关于水厂的论文
毕业论文（设计）
课题名称基于恒压变频供水系统的浅析
系别机电系
专业电气自动化
班级08电气自动化技术
学号0832441106
学生姓名黄烁仪
指导教师王文蓉
完成日期4月18号
广州科技贸易职业学院教务处制
广州科技贸易职业学院
毕业论文（设计）任务
机电系电气自动化专业
兹发给08电气自动化班黄烁仪同学毕业论文（设计）任务书，内容如下：
1、毕业论文（设计）题目：
基于恒压变频供水系统的浅析
2、应完成的项目：
1）、本系统主要结合家乡水厂实习单位供水系统分析研究2）、了解自来水恒压变频供水系统的发展现状
3)、对系统原理和结构的分析（重点分析变频器和PLC控制器在系统中应用）
4）、自来水恒压变频供水系统发展趋势
3、参考资料以及说明：1）、王建民.变频调速恒压供水系统在住宅区供水中的应用.工业用水与废水,2004.4
2）、陈伯时.电力拖动自动控制系统（运动控制系统）.机械工业出版社:2006.9
3）、毛允明.传统变频调速供水设备能耗问题分析及解决方法,山东水利.2004.9
4、本毕业论文（设计）任务书于2010年4月21日发出，应于2011年4月20日前完成。（论文：附后）
指导教师签名：年月日
系主任签名：年月日
广州科技贸易职业学院
毕业论文（设计）
题目：基于恒压变频供水系统的浅析
系别：机电系班级：08电气自动化
学生：黄烁仪系主任：张红伟
指导老师：王文蓉职称：讲师
毕业论文（设计）评语：
指导教师签名：
年月日成绩评定：
系负责人签名：
年月日
中文摘要
建设节约型社会，合理开发、节约利用和有效保护水资源是一项艰巨任务。根据高校用水时间集中，用水量变化较大的特点，分析了校园原供水系统存在成本高，可靠性低，水资源浪费，管网系统待完善的问题。对比介绍以利用自来水水压供水与水泵提水相结合的方式，并配以变频器、软启动器、PLC、压力传感器、液位传感器等不同功能等传感器，根据管网的压力，通过变频器控制水泵的转速，使水管中的压力始终保持在合适的范围的系统，这系统可以解决因楼层太高导致压力不足及小流量时能耗大的问题。
另外水泵耗电功率与电机转速的三次方成正比关系，所以水泵调速运行的节能效果非常明显，平均耗电量较通常供水方式节省近四成。结合使用可编程控制器，可实现主泵变频，副泵软启动，具有短路保护、过流保护功能，工作稳定可靠，大大延长了电机的使用寿命。
关键词：恒压变频供水；PLC；压差供水；自动控制
ABSTRACT
Building the conservation-oriented society,the reasonable development,saves and the effective protecting water resources is an arduous task.Be centralized according to the university water used time,the water consumption change major characteristic,analyzed the campus original water supply system existence cost to be high,the reliability was low,the water resources waste,the pipe network system treated the consummation the question.Proposed that draws water the way which using the running water hydraulic pressure water supply and the water pump unifies, and matches by the inverter,the soft starter,PLC,the pressure transmitter,the fluid position sensor and so on.according to the network management pressure,controls water pump's rotational speed through the inverter,causes in water pipe's pressure maintains at throughout the appropriate scope,thus may solve the problem which the floor high pressure is too insufficient when small current capacity the energy consumption is big.
Moreover the water pump consumes the electric power and the electrical machinery rotational speed is proportional three cubed the relations,therefore the water pump velocity modulation movement's energy conservation effect is obvious, the average power consumption usual water supply way saves40%.The union uses the programmable controller,may realize the main pump frequency conversion,the auxiliary pump soft start,has the short circuit protection,the overflow protection function stably,the work reliable,lengthened electrical machinery's service life greatly.
