鐵西水廠是一座全自動化水廠，是邯鄲市城市供水最主要水廠之一。設(shè)計日供水能力20萬立方米，分兩期建設(shè)：一期工程1998年7月竣工投產(chǎn)，設(shè)計供水能力10萬立方米/日;二期工程2005年5月竣工投產(chǎn)。水廠以岳城水庫水為水源，原水水質(zhì)屬國家環(huán)境質(zhì)量Ⅱ類水體，出廠水達到或超過國家飲用水衛(wèi)生標準。

　　摘 要 介紹鐵西水廠自控系統(tǒng)的功能、特點和應(yīng)用效果。該系統(tǒng)規(guī)模大，監(jiān)控數(shù)據(jù)多控制復(fù)雜，在供水行業(yè)中處于領(lǐng)先水平。自1998年投入使用以來系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，效果良好。

　　關(guān)鍵詞 國家及農(nóng)業(yè)刊物,供水工藝,PLC,中控室主機,自控系統(tǒng)

　　1 供水工藝

　　根據(jù)水源水質(zhì)及城市供水水質(zhì)標準，鐵西水廠采用常規(guī)水處理工藝，凈水工藝流程如下。

　　原水→加藥(聚合氯化鋁)→靜態(tài)混合器→配水井→機械攪拌反應(yīng)池→平流沉淀池→V型濾池→加氯消毒→清水池→吸水井→送水泵房→城市管網(wǎng)

　　2 鐵西水廠計算機自控系統(tǒng)

　　鐵西水廠計算機自控系統(tǒng)采用GE公司及其先進的主控軟件，實時監(jiān)控水廠所有生產(chǎn)設(shè)備的運行狀況。

　　鐵西水廠自控系統(tǒng)可以分為就地手動、遠程手動和遠程自動。就地手動是基本的控制方式，操作者都在現(xiàn)場操作，實現(xiàn)手動操作運行;遠程手動是操作者在PLC 或中控室計算機上進行的對設(shè)備的操作，實現(xiàn)了異地手動操作運行;遠程自動是操作者不參與設(shè)備操作，這些由計算機自控系統(tǒng)來完成。

　　3 現(xiàn)場控制站的自動控制功能

　　3.1 加藥間加氯間控制站PLC1(包括反應(yīng)池、沉淀池)

　　1)加聚合氯化鋁控制。可采用流量比例和SCD反饋兩種方式來控制投加量。流量比例控制是由流量參數(shù)和加藥設(shè)定值共同控制，首先確定加藥設(shè)定值，加藥量完全由流量控制，呈線性關(guān)系;采用SCD反饋來控制投加量，在系統(tǒng)中加入了一個反饋控制量，PLC1可以根據(jù)這個反饋通過變頻器調(diào)整加藥投加量，SCD流動電流檢測儀反饋系統(tǒng)的特點是在線監(jiān)控混凝效果，快速響應(yīng)水質(zhì)變化改善出水水質(zhì)，可降低藥耗，運行成本低，保證水質(zhì)。

　　2)加氯控制。可采用濾后水流量作為反饋量按流量比例投加和檢測清水池余氯反饋值在系統(tǒng)中修改余氯設(shè)定值來控制氯氣投加量。加氯間安裝漏氯報警儀和漏氯吸收裝置，少量漏氯時來自氣體探測儀的報警傳至PLC，啟動排風扇。大量漏氯時聲光報警啟動，關(guān)閉排風扇啟動漏氯吸收裝置。

　　3)反應(yīng)池、沉淀池。可在PLC1調(diào)整三級機械攪拌反應(yīng)池的攪拌器轉(zhuǎn)速，改變每級反應(yīng)池的速度梯度，以達到最佳的反應(yīng)效果;可設(shè)定平流沉淀池刮泥車的運行速率或沉淀池泥位計將池底部泥漿通過吸泥泵排出。

　　3.2 1#濾站控制站PLC2

　　1#濾站控制站全套引進瑞典自動控制設(shè)備，整個系統(tǒng)由一臺PLC2來進行控制，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并提高了可靠性。

　　1)濾池過濾控制。濾池的工作狀態(tài)有兩種：過濾和反沖洗，過濾狀態(tài)由濾池液位計和壓差計測出濾池的水位和水頭損失，將這些參數(shù)傳送到PLC2，經(jīng)運算后由PLC2調(diào)整清水出水閥門開度調(diào)整濾池的進水和出水保證恒水位過濾。

　　2)濾池反沖洗控制。

　�、贋V池反沖洗周期。濾池的反沖洗有三種信號控制：過濾時間超過設(shè)定值、水頭損失達到設(shè)定值、手動強制反沖洗。

　�、诜礇_洗程序。

　　氣沖洗階段：先關(guān)閉進水閘版，將水位降至規(guī)定液位時，再關(guān)閉清水出水閥門，打開反沖洗排水閥門，開啟鼓風機，打開反沖洗進氣閥門，氣洗時間3～5 min。

　　汽水混沖洗加表面掃洗：先打開進水閘版至半開狀態(tài)，啟動反沖洗水泵，再打開反沖洗進水閥門，開始汽水混沖洗加表面掃洗，時間4～8 min。

　　水沖洗加表面掃洗階段：關(guān)閉反沖洗進氣閥門，再停鼓風機，然后開始水洗加表面掃洗，時間3～5 min。

　　蓄水恢復(fù)過濾階段：先關(guān)掉反沖洗排水閥門，進水閘板打開，打開排氣電磁閥，然后在水位達到95 cm時，關(guān)反沖洗進水閥門，再停反沖洗水泵，關(guān)閉排氣電磁閥門，緩慢開啟清水出水閥門正常過濾。

