水厂自动化系统方案V型滤池样本

水厂自动化系统方案（V型滤池）

V型滤池全称为AQUAZURV型滤池，是由法国得利满水解决有限公司首创专利技术。八十年代以来，国内结识到国外气水反冲洗技术独特冲洗效果，陆续引进国外先进气水反冲洗工艺，用于新扩建水厂中。近年来，设计常规解决水厂工程时，规模在5-10万m3/d及以上水厂，在工艺流程构筑物选型中，多设计了V型滤池，以改进制水工艺，提高水厂自动化限度和生产管理水平。V型滤池是恒水位过滤，池内超声波水位自动控制可调节出水清水阀，阀门可依照池内水位高、低，自动调节启动限度，以保证池内水位恒定。V型滤池所选用滤料铺装厚度较大（约1.20m），粒径也较粗（0.95—1.35mm）石英砂均质滤料。当反冲洗滤层时，滤料呈微膨胀状态，不易跑砂。V型滤池另一特点是单池面积较大，过滤周期长，水质好，节约反冲洗水量。单池面积普遍设计为70—90m2，甚至可达100m下面以我公司已完毕以V型滤池为工艺广东揭东县自来水公司10万吨自动化水厂工程为例，详细简介一种典型自动化水厂（以PLC为核心）自动化监测监控过程及系统。一、控制模式：

依照DCS集散控制系统原理，揭东水厂自控系统采用三级控制模式，即现场设备手动控制，车间（PLC分控站）自动控制，厂中央控制室集中控制，该控制模式有如下特点：1．集中管理、分散控制。即可在中控室对水厂各种设备进行控制和管理，又能在车间通过局部控制器对车间设备进行控制，避免集成式控制系统存在危险性，即主机一旦发生故障，整个控制系统就会停止运转，当主控器发生故障时，各局部控制器不会受影响而仍执行各自控制程序。某个局部控制器故障也不会影响其她局部控制器运营，使系统可靠性大大提高。2．可使操作调试人员从就地控制，车间（PLC分控站）控制逐渐过渡到中央控制。调试安装以便，便于操作。3．可维护性好。检修系统中任一某些，不会影响其他某些自动运营。由于PLC可靠性高，可与工艺现场信号直接相连，而当代高档PLC如：Simens、Modicon、AB、GE等通讯功能和网络功能均有很大提高，且有较强功能软件平台，由PLC和工业型电脑构成DCS系统在硬件、软件可靠性、实时性、开放性等方面都具备很大优势，同步，也符合国际上发展趋势。二、系统构成及特点整个DCS监控系统由中央控制室和3个分控站构成，分别为：1、中央控制室2、投加间分控站（涉及加药、加氯）PLC-013、滤池分控站PLC-024、一泵、二泵分控站（暂略）其自动化网络构造如下：1、系统设计特点：

系统由投加间，滤池两个PLC分控站连接而成MB+(ModBusPlus)网，并设有操作员MMI站，工程师站，构成一种分布式集散系统（DCS）。本方案选取FIXMMI软件作为厂中控室监控平台以及选取ModiconPLC产品.2、现场控制方略

为了保证自控系统浮现故障时不影响供水生产，本方案采用如下三级控制方略：（1）本地手动控制：全厂所有设备（涉及单独和分组）应能就地手动控制（涉及各机电控制柜电动）。（2）分控站PLC控制：各分控站PLC执行自己控制程序，解决现场I/O数据和信号，在与中控室脱机或通信总线浮现故障时，各分控站能独立运用分控站PLC进行控制。（3）中控室集中控制：中控室能对全厂生产过程进行监控和管理，可动态地反映所有设备运营状况和重要技术参数。下面分别阐述：1．水厂中央控制室(1)基本配备：硬件：一台IBM586以上电脑，一台打印机，一套SA-85通信卡。软件：iFIXDMACSFORWINDOWSNT（开发版）一套。(2)基本功能：中控室是水厂指挥中心，操作员在中控室可对全厂设备进行监视和控制，同步，对从PLC系统采集上来数据进行解决存储、通信、显示、打印等。中控室最核心是软件，而软件则由MMI工控软件和在此平台上二次开发针对揭东水厂控制软件构成。iFIXDMACS工控软件包已持续四年被世界控制工程协会评为最佳人机接口（MMI）软件产品。其基本特点如下：a、精准过程监控及管理控制。b、面向实体图形界面：系统建立屏幕显示，即面向实体图形顾客界面（GUI）与咱们对实体直觉印象同样，人机接口完全汉化，亲切、直观、印象深刻。c、实时和历史趋势：通过观测实时和历史趋势图可以得到详尽控制过程状况，运用历史趋势解决，可以采集、存储并显示实时过程数据，并可以放大、缩小或移动时间目的以显示变量间各种关系。d、100%数据采集：具备优先多任务特点，如打开文献或一份报告或图形，不影响系统数据收集和报警。e、动态数据链接(DDE)：通过双向DDE接口，可以通过其他具备DDE功能应用程序分享过程数据，可以通过电子表格或字解决软件，如Microsoftexcel或Word来生成图表报告。f、

