遥统任掏务需境要多吊于8个信冶号模谷块或倍通讯润处理采器模鸟块时值，则蛮可以窃扩展S7净-3劝00机架•在4个机色架上咳最多重可安桶装32个模护块，范最多3个扩新展机阿架(E狭R)可以漫接到悟中央倡机架(C绩R)上每轰个机扩架(C蔑R/张ER糊)可以去插入8个模留块•通过帅接口击模块店连接犁每个忽机架赛上(C略R/狸ER渐)都有屿它自仗己的欢接口娃模块姨。它度总是临插在CP迎U旁边轰的槽狐内，所负责锦与其怠他扩纽奉展机择架自腊动地总进行壮通讯政。通煎过IM算36柱5扩展杜可扩撤展1个机旷架，赛最长1米，乓电源受也是青由此扶扩展壶提供那。通过IM做36捷0/末36某1扩展效可扩颂展3个机条架，请中央昂机架(C搅R)到扩挽展机完架(E玩R)及扩铺展机碗架之梦间的飞距离熊最大餐为10米。•独立枝安装宋，每腹个机批架可揉以距甩离其项他机断架很惩远进纲行安牲装，坟两个蛋机架龟间(主机怀架与乡丰扩展孙机架泼，扩肆展机领架与挖扩展葡机架)的距胳离最湾长为10米。•灵活穿布置唤，机外架(C焰R/牛ER使)可以雾根据搜最佳煤布局勤需要胶，水锤平或详垂直芒安装堪。S7唤-3棋00主系更统具期有很狸强的瓣扩展萌能力巴适应律用户暑不断故增长终的需乔要CP胖U3肯15念-2怪DP是具砖有中谣到大疑容量榜程序兆存贮肉器和PR盲OF奔IB照US炭-D微P主/从接绘口的PL榜C-涉CP训U,它适俱用于装包括是分布缴式及弊集中衫式I/银O的任纺务中便，64欢K程序理存储侵容量贤、字轿操作复速度0.兔2u穷S、中蚀央机词可集吊中管钳理32寨76握7点DI卸/O和20昼48点AI畅/O、通宽过DP可管餐理32调76购7点DI暑/O和20缓48点AI静/O（每垂个DP从站I/逆O映像鸣能力24辛4字节邮）。5V供电货。西门霉子产秘品强幻玉大的及通讯窜能力杰，使售得不忘仅泵牺房主其站能天按需庸要进痛行扩邀展，旬还能积够通尚过总茂线连漏接，抗扩充稀近百捞个子啦系统拿，完怕全满聚足一捞个中存型企砍业的处需要咽。S7亩-3烤00通过发通讯坚处理贴器，启或通笛过集示成在CP辱U上的PR夜OF需IB蛙US畅-D描P接口敲连接凡到PR绝OF琴IB券US岁-D毒P网络上。膝带有PR努OF跳IB劲US偏-D纽奉P主站/从站网接口史的CP劲U能够奏实现错高速洪的、携用户识方便地的分氧布式冒自动拾化组丑态。通过PR轮OF吉IB该US祖-D县P分布拜式I/拢O就像处寨理集而中的I/完O一样疗，具状有相幅同的茎组态过、地评址和给编程粗。下列杀设备盟可以刘作为摇主站程：•SI办MA峰TI排C理S7乡丰-3崭00从(通过梁带PR并OF倾IB伪US眼-D氧P接口CP字U或通药过PR炮OF姑IB房诚US火-D绢P)下列宽设备分可以拣作为患从站再：•通过CP向34压2-旋5的S7垃-3刃00•CP晨U3祖15组-2夏D竭P，•ET荡20印0B逃/L院/M栽/S删/X分布繁式I/棕O设备•S7才-2锅00验P够LC•虽然忠带有ST苍EP椒7的编与程器/P图C或OP在总晨线中像是作为透主站娘，但震它们鹅只使俭用部分昏通过PR远OF焰IB战US回DP运行粘的MP浙I功能统。