Key words:Constant pressure frequency conversion water supply；PLC；differential pressure water supply；automatic control
目录
第1章前言 (8)
第2章绪论 (9)
2.1恒压供水的提出 (9)
2.2国内恒压供水系统的现状 (10)
2.2.1国内恒压供水系统研究状况 (10)
2.2.2各类供水系统的比较 (11)
2.3本系统的总体结构及其优点 (11)
2.3.1系统的总体图 (11)
2.3.2系统的总体特点 (12)
2.3.3系统的优点 (12)
第3章恒压变频供水系统的原理 (13)
3.1变频技术 (13)
3.1.1变频器的基本原理 (13)
3.1.2变频器结构电路图 (14)
3.1.3变频器的配线 (15)
3.2供水系统自动控制 (16)
3.2.1可编程控制器控制原理 (16)
3.2.2PID控制原理 (16)
第4章供水系统的硬件电路 (17)
4.1主要器件 (17)
4.1.1供水水泵 (17)
4.1.2变频器 (17)
4.1.3压力传感器 (18)
4.2供水系统的电气线路 (18)
4.2.1恒压供水思路 (18)
4.2.2强电驱动线路 (19)
4.2.3控制线路 (20)
4.2.4缺水保护电路 (21)
4.2.5硬件接线图 (22)
第5章恒压供水系统软件 (23)
5.1梯形图的基本绘制规则 (23)
5.2恒压供水系统I/O分配表 (23)
5.3程序编写及调试 (24)
5.4变频器主要功能的预置 (25)
第6章本系统研究的目的及意义 (26)
总结 (28)
参考文献 (29)
致谢 (30)
罗定市自来水公司的前身为罗城镇自来水厂，1992年7月1日，罗城镇自来水厂改名为罗定市自来水公司。原设计生产能力为3千吨/日，1979年增加一套1万吨/日的斜管沉淀池和移动罩滤池，更换一、二级泵房机组，消毒由用漂白粉改为用液氯。1985年对最早建成的3千吨/日供水设备进行技改，澄清池改为斜管沉淀池，使该组净化池的生产能力由原来的每日3千吨扩大到每日8千吨，相应扩建管道15.3公里。1989年建设了日产1万吨/套的梁氏大口井共2套，增加输水管道27.7公里。由于梁氏大口井的技术达不到设计要求，此套设备不能投入使用。紧接着于1991年，我们在梁氏大口井的原址上改建了一套日产3万吨的供水设施，现生产工艺为:一级泵房→投碱式氯化铝、二氧化氯→网格反应池→斜管沉淀池→虹吸滤池→投二氧化氯消毒→储水池→二级泵房。
一直以来，公司十分注重应用新科技管理企业，逐步提高企业的现代化管理水平。1993年建立了电脑收费管理系统；1998年应用了省第七电子研究所研制开发的SCADA供水调度实时监测系统；2002年二水厂应用了变频恒压供水系统；2003年5月，引进山东华特事业总公司研制的二氧化氯消毒新技术设备，分别代替一、二水厂原有的液氯消毒系统；2006年应用了中微自动化信息工程公司的水厂工艺模拟屏及闭路电视监控系统。
本次在罗定市自来水公司实习，二水厂应用恒压变频供水系统，该系统自动化控制程度高，系统运行性能稳定安全、操作方式简单以及齐全周到的弄能，将使供水实现节水、节电、节省人力，最终达到高效率的运行目的。
基于恒压变频供水系统对人们生活产生深远影响，提高人们生活质量水平，更具有较好的经济效益和社会意义，决定对系统进行分析研究。
2.1恒压供水的提出
水已经成为中国21世纪的热点问题，水有其自然属性，它既是一种特殊的、不可替换的资源，又是一种可重复使用、可再生的资源；水又有其经济和社会属性，不仅工业、农业的发展要靠水，水更是城市发展、人民生活的生命线。
变频调速恒压供水技术其节能、安全、供水高品质等优点，在供水行业得到了广泛应用。恒压供水调速系统实现水泵电动机无级调速，依据用水量的变化（实际上为供水管网的压力变化）自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求是当今先进、合理的节能型供水系统。在实际应用中如何充分利用变频器内置的各种功能，对合理设计变频器调速恒压供水设备，降低成本、保证产品质量等有着重要意义。
某高校的某区供水方式为：把城市自来水管网的水源取到蓄水池后，用水泵抽到校园内高位水池，再由高位水池向校园管网供水。这种方法的缺点是随着高校的扩招，学生人数显著增多，造成了经常性的供水不足，特别是学生宿舍和食堂最为明显，影响了学生和教师的正常生活秩序。同时该供水方式还存在如下问题：
（1）供水成本高。由于校园内的用水全部单纯采用水泵供水，造成电能的极大浪费和机电设备的大量损耗。
（2）供水可靠性低。由于水泵采用人工操作方式，高位水池的水位只能靠人为估计，而且高位水池离水泵房较远，无法做到准时开机和停机。会造成供水中断或出现高位水池水位过高而溢流，电能和水资源造成浪费。另外，如果蓄水池水位过低，还会造成水泵空转，导致电能浪费和机电设备的加速损耗。