　　3.3 2#濾站控制站PLC3

　　2#濾站控制系統(tǒng)由1個公共PLC3和6個濾池PLC107-PLC112組成，2#濾站的配置和控制過程與1#濾站基本相似。區(qū)別是2#濾站氣沖洗時開兩臺鼓風機，開反沖洗進氣閥門之前先打開旁通閥門泄壓，水沖洗時開兩臺反沖洗水泵。

　　3.4 送水泵房控制站PLC4

　　送水泵房為半地下式結(jié)構(gòu)，安裝有5臺瑞典ABS公司的臥式離心泵和3臺上海KSB公司的臥式離心泵，其中有2臺泵(3#和7#)采用高壓變頻控制，可根據(jù)設(shè)定的壓力自動調(diào)節(jié)運行頻率，進行閉環(huán)控制，也可按照設(shè)定的頻率開環(huán)運行。

　　配電室安裝有8臺ABB公司高壓控制柜，LK公司多米諾低壓配電柜，低壓配電分動力和照明系統(tǒng)，當出現(xiàn)變頻器故障、電機電流過流、低電流、低電壓、三項線圈超溫、漏電、三項電流不平衡、軸溫過高、過載等情況時PLC4會提示報警跳閘。

　　送水泵房的控制分為就地控制和遠程手動控制，泵房機泵自動運行是根據(jù)出廠壓力來控制，邯鄲市供水是多水源供水，即鐵西水廠的出廠壓力是受市內(nèi)管網(wǎng)壓力影響的，遠程自控不適合運行管理。

　　3.5 污泥處理控制站PLC5

　　PLC5現(xiàn)場控制站用于污泥處理系統(tǒng)的工藝參數(shù)、電氣參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)的采集，根據(jù)工藝過程要求對主要設(shè)備及相關(guān)閥門進行控制。

　　3.6 中控室監(jiān)控站(主機1、主機2、大屏控制、閉路監(jiān)控)

　　中控室主機通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊對各生產(chǎn)設(shè)備運行完全自控并監(jiān)控各工序生產(chǎn)運行情況，中控室主機向各構(gòu)筑物PLC發(fā)出指令，PLC根據(jù)中控室的運行計劃指令自動控制各單項構(gòu)筑物的執(zhí)行機構(gòu)，現(xiàn)場安裝的自動化儀表將原水濁度、原水流量、PH值、水溫、濾前濾后濁度、出廠壓力、出廠流量、出廠水濁度及余氯等各項參數(shù)自動傳送到中控室主機上，經(jīng)計算整理后輸出到執(zhí)行端PLC進行控制，并對其進行定時刷新，實現(xiàn)實時動態(tài)顯示。

　　中控室監(jiān)控站主要負責水廠生產(chǎn)工藝控制，廠區(qū)的安防閉路監(jiān)控，作為水廠生產(chǎn)的調(diào)度中心，可對各監(jiān)測點的工藝參數(shù)集中檢測并用數(shù)據(jù)顯示，主要具有以下主要功能：連續(xù)監(jiān)測和自動記錄，生產(chǎn)設(shè)備報警處理、介面操作、數(shù)據(jù)記錄保存、參數(shù)調(diào)整、歷史曲線的查詢和恢復(fù)規(guī)程、數(shù)據(jù)備份、生產(chǎn)和水質(zhì)報表產(chǎn)生、大屏運行及維護、與公司調(diào)度的信息聯(lián)系、上傳下達、操作控制功能。

　　3.7 工程師站

　　工程師能在工程師工作站上更改文件信息，在線輸入和編輯歷史數(shù)據(jù)，更改設(shè)備運行程序。輸入外部產(chǎn)生或遺漏的信息，編輯歷史數(shù)據(jù)重新計算，同時也具有對設(shè)備的運行操作控制

　　功能。

　　4 控制系統(tǒng)的特點

　　鐵西水廠計算機自控系統(tǒng)是以PLC為核心控制部件，集計算機、閉路電視和無線電通訊技術(shù)為一體的綜合型控制系統(tǒng)，它具有以下特點。

　　1)該系統(tǒng)具有“就地控制、現(xiàn)場監(jiān)控子站PLC控制、中控室遠程控制”由高到低的三級控制，保證了生產(chǎn)設(shè)備穩(wěn)定運行。

　　2)具有完善的數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，中控室的主機連續(xù)監(jiān)測監(jiān)控子站上傳的數(shù)據(jù)信息，及時發(fā)現(xiàn)和記錄事故情況并報警提示，減少了事故發(fā)生率。

　　3)PLC系統(tǒng)的核心是微處理器，控制通過軟件來實現(xiàn)，修改軟件可直接改變控制要求。

　　4)維修方便，維修監(jiān)控子站PLC時不影響其他部分PLC的正常運行。

　　5)應(yīng)用無線電通訊技術(shù)解決了水廠控制網(wǎng)絡(luò)和公司調(diào)度管理網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)問題。

　　5 應(yīng)用效果

　　計算機自動控制系統(tǒng)自1998年投入運行以來穩(wěn)定可靠、經(jīng)濟實用，保障了給水系統(tǒng)安全，優(yōu)化生產(chǎn)運行有效的降低了生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)的勞動生產(chǎn)效率，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

　　參考文獻

　　[1]劉資浦.計算機自控系統(tǒng)在羊額水廠的應(yīng)用[J].中國給水排水，2002(10)：75-77.

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