S7票-3体00的CP专用吩通讯店模块追早已缘瑞用固份件（Ha已rd辫wa着re稠a私nd裤S莫of由tw刷ar赞e）的划方式统实现艳通讯勺功能逐，它摆减轻聋了数泼据终瘦端设思备（DT但E）的搂负担顶，如丝式数据弃流控已制，龙成组阔等通老讯任杆务，鼠为工益业现蜻场的利快速糕数据街通讯吨提供势了基圈础。CP唯56失11冷D封P卡肾用辉于把PC机连孔接到PR抛OF列IB削US总线留或者S7的MP泡I口，烫符合填如下党通讯征：①有SO螺FT字NE搁T-辩DP的类乓型1语PR门OF奏IB讨US大D睬P主站没；②包括患有SO密FT调NE篮T-男DP的非骗循环DP扩展提在内顾的类文型2纸PR垂OF裂IB答US动D辱P主站甩；③有SO辆FT鄙NE自T-自DP从站肢的PR茎OF奔IB亲US伪D席P从站吵；④P矛G/爱OP通讯愿；⑤有SO拐FT猪NE洋T-择S7的S7通讯奖；⑥有SO漆FT壁NE厌T-威DP或SO言FT粒NE妨T-唯S7的S5兼容储通讯诞（基的于FD理L接口倦的发斩送/接收创）。简洁融、快庆速的斗通讯窗连接系统扁正常秃运行狮时，泽可以怪在线辣修改打程序池。下的载修球改了扣程序插前后来，系狼统数棵据完河全无闹缝，防大大遇地增耐加了致系统世的灵惩活性泽，适卖应性越。用蚂户随搞时提季出的其工艺峡调整撞、运泛行模域式变参化，弊在不语影响驶正常眨生产固的前衔提下告，都蝴可以尼得到疾满足沙。模块颗化的膨程序塔结构责和高太级语染言的仅引入支，使园程序物编制假可以招满足义任意咐的工任艺要糖求。从工蛾艺到劲算法职，现孟在很段简单魂。高效塑率的询编程浆环境S7闷-2弃00竖C牺N系列PL古C适用宜于各割行各主业，唇各种冒场合溪中的弓检测古、监硬测及宽控制咱的自牧动化编。S7呢-2裁00匆C吼N系列刊的强火大功斗能使洒其无沃论在所独立脱运行肆中，址或相速连成肚网络员皆能堤实现息复杂针控制念功能涂。因绝此S7迫-2吸00江C猴N系列绳具有寨极高树的性层能/价格底比。S7锅-2尸00道C平N系列壤在集解散自泥动化姨系统款中充淡分发车挥其散强大唱功能训。使败用范巷围可芦覆盖附从替袋代继践电器背的简啄单控遵制到凤更复佳杂的截自动但化控当制。后应用凳领域痛极为惰广泛垦，覆冶盖所葬有与盗自动尘检测造，自慢动化追控制狱有关嗽的工快业及芬民用彼领域网，包冬括各障种机点床、徐机械封、电含力设晒施、虚民用冠设施泊、环须境保揉护设牧备等央等。S7贪-2萝00踪蝶C庙N系列译出色吊表现煮在以湖下几芽个方控面：•极高繁的可仆靠性•极丰慕富的塔指令饱集•易于呀掌握•便捷膨的操宰作•丰富日的内革置集梳成功俗能•实时劣特性•强劲弊的通稍讯能帐力•丰富苏的扩显展模拥块S7阔-2光00具有包极强桃的通追讯能姑力。摄内部奸集成仍的PP喜I接口床为S7掠-2资00炒C半N的用相户提攻供了驼强大基的通亩讯功羞能。PP探I接口策物理雷特性专为RS赢48歪5，可盈在三戴种方境式下述工作讽：▲PP罢I方式羡：PP夸I通讯叔协议遮是西鸡门子拦专为S7向-2诞00朴C今N系列PL芬C开发松的一丑个通叨讯协闭议。飞可通锡过普箭通的山两芯侵屏蔽殿双绞笨电缆炊进行作联网伪。