（3）水资源浪费。除水泵不能准时停机而造成的溢流浪费外。学生因高峰期供水中断，故经常打开阀门未关，造成来水后的浪费。很多学生在上课前或睡觉前打开阀门，用水桶或脸盆接水、贮水，造成来水后大量溢流，极大地浪费了水资源，增大了供水成本。
（4）校园管网系统设计有缺陷。对于一般建筑物，如教室、实验室、教师住宿区等，本来城市自来水的正常供水即可满足其用水量要求，但采用水泵供水后反而会出现楼房顶层供水不足的现象。同时，用水量大的学生宿舍屋顶水池设计偏小，调节能力较差。
2.2国内恒压供水系统的现状
2.2.1国内恒压供水系统研究状况
目前,就国内而言，归结起来主要采用以下三种方法:
（1）水池－水泵（恒压变频或气压罐）－管网系统－用水点
这种方式是集中供水。对于一、二层是商业群房，群房上建有多幢住宅的建筑，目前较多采用此种供水方案。一般设计有地下生活水池一座，集中恒压变频供水，不设屋顶水箱。主水泵一般有三台，二开一备自动切换，副泵为一般为一小流量泵，夜间用水量少时主泵自动切换到副泵，以维持系统压力基本不变。
恒压变频供水是较为理想和先进的。首先恒压变频供水保证出水压力不变，根据用水量大小进行变频供水，既节约电能，又保证水泵软启动（对电网电压冲击不大），延长了水泵寿命。各台水泵自动轮换使用，即最先投入使用的水泵最早退出运行，这样各台水泵寿命均等，而且一旦水泵出现故障，该系统能自动跳过故障泵运行。如图2-1所示。
图2-1传统恒压供水方式
（2）水池－水泵－高位水箱－用水点
此方式也是集中供水。单幢次高层和高层建筑的高压供水区较多采用该种方案。一般也需要设计有一座地下水池，通过两台水泵（一用一备）抽水送至高位水箱，再由高位水箱向下供水至各用水点。该方式是较成熟的水泵、水箱供水方式。
（3）单元水箱－单元增压泵－单元高位水箱－各单位用水点
此方式已简化为单元总水表进水。单元水箱和单元增压泵实际上是一个整体，我们称之为单元增压器。由于有屋顶水箱，高水位时停泵，低水位时启泵，这样，水泵也有了停息时间，既省电又不至于一停电就停泵无水供应，用水有了保障，社会效益较好。
2.2.2各类供水系统的比较
水池－水泵（恒压变频或气压罐）－管网系统－用水点是目前国内外普遍采用的方法。该系统供水采用变频泵循环方式，以“先开先关”的顺序关泵，工作泵与备用泵不固定死。这样，既保证供水系统有备用泵，又保证系统泵有相同的运行时间，有效地防止因为备用泵长期不用发生锈死现象，提高了设备的综合利用率，降低了维护费用。
水池－水泵－高位水箱－用水点这种供水方式通过水泵抽水送至高位水箱，再由高位水箱向下供水至各用户。但是这第种二次供水方式不可避免造成二次污染，影响居民的身体健康。所以这种方案并不可取，终将淘汰。
单元水箱－单元增压泵－单元高位水箱－各单位用水点的确也达到了楼房高层的用户不因城市供水管网水压减小而用不到水的目标，但是它的投资较大，总费用比上两种方式增加一、二十万元，所以也不可取。
2.3本系统的总体结构及其优点
2.3.1系统的总体图
图2-2系统总体图
2.3.2系统的总体特点
该系统是由储水系统、动力系统、控制系统（手动控制、自动控制）组成。手动部分是通过按钮控制水泵在工频下运行和停止，主要考虑系统调试或检修时用。
自动部分采用3台水泵并联运行方式，把水泵和变频器连接，在根据水压决定投入泵组台数，只有最初的电机进行变频调速，其它后投入的电机则在工频下全速运行，泵组电机的切换过程由PLC控制单元控制。
在工作过程中，压力传感器将主管网水压变换为电压信号，经模拟量输入模块，输入PLC，PLC根据给定的压力设定值与实际检测值进行PID运算，输出控制信号经模拟量输出模块至变频器，变频器根据给定信号,调节水泵的电源频率,从而调整水泵的转速,以维持供水管网中水压值在设定的水压范围内,当变频器频率到达最大最小时,由PLC控制加泵或减泵实现恒压供水,从而达到恒压供水的目的.这样也就形成了一个闭环控制的恒压供水系统。
2.3.3系统的优点
提高备用泵的利用率，是本系统的第一个目的，也是第一个特点。
节能，是这系统的另一个重要目的。普通二级加压水厂只单纯手动控制电机的启动和切换，这样在电机启动时会产生很大的启动电流，长此以往对电机寿命有很大损害，而且在供水时一直按工频全速运转效率低、能耗大。而本系统可根据实际压力变化自动调整变频器频率，从而改变电机转速，减少了能量的消耗。
（1）3台水泵能自动变频软启动，并根据用水量的大小自动调节水泵的台数。
（2）电控自动状态时，3台水泵自动轮换变频运行，工作泵故障时备用泵自动投入，可转换自动或人工手动开、停机。
（3）设备具有缺相、欠压、过压、短路、过载等多种电气保护功能，具有相序保护防止水泵反转抽空。
（4）有设备工作、停机指示。
系统不仅避免了起动时对电网的冲击，泵的平均转速降低，延长泵和阀门的使用寿命，还具有一次水位检测功能,即在水位低限时报警和切断输出。该系统还设有多种保护,人机交互,强电逻辑硬件互锁,报警及上位连接功能,从而保证正常供水,且可以做到无人值守。
第3章恒压变频供水系统的原理
3.1变频技术
3.1.1变频器的基本原理