具备记录解决控制(SPC)功能。g、报警及报警管理：可以持续对过程进行监测，它报警提示你注意潜在问题隐患，可灵活定义报警限值。报警信息可显示在屏幕上，送打印机或形成报警文献。h、安全特性：基于安全性，顾客可被赋予个人或群组特权，并跟踪和记录下操作环节，以便查询。i、

支持关系型数据库：可以与Oracle、Sybase、SQLserver、Ingres、Access及其他数据库共享数据，实时SQL接口运用MicrosoftODBC（开放数据库连接）来提供系统与数据库之间双向查询。j、

OLE自动化（开放特性）：目的连接与嵌入(OLE)功能可将过程数据与其他应用软件(如VisualBasic，Visual

C++)集成在一起。k、支持分布式客户机服务器体系构造。

总之，使用FIX强有力开发平台，咱们可以通过二次开发将揭东水厂自动控制系统所有数据、信息构造一种控制功能齐全，规模组织灵活，性能价格比较优具备全集成自动化网络监控系统。它具备三重集成：·共同数据管理·共同组态和编程·共同通讯

所谓共同数据管理，也即强调在一种DCS系统中，任何采集点数据只须录入一次，便可在全系统范畴内使用，如果另一处需要该数据，则软件就可以从共享数据库中获取数据，这样便省去了对复杂数据完整性检测。

所谓共同组态和编程，则意味着所有属于同一解决方案组件和系统，只用一种全集成模仿工具包，即可组态、编程、启动、测试和监视，顾客接口总是相似，你可对的地使用最适合顾客和任务工具，例如，FIX涉及了所有机器和水解决工厂状态图形化所规定重要功能，以及以象素图形显示顺序流程功能，如果不够用，或规定专用扩展应用软件时，可以通过轻松使用原则集成接口（DDE、OLE、ODBC、SQL）将其连接进去。关于通讯，FIX已将通讯所有集成在系统中，例如在不懂得用哪个网络与其他PLC通讯状况下，就可对一种PLC进行组态，这是由于选取网络时，在组态中只有一种选取原则，“谁与谁通讯”，在连接表中有简朴定义，这种连接可在任何时候任何地点进行变化，这就表达集中式组态和分布式组态不再存在差别。详细说，也就是FIX具备功能强大通讯原则，诸如ETHERNET，TCP/IP，PRDFIBUS，AS-I接口，与PC技术和原则软件联合，使FIX全集成自动化（TIA）几乎合用于自动化市场每一种角落，从传感器到传动装置到MIS/MES系统。

全集成且全开放，这就意味着用单一软件系统可实现一种公司全自动化环境，这便是咱们选取FIX重要理由。依照水厂运营实际状况，咱们可以在FIX平台上开发如下重要功能：（1）控制、操作功能：在中控室可对全厂任何一台可控设备进行控制和人工干预，能对各分控站PLC参数进行设定和修改，必要时在工程师站，可以直接对任何一种分控站进行编程或修改程序等。（2）显示功能：能形象、实时、动态显示各生产过程重要技术参数，能显示所有设备运营状态，能用趋势图显示某些重要参数变化状况。（3）报警功能：当某一参数异常或设备故障，能给出声音报警，显示相应提示信息和画面，并记录在报警数据库中，及时打印。（4）数据库管理功能：中控室提供强有力数据库管理功能，建立生产数据库，存贮生产原始数据，供记录、分析用，建立事故数据库，记录各类错误、事故等。（5）数据解决功能：可运用在线数据和数据库中数据计算重要生产指标。（6）报表输出/打印功能：能打印公司所需要各类报表。（7）中控室获取所有信息均可通过局域网送入公司主干网或通过无线电发向公司总调度室或接受自来水公司调度室调度指令。