波你特率可为9.沉6k绩bi系t/听s，19练.2铲kb辽it述/s和18俊7.粥5k伤bi铁t/罢s。S7夕-2触00蜡C耗N系列CP永U上集善成的搂编程善口同龙时就桃是PP粪I通讯些联网深接口团。▲MP叮I方式青：S7弦-2只00箩C勇N可以廉通过前内置贼接口骂连接节到MP虫I网络志上，胡波特愤率为19孝.2虎k/惑18附7.恰5k阻bi明t扮/s。它聚可与S7籍-3犬00矮/S皮7-关40攻0溜CP贩U进行厉通讯茅。S7年-2粮00企C暖N抛CP郑U在MP勇I网络鄙中作敏为从晓站，败它们所彼此掘间不宰能通区讯。▲自由牢通讯啦口方汗式：须自由测通讯奥口方犬式是S7橡-2正00芒C艇NP灵LC的一牌个很梦有特聪色的惑功能赚。它脖使S7日-2苗00罚C抖N行PL辞C可以愤与任女何通雷讯协厅议公塞开的忘其它羽设备退、控抄制器盘进行罩通讯句，即S7扎-2则00质C抛N骆PL步C可以晨由用管户自掏己定晕义通荣讯协伍议（月例如AS须CI跳I协议艇）。郊波特雪率最烦高为38粮.4主kb斗it秃/s（可暂调整放）。伶因此攻使可龄通讯怠的范重围大汉大增俗加，扑使控罚制系柔统配惜置更粉加灵粱活、限方便值。性能贝卓越载的执桶行设喉备不仅倘选择扁了卓促越的那西门由子控浩制器偏，系受统也早配置贿了品叶质不聪凡的AB悦B传动好设备氧，通智过合王理的贸程序孝控制纸，实济现系鲜统性的能的严最佳开。PS井S1拐8.替..流30店0通用事型系叶列软主启动唐器，秘适合确电机冷电流惊从18至51垒5A应用殃，并摩提供粒灵活捞的方吉案，多且安额装和菌设置敏简单搬。•高灵春活性谨：两脆种不洋同的念接线付方式(内接复或外汉接)可供睡选择遣，更再可配屠置限渡流功坐能。•容易沟设定帽：仅千用三倡个旋怨旋便缺可在释大部贩分应讯用中蛾设定匠软起步动器元。•固态悠电路负：甚盾至在弹频繁冰起起扒和停沉止的晓应用易场合颈，也之可确尖保最秃高的脉稳定歉性和后最大投程度牛减少帝维护旋。AC躁S5借10变频丑器传叮动应洽用于帽广泛者的工垦业领票域，炮适用棒各类状型负够载。姐还针拍对风校机、降水泵淹应用烫做了区特别顾的优熊化，顺典型稍的应这用包衔括恒领压供间水，讽冷却寻风机那，地驴铁和刊隧道淘通风欠机等较等。▲完美惜的风拳机水愿泵应各用▲高级分控制夕盘▲用于锯降低球谐波向的专可利技决术：药变感想式电驴抗器▲循环禾软起▲用户励自定葬义U/迷F曲线▲超越岗模式▲内置RF膜I滤波粒器作鸦为标绘准配淋置，贩适用剂于第系一和哲第二省环境对用拥户开腊放的狮恒压虫调节贫功能概模式通过患近十吸年在歌供水堡行业么的工酒程实神践，躬我公宰司自醉己开悼发了靠一套无针对警恒压梯（以岔及我兽们新肃近实粉现的径变流伙变压帮）供葬水的殃专用PI钉D控制浑算法嗓，取较得了俊良好修的效矮果。应用么于供姨水系舱统的否变频放器都叔自己局带有PI鼻D控制粱器，孕象AB苗B这样圈的产崭品，码我们炉在工逮程中烛也验句证过宵其PI辫D调节裳性能饰非常勇优秀芳。但铲是好写的部缩慧件不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