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流环节、中间直流环节、逆变环节和控制环节4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。
从理论上可知电机的转速N与供电频率f有以下关系：
(q-电机极数s-转差率)（3-1）由上式可知，转速n与频率f成正比，如果不改变电动机的级数，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。
变频器在工频以下和工频以上工作时的情况：
（1）变频器小于50Hz时，由于I*R很小，所以U/F=E/F不变时，磁通为常数，转矩和电流成正比，这也就是为什么通常用变频器的过流能力来描述其过载（转矩）能力，并成为恒转矩调速。
（2）变频器50Hz以上时，通常的电机是按50Hz电压设计制造的，其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速。(T=Te,P<=Pe)变频器输出频率大于50Hz频率时，电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降。当电机以大于50Hz频率速度运行时，电机负载的大小必须要给予考虑，以防止电机输出转矩的不足。举例，电机在100Hz时产生的转矩大约要降低到50Hz时产生转矩的1/2。因此在额定频率之上的调速称为恒功率调速。
下面用公式来定性的分析一下频率在50Hz时的情况。众所周知，对一个特
定的电机来说,其额定电压和额定电流是不变的。如变频器和电机额定值都是: 15kW/380V/30A,电机可以工作在50Hz以上。
当转速为50Hz时，变频器的输出电压为380V，电流为30A。这时如果增大输出频率到60Hz，变频器的最大输出电压电流还只能为380V/30A。很显然输出功率不变。所以我们称之为恒功率调速。
这时的转矩情况怎样呢？由于功率是角速度与转矩的乘积。因为功率不变，角速度增加了，所以转矩会相应减小。我们还可以再换一个角度来看：从电机的定子电压
U=E+I×R(I-电流，R-电子电阻，E-感应电势)（3-2）
可以看出，U、I不变时，E也不变。而
E=k×f×X(k-常数，f-频率，X-磁通)（3-3）
所以当f由50-->60Hz时，X会相应减小。对于电机来说，
T=K×I×X(K-常数，I-电流，X-磁通)（3-4）
因此转矩T会跟着磁通X减小而减小。
结论：当变频器输出频率从50Hz以上增加时，电机的输出转矩会减小。3.1.2变频器结构电路图
主回路主要由整流电路、限流电路、滤波电路、制动电路、逆变电路和检测取样电路部分组成。变频器结构图如图3-1所示。
图3-1变频器结构图
3.1.3变频器的配线
1、主回路端子台的配线图如图3-2所示
图3-2变频器配线图
2、变频器的基本配线图如下图3-3所示。
图3-3变频器基本配线图
3.2供水系统自动控制
3.2.1可编程控制器控制原理
可编程控制器简称PLC（英文全称：Programmable Controller），根据其工作原理可分为输入部分、运算控制部分和输出部分。其系统核心是CPU，PLC对输入信号进行采集，经过控制逻辑运算，对控制对象实施控制。其控制逻辑由PLC用户程序软件设置，通过修改用户程序，可以改变控制逻辑关系。
该系统由3台电机水泵组；PLC部分由西门子可编程控制器S7-200系列的CPU224；变频器等组成机电一体化供水系统。其中PLC、PID调节器和压力传感器组成闭环反馈控制系统。PLC控制各台水泵的运行状态如（工频运行、变频运行、停止)，从而控制水泵的运行，在大范围上控制供水的流量;PID调节器控制变频器对变频泵进行速度调节，在小范围上控制供水的流量。水泵的速度调节采用变频调速技术，利用变频器对水泵进行速度控制，并根据PID调节器输出电流信号驱动变频水泵。
通过安装在水泵出水总管上的压力传感器，把管网压力转换为0-10V电压信号，经A/D转换模块将模拟电压信号转换成数字量并送入可编程序控制器，经可编程内部PID运算，得出一调节参量并将该参量送入D/A转换模块，经数摸转换后将得出模拟量传送变频器，进而控制其输出频率的变化。调节水泵电机转速，达到恒压供水的目的。
3.2.2PID控制原理
根据反馈原理：要想维持一个物理量不变或基本不变，就应该引这个物理量与恒值比较，形成闭环系统。我们要想保持水压的恒定，因此就必须引入水压反馈值与给定值比较，从而形成闭环系统。但被控制的系统特点是非线性、大惯性的系统，现在控制和PID相结合的方法，在压力波动较大时使用模糊控制，以加快响应速度；在压力范围较小时采用PID来保持静态精度。这通过PLC加智能仪表可时现该算法，同时对PLC的编程来时现泵的工频与变频之间的切换。实践证明，使用这种方法是可行的，而且造价也不高。
要想维持供水网的压力不变，根据反馈定理在管网系统的管理上安装了压力变送器作为反馈元件，由于供水系统管道长、管径大，管网的充压都较慢，故系统是一个大滞后系统，不易直接采用PID调节器进行控制，而采用PLC参与控制的方式来实现对控制系统调节