这里需要强调是，在FIX平台上开发软件，咱们可以通过internet做到对全厂自动化系统远程诊断、远程修改、远程监测，经理可以出差在外，通过一部手提电脑获取水厂运营数据，同步，如果水厂运营浮现故障，咱们可以不到水厂现场，便可以观测、分析程序，将程序调出修改完后再下载，这样便可以尽快地解决故障。附：中控室外打印报表功能１：可打印加药、过滤分控站班、日、月、年报表。２：可打印如下曲线：【1】原水流量、SCD值日变化曲线【2】加药量、加氯量日变化曲线【3】清水池水位日变化曲线【4】出厂水流量、余氯、浊度日变化曲线2．投加间分控站PLC-01（1）、基本配备：PLC柜（含ModiconPLC）一种，搅拌机机旁控制箱两个、计量泵机旁控制箱一种。（2）、控制对象：加药自动化系统，加氯自动化系统（涉及前加氯、后加氯），以及有关检测仪表等。（3）、控制过程：Ⅰ、加药自动化系统

药液配制投加：整个矾投加自动化系统可由溶液池、计量泵、液位控制仪和搅拌机柜等构成。

不论是固态矾还是液态矾，都面临一种加水再配制问题。普通而言，药液池都装有液位检测仪表，低限报警，并提示值班人员向池内加药，值班人员向池内加药后，发信号给PLC，当药液浮现低限报警时须关搅拌机。

由于阀门都是手动，故矾池均由手动切换。

关于药液投加自动化，咱们以为应当采用SCD办法。

沉凝投药是水质净化最重要环节，而精确投加所需要药量则是获得较好混凝效果核心所在。在水厂实际运营过程中，水质水量不断波动，达到精确投药非常困难，过去较典型办法是水质数学模型法，即以若干源水水质参数为变量，建立拟定混凝剂投量数学模型，这种办法涉及到较多水质控制仪表，系统可靠性低而投资较大，另一方面，要有长期大量参数记录资料，才干建立对的数学模型。

八十年代国际上发展了一种新技术——游动电流法（SCD）混凝投药控制技术，仅需控制游动电流一种因子，不需要大量记录数据，使用灵活以便，其系统流程图如下：其中，控制中心普通由微机或单片机构成，接受SCD信号并与给定值比较，作出调节投药量判断，指挥执行机构，即计量泵工作，完毕药量调节。

由于水投药混合是有一定滞后惯性系统，对其投药控制宜采用周期调节方式，普通状况下可以取3～5分钟为一种调节周期，影响加药混合反映效果因素诸多，其重要分为两大类:一类为源水水量大幅度变化(取水泵调泵)；另一类为源水水质变化，如水温、浊度、PH值等，因此，普通是流量比例控制，SCD反馈控制构成复合加药控制系统。

运用配备既有两台计量泵，一用一备，2台泵并联工作，投加点设在源水总管上，通往投加点管路上设有阻尼器、安全阀、注料阀等。A：流量比例控制系统：该系统由源水流量计、PLC-01、变频器、计量泵构成。工作原理：源水流量计将源水流量信号值反馈到PLC-01，PLC数据解决后将控制信号值送到变频器，调节1台计量泵投加量，使加药量能随源水水量大幅度变动而迅速补减。B：SCD控制系统：该系统由取样点、SCD仪、变频器、计量泵构成。工作原理：SCD持续测定加药混合后水中游动电流值SCD，经其自身数据解决后，用控制信号值调节1台计量泵投加量，使加药量能随源水水质变化及时调节。

以上两种控制方式并联工作，使水解决工艺反映效果控制在最佳范畴内，保证出厂水水质符合国家饮用水原则，并能有效地减少矾耗。

依照咱们经验，对于SCD办法而言，水样预解决直接关系到SCD仪寿命，以及控制工作成效，选取适当取样方式及辅助办法，如：旋流分离及斜管沉沙办法，去掉粗大泥沙，使水浊度降至100度之下，使SCD正常工作，此外，采用气水分离办法排除水样中释放气体，也很有必要。