第4章供水系统的硬件电路
4.1主要器件
4.1.1供水水泵
设定每人一天的用水量为30升，我校共有32000多名学生、2600多名教职工，共34000多人，可按30000人来计算。则一天的最大用水量为
（4-1）
每小时最大时的用水量为
（4-2）
最高的楼为11层，每层高度按3m计算，则楼高为33m，供水高度为33m。一般由现实需要还要加上一层，即供水高度为36m，再加上经验值15m～20m，则泵的总扬程为51～56m。选择离心泵ISG80-50-200，适配15KW的电机（Y160M2-2），共3台。其实物图如下：
4.1.2变频器
在传统的变频控制系统中,变频器的启动/停止由PLC通过开关量输出控制,变频器频率是由PLC通过模拟量输出端口输出0-5(10)V或4-20mA信号控制的,这需要购买PLC比较昂贵的模拟量输出端口模块。因此在本系统中PLC对变频器的控制是通过串行通讯的方式实现的,我们选用的是的三菱FR-A700系列变频器风机/泵类专用变频器,采用最适磁通控制方式,实现更高节能运行。内置PID,变频器/工频切换和多泵循环运行功能.PLC通过自由通讯口方式与变频器通讯,控制变频器的运行,读取变频器自身的电压,电流,功率,频率,累计运行时间和过压,过流,过负荷等全部报警信息等参数。
选择三菱FR-A700系列变频器。其实物图如下：
4.1.3压力传感器
根据需要，并结合它所具有的特点，我们选用PTH503压力传感器，它采用全不锈钢封焊结构，具有良好的防潮能力及优异的介质兼容性。输出信号：4-20mA,供电电压：24DCV。其实物图如下：
4.2供水系统的电气线路
4.2.1恒压供水思路
1、手动运行
当用手动方式时，把转换开关切换到自动挡。按下启动按钮，启动电机变频运行；当系统压力不够需要增加泵时，此时切断电机变频，同时PLC控制电机工频运行。当压力过大时，可以手动按下停止按钮，切断工频运行的电机。使用该方式时，可根据需要，停按不同电机对应的启停按钮，可以依次实现手动启动和手动停止水泵。
2、自动运行
由PLC分在条件成立时，进行增泵升压和减泵降压控制。
(1)升压控制:系统工作时,每台水泵处于三种状态之一,即工频电网拖动状态,变频器拖动调速状态和停止状态。系统开始工作时,供水管道内水压力为零,在控制系统作用下,变频器开始运行,第一台水泵启动且转速逐渐升高,当输出压力达到设定值,其供水量与用水量相平衡时,转速才稳定到某一定值,这期间第一台泵处在调速运行状态。当用水量增加水压减小时,通过压力闭环调节水泵按设定速率加速到另一个稳定转速;反之用水量减少水压增加时,水泵按设定的速率减速到新的稳定转速.当用水量继续增加,变频器输出频率增加至工频(即50HZ)时,水压仍低于设定值,锁相同步控制器控制变频器频率与工频同步,由PLC控制切换至工频电网后恒速运行;同时,使第二台水泵,投入变频器并变速运行,系统恢复对水压的闭环调节,直到水压达到设定值为止。在第二台投入变频器运行以前,使变频器输出频率降至起动频率,然后再投入。如果用水量继续增加,每当加
速运行的变频器输出频率达到工频时,将继续发生如上转换,并有新的水泵投入并联运行.当最后一台水泵投入运行,变频器输出频率达到工频,压力仍未达到设定值时,控制系统就会发出故障报警。
(2)降压控制:当用水量下降水压升高,变频器输出频率降至起动频率时,水压仍高于设定值,系统将工频运行时间最长的一台水泵关掉,恢复对水压的闭环调节,使压力重新达到设定值.这样每台水泵的启动均经变频器的控制,全部机组实现循环软启动,即每台泵的启动频率东从设定的最低频率开始逐渐上升,并遵循"先开的泵先停,先停的泵先开"的原则.当用水量继续下降,每当减速运行的变频器输出频率降至起动频率时,将继续发生如上转换,直到剩下最后一台变频泵运行为止.当一台水泵变速运行,用水量接近于零,水泵最小转速为临界转速时(这是变速运行水泵最小工作转速),可根据这一工作状态的长短和系统用水的特点,使系统转入间歇运行或小容量水泵运行。
图4-1恒压供水思路图
4.2.2强电驱动线路
系统采用3台水泵并联运行方式，功率为15kw，如图4-2所示，合上空气开关后，当交流接触器KM1、KM3、KM5主触点闭合时，水泵为工频运行；当KM2、KM4、KM6主触点闭合时，水泵为变频运行。3个热继电器FR1-FR3分别对3台电动机进行保护，避免电动机在过载时可能产生过热而损坏。
图4-2强电驱动图
4.2.3控制线路
Y0-Y7为PLC输出模块触点，其中Y0、Y2、Y4控制变频运行电路；Y1、Y3、Y5控制工频运行电路。SA为转换开关，实现手动、自动控制切换。当SA切在手动位时，通过1SB2、2SB2、3SB2按钮分别起动3台水泵工频运行；当SA在自动位时，由PLC控制水泵进行变频或工频状态起动、切换、停止运行。
1KA为缺水保护电路的中间继电器触点，当水池缺水或水位不足时，配合缺水保护装置断开控制电路，切断主电路，实现缺水保护作用。
水厂自控系统方案
系统方案介绍 1概述 本工程是神华乌海能源公司西来峰工业园区供水工程，系统由配水泵站、调节池、调节泵站、水旋池、澄清池、排泥泵站、投药间、加压泵站等主要设备及工艺系统组成。 1.1工程主要原始资料 1室外环境温度：多年平均气温9.6℃ 极端最高气温(历年极端最高气温) 40.2℃ 极端最低气温(历年极端最低气温) -32.6℃ 2海拔高度：1124.35m 3安装现场地震列度：VIII度 4 室内环境湿度：最高100％，最低10％ 5污秽等级：III级（按Ⅳ设计） 2 规范和标准 应遵循的主要现行标准，但不仅限于下列标准的要求： NDGJ16-89 火力发电厂热工自动化设计技术规定 CECS81：96 工业计算机监控系统抗干扰技术规范 1998.09.30 火力发电厂热工仪表及控制装置技术监督规定 GB 11920-98 电站电气部分集中控制装置通用技术条件 GB 4720-84 低压电器控设备 JB 616-84 电力系统二次电路用屏（台）通用技术条件
TEC 144 低压开关和控制设备的外壳防护等级ANSI 488 可编程仪器的数字接口 ISA --55.2 过程运算的二进制逻辑图 ISA --55.3 过程操作的二进制逻辑图 ISA --55.4 仪表回路图 NEMA --ICS4 工业控制设备及系统的端子板 NEMA --ICS6 工业控制设备及系统的外壳 DL 5028 电力工程制图标准 TCP/IP 网络通讯协议 IEEE802 局域网标准 05X101-2 地下通信线敷设 HG/T20509-2000 仪表供电设计规范 HG/T29507-2000 自动化仪表选型规定 HG/T20513-2000 仪表系统接地 HG/T 20508-2000 控制室设计规定 HG/T 20700-2000 可编程控制系统工程设计规定 GB50217-1994 电力工程电缆设计规定 HG/T20505-2000 过程测量和控制功能标志及图形符号 GB／T 50314—2000 智能建筑设计标准 DB32/191-1998 建筑智能化系统工程设计标准 CECS/119-2000 城市住宅建筑综合布线系统工程设计规范GB/T50311-2000 建筑与建筑群综合面线系统工程设计规范
自来水厂供电系统设计方案
自来水厂供电系统设计方案 一、课程设计的目的与任务 供电系统与电气控制是自动化专业的专业课，具有很强的实践性和工程背景，供电系统与电气控制课程设计的目的在于培养学生综合运用供电系统与电气控制的知识和理论分析和解决供电系统设计问题，使学生建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规和方法，提高学生调查研究、查阅文献及正确使用技术资料、标准、手册等工具书的能力，理解分析、制定设计方案的能力，设计计算和绘图能力，实验研究及系统调试能力，编写设计说明书的能力。 二、原始资料 （1） 自来水厂用电设备一览表（附表2） （2） 自来水厂平面布置图（附图5） （3） 自来水厂机修车间平面布置图（附图6） （4） 该厂年最大有功负荷利用小时数 T max =8000小时 （5） 该厂一、二泵房为二级负荷，机修及办公室为三级负荷。 （6） 电源条件： 距该厂8公里处，有一地区变电所，地区变电所可分别从两段35kV 母线上各提供一回电源，这两段母线的短路容量皆为： MVA sd P 350)3( （7） 气象及其他有关资料 a) 要求车间变电所低压侧的功率因数为0.85。高压侧功率因数为0.95。 b) 年平均温度及最高温度 最热月平均最高温度 年平均温度 最热月土壤平均温度 35℃ 18℃ 30℃
三、设计要求容： （1） 计算自来水厂、机修车间的总计算负荷。并确定为提高功率因数所需的补 偿容量。 （2） 选择该自来水厂总降压变电所、机修车间变电所的变压器台数及额定容 量。 （3） 选择和确定自来水厂高压供电系统（包括供电电压，总降压变电所一次接 线图，场高压电力网接线）。 （4） 选择高压电力网导线型号及截面。 （5） 选择和校验总降压变电所的一次电气设备。 （6） 拟定机修车间供电系统一次接线图（包括车间变电所一次接线及车间低压 电力网接线）。 （7） 选择机修车间的低压电力网的导线型号及截面。 （8） 选择和校验机修车间供电系统的一次电气设备（包括各支线上的开关及 熔丝）。 四、负荷计算 地区变点所 U p =35KV 总降压变电所 U e =10KV 去自来 水厂 自来 图二 课题（2）电力系统结构图
水厂自控系统建设方案
徐圩水厂自控系统建设方案 刘朋
目录 1.徐圩水厂自控系统的构成 (1) 1.1自控系统结构与目标 (2) 1.2控制方式 (2) 2.中控室 (3) 2.1运行监视 (3) 2.2运行控制 (3) 2.3数据管理 (3) 2.4报警处理 (3) 2.5报表及打印 (4) 2.6 Web数据服务 (4) 3.各子站控制 (4) 3.1原水泵房控制站 (4) 3.2 高效澄清池控制站 (5) 3.3 翻板滤池控制站 (5) 3.4 加药加氯间控制站 (7) 3.5 臭氧活性炭间控制站 (7) 3.6 送水泵房控制站 (8) 3.7 污泥脱水间控制站 (8) 1.徐圩水厂自控系统的构成 徐圩水厂自控系统网络拓扑结构采用光纤以太环网结构，在这种网络结构下，每个子站都可以通过两条不同的通道与中控室进行通讯，即使网络中的一处光纤受到损伤，也不会影响中控室与主站之间的通讯。