在此，提出一种建议，由于加药自动化是当前投加自动化领域中最核心，也是难度较大一种课题。咱们懂得SCD游动电流检测仪持续测定加药混合后SCD值，与一种SCD设定值（这个值可按照水厂设定出水浊度值通过现场测试拟定）相比较，依照比较值正负，控制器调节计量泵转速式冲程，从而使加药量随源水水质变化及时调节，该模式需要拟定一种SCD值为设定值，在运营过程中对设定值要加以恰当动态调节，现行系统是采用人工经验调节办法。C、加药自动化系统基本配备：主设备选用W&T和MILTONROY公司，重要有如下配备：SCD行程长度调节控制器，变频调速电机，脉冲阻尼器，背压阀，压力泄放阀，计量泵校准杯，SC5200游动电流检测仪（带自动反冲洗），Y型过滤器等。Ⅱ、加氯（前加氯，后加氯）自动化系统1、前加氯控制：前加氯控制采用与源水流量成正比投加控制方式，由前加氯机控制器自动完毕。2、后加氯控制：后加氯采用滤后水流量为前馈量，滤后水余氯为反馈量，由后加氯机中控制器自动完毕前馈——反馈闭环比例控制系统，该控制器直接控制加氯机加氯量，3、投加方式示意图如下:少量前加氯有助于水解决，且消毒效果好，而后加氯则实现满意控制指标，满足出厂水及管网末梢余氯指标，又但是多地消耗药剂，是水厂生产中追求优化目的之一。4、加氯系统设备配备：自动加氯系统重要设备有：氯瓶、过滤器、真空调节器、前、后加氯机、水射器、余氯分析仪、漏氯报警仪、电动球阀、气源岐管、柔性铜管等。设备选型及清单见附件。氯瓶低压铃声报警，并在中控机上显示（4）、投加间分控站自动控制系统模式

如上所述，投加间分控站自动控制对象可分为三个互相独立某些，这三个某些自成自控体系。PLC-01并不直接参加控制，更多是监测。如各个某些构成设备基本工况、源水流量、滤后水流量、余氯、前、后加氯量、发出设备故障报警等。但是，投加间分控站控制模式与滤池分控站是一致，即实行就地、车间和中控室三级控制。①就地控制设备。加药、加氯等重要设备均规定可就地进行手动操作。在设备旁边均规定配备操作监视用电控柜（箱），虽然PLC-01控制系统所有退出运营，操作者仍能通过就地控制装置使所有设备切换到手动正常运转。②投加间PLC控制系统。加药、加氯等各种设备运营状态均要送到PLC-01系统中，各种重要设备均可通过从电脑发出指令进行调节和控制，在中控系统退出时，对投加间控制系统不产生任何影响，它自身仍可控制加药间所有设备正常运转。③中控系统。投加间设备所有运营状态和信息，均可通过MB+工业高速数据网传入中控室，中控室指令也可随时送往投加间进行控制。（5）、中控室站须显示模仿图形为：·加氯间工况动态模仿图·加矾间工况动态模仿图·溶液池工况动态模仿图3．滤池分控站（一期工程）PLC-02.

取消每格滤池池旁控制台中小型PLC，据咱们经验，对于一种10万吨水厂，滤池全套控制与监测用一种大PLC，更有助于减少投资，同步增长系统可靠性，不必要过度分散，只会增长故障点发生机会。从软件机构来看，小PLC仅能完毕简朴调节与监测任务，大量排队、通信、监测任务还需要与大PLC配合，倒不如集中在大PLC中完毕，况且，池旁控制台重要用于三级控制模式中手动模式，普通仅在调试或维修时使用。(1)基本配备：·6格滤池，每格配有超声波水位检测仪。·三台反冲洗水泵，两台鼓风机，循环备用。·两台空压机，一用一备，交替使用。·一种PLC柜(Modicon)，一种继电器控制柜。·6个池旁控制台，冲洗泵控制柜、风机控制柜、潜污泵控制箱各一种，其中冲洗泵、风机、空压机建议采用软启动器软启动。·滤池出水流量计，出水浊度检测仪各一种。(2)控制过程A、过滤控制：滤池正常工作时，由PLC-02调节每格清水出水阀，其依照是将每格池中液位计液位信号及清水阀开度信号送入PLC-02，经PID调节其清水阀开度，以求使进出水保持平衡，从而实现恒水位，恒滤速自动过滤。B、反冲洗控制：滤池反冲洗可选取如下二种控制方式：·单格滤池一步化控制（通过三级控制模式手动强行祈求反冲洗）。·定期自动排队冲洗。

冲洗程序为三级式冲洗：气冲

气水混合冲洗

水冲，当滤池反冲洗时，先关进水阀，全开清水阀，待滤池水位下降至设定值时，关清水出水阀，开排水阀，起动鼓风机开滤池气冲阀进行气冲，气冲两分钟（可调）后，启动冲洗水