徐圩水厂自控网络拓扑图 1.1自控系统结构与目标 徐圩水厂自控系统按照分散控制，集中管理的原则配置，全厂拥有一处中控室，管理整个生产过程，并且在取水泵站、高效澄清池、加药加氯间、滤池、活性炭处理间、送水泵房和污泥脱水间分别设置有PLC控制站，PLC控制站组成光纤以太环网，各控制站负责处理各站的数据采集和控制任务。 自控系统具有以下功能： 1)在线实时显示各工艺环节的生产数据，并根据工艺的要求对生产 过程中的异常数据进行不同方式的显示及报警提示； 2)实时显示全厂生产过程中各重要设备的运行状态及参数，并对异 常情况进行显示和报警提示； 3)根据进水流量、出水浊度和加药配比值来实现加药系统的自控控 制； 4)采用自动调节实现滤池的恒水位过滤。反冲洗根据滤池水位、滤 层上下差压和阀门开度实现运行、反冲洗到再运行的全过程控制，同时 也可实现在操作画面上进行人工强制反冲洗； 5)系统可根据出水总管压力自动进行水泵的启停与调节。 1.2控制方式
某自来水厂工艺设计说明
课程：给水课程设计 某自来水厂工艺设计说明书 组别：第四组 组员：彪艳霞、沈晓慧、施谊琴、杨佳莉 赵文洁、陈艳丹、倪晶晶、赵维诘 钱嘉骋、张旭 指导老师：刘洪波 专业：环境工程 学院：环境与建筑学院
某自来水厂工艺设计说明书 第一章概述 1.1设计任务及要求 《给水处理》是一门实践性很强的课程,是学生毕业后经常能用到的专业核心课程之一。为了使学生更好地掌握其基本理论、熟悉和掌握给水厂（自来水厂）设计的原则、步骤与方法，独立完成相关工艺选择、主要构建筑物设计计算、设备选型，从而培养学生运用所学理论和技术知识，综合分析及解决实际工程设计问题的初步能力，使学生在设计计算、绘图、查阅资料和设计手册以及使用设计规范等基本技能上得到初步训练和提高，开展此课程设计。 本课程设计的重点在于： 1. 给水处理厂处理工艺流程的选择与工艺设计； 2. 给水处理常规构筑物如絮凝池、沉淀池、过滤池、清水池、二级泵房、加氯间等构建筑物的工艺计算； 3. 合理优化布置处理厂的平面与高程。 1.2基本资料 1.2.1水厂规模与基本情况 水厂1：某市地处长江下游（东部地区），属亚热带季风气候，四季分明，日照充分，雨量充沛。气候温和湿润，年平均气温15.7 ℃。春（4月-5月）、秋（10月-11月）较短，冬（12月-次年3月）、夏（6月-9月）较长。有春雨、梅雨、秋雨三个雨期，年平均气温20℃，最冷月平均温度3℃，最热月平均温度35℃，最高温度39℃，最低温度1℃。年平均降雨量1325mm，80%以上的降雨发生在6月至10月的五个月中，多年平均最大时降雨量为59.45mm，最大日降雨量为156.2mm，常年最大风速为2.9m/s，主导风向为西南风。该市水源主要为地表水，拟建一给水厂，以地表水为水源。 （1）水厂近期净产水量为:15万m3/d。 （2）水源水质资料：
向阳供水厂工艺设计毕业论文
向阳供水厂工艺设计毕业论 文 目录 摘要 (i) Abstract (ii) 第一章设计原始资料 (1) 第二章取水工程设计 (5) 2.1 取水构筑物的设计 (5) 2.1.1 取水构筑物的形式选择 (5) 2.1.2 取水构筑物的设计计算 (7) 2.2 取水泵房的设计 (11) 2.2.1 设计流量的确定和设计扬程估算 (11) 2.2.2 初选水泵和电机 (12) 2.2.3 附属设备的设计 (16) 第三章净水厂设计 (19) 3.1 水厂厂址的选择及工艺流程的确定 (19) 3.2 投药系统的设计计算 (20) 3.2.1 药剂的选择 (20) 3.2.2药剂溶解池和溶液池的计算 (21) 3.2.3 药剂的投加方式及系统 (22) 3.2.4 加药间与药库 (22) 3.3 混合设备的选择 (23) 3.4 反应池设计（絮凝池设计） (24)
3.4.1 反应池类型的选择 (24) 3.4.2 有关网格反应池 (25) 3.4.3 网格反应池的设计计算 (26) 3.5 沉淀池的设计 (29) 3.5.1 沉淀池类型的选择 (29) 3.5.2 侧向流斜板浮沉池的设计概述 (31) 3.5.3侧向流斜板浮沉池的设计计算 (31) 3.6 滤池的设计 (35) 3.6.1 滤池池型的选择 (35) 3.6.2 滤池的设计计算 (36) 3.7 清水池的设计计算 (46) 3.7.1 清水池的具体设计计算 (46) 3.7.2 清水池附属设备 (48) 3.8 吸水井的设计 (48) 3.9 消毒系统的设置 (49) 3.9.1 目的和方法的选择及设计要求 (49) 3.9.2 投加量计算及设备选择 (50) 3.10 净水厂的平面及高程布置 (51) 3.10.1 平面设计 (51) 3.10.2 高程布置 (51) 第四章送水泵站设计 (53) 4.1 概述 (53) 4.2 二泵站的设计计算 (53) 4.2.1 水泵选择和组合 (53) 4.2.2 管路计算 (55) 第五章工程概算及制水成本 (62) 5.1 水厂人员编制 (62) 5.2 工程概算 (62) 5.2.1工程容 (62) 5.2.2自然条件及技术标准 (62)
污水厂自控方案(含详细设备及PLC配置)
自动化控制系统目录 1概述 (3) 1.1 设计原则 (3) 1.2 自动化系统功能综述 (3) 1.3 系统配置 (5) 1．3．1 网络结构 (5) 1．3．2 具体配置（详细配置见附图一） (6) 2控制流程图及各部分功能详述 (6) 2.1 生产过程监测系统(中控室) (6) 2.2 生产过程的监测（现场）与自动控制系统 (9) 2．2．1 1#PLC预处理控制站 (9) 2．2．2 2#PLC BAF生物滤池处理子站 (14) 2．2．3 3#PLC污泥脱水系统处理子站 (18) 2．2．4 4#PLC中央控制室处理子站 (21) 2.3 生产管理计算机网络系统 (22) 2.4 全厂CCTV电视监视系统 (23) 3系统设计制作、调试及技术服务 (24) 3．1环境条件 (24) 3．2 控制箱柜设计 (25) 3．3产品制造、运输、保管 (26) 3.4控制系统集成 (27) 3.5检验及调试 (30) 4质量保障能力 (32) 4.1设计、设备制造能力和条件 (32) 4.2售后服务体系及质量保障能力 (37) 5自控系统施工组织及安装 (41) 5.1 项目进度计划安排 (41) 5.2 施工组织 (41) 5.3仪表安装及测试 (48) 5.4电缆 (52) 5.5 管线敷设及电缆桥架 (53) 5.6电缆托架 (59) 5.7防雷和接地 (60) 5.8 施工验收 (61) 6自动化控制系统I/O表 (62) 6自动化控制系统I/O表 (72)
1 概述 根据XXX城市总体规划，通过对污水量的预测，并结合城市发展前景，确定污水处理厂建设规模为：设计规模2万m3/d。根据污水量和投资状况，我方在进行系统组态时，将全厂作为一个整体来考虑，并可方便地扩展或升级。系统选用符合国际标准的产品，其技术先进、结构开放，能够长期提供技术支持、备品备件有保障。同时，还充分考虑经济适用性、节省投资和与远期工程的衔接，与远期公用的控制子站，控制点数一次考虑，远期独立的部分另设控制子站或远程控制单元。 本污水厂自控系统采用“集中管理、分散控制、数据共享”的分层、分布式的拓扑结构，符合当前工业自动化监测系统发展趋势，能够实现全厂工艺参数及设备集中监测和生产过程的自动控制。 系统包括：满足要求的控制系统硬件设备、监控和编程软件、辅助装置以及操作台、控制箱柜等。 1.1 设计原则 集中管理、分散控制、数据共享； 具有高度的开放性、可靠性、稳定性和安全性； 具有较强的兼容性、扩充性、可扩展性； 易于操作使用、可修改； 所有标志性、提示性、警告性、显示性的部分采用中文简体。 自控仪表系统必须在充分考虑本工程污水处理工艺特性的基础上，按照具有先进技术水平的现代化污水处理厂进行设计。设计方案中，既要考虑操作、管理水平的先进性，同时也考虑到高新技术应用的合理性、经济性，在保证生产管理要求的前提下，尽可能节约投资，获得良好的技术经济指标，并能保证系统长期稳定高效地运行。 1.2 自动化系统功能综述 根据XX污水厂2×104m3/d的设计规模和BAF工艺的特点，本着技术先进，性价比高，实用可靠的原则进行设计。依据集中监测为主，分散控制为辅的基本原则，本工程采用PLC（可编程控制器）为基础的监测控制和数据采集系统，在中央控制室利用PC（工业级PC）机对厂内各工况进行实时监控，并有信号报警和联锁等设施以保证生产正常运行。生产的过程自动控制采用独立控制，即设备控制层PLC各个子站与上位监控计算机相互独立，可以不依靠上位机独立运行，保证了生产过程的独立性和安全性。
供水厂自控系统设计方案
水厂自控系统 技 术 方 案 设计单位： 二零一一年九月
目录 一、系统概述 (3) 1.1 工程概况 (3) 1.2 系统设计原则 (3) 1.3 系统组成 (3) 二、系统功能 (4) 中控室功能 (4) 通讯层功能 (7) PLC控制站功能 (7) 测压终端 (8) 视频监控系统 (8) 清丰供水厂自控及视频监控系统框图 (11) 三、我公司设计及施工遵循以下标准： (12) 四、售后服务 (13) 附：清丰县第二供水厂增加自控设备清单 (14)
一、系统概述 1.1 工程概况 本工程是水厂自控系统改造工程，该工程改造后并入第三水厂自控系统，可有效地加强对整个供水系统的管理，直观及时地监控现场设备运行情况，增强安全供水保障措施，如实地显示和记录各种数据。 在改造过程中，既借鉴了国内先进水厂的成功经验，又充分考虑了本水厂的特殊情况，并将水厂运行管理经验融合于自控系统改造设计中，力求使系统具有先进性和实用性。 1.2 系统设计原则 结合第二水厂供水系统特点，本系统设计主要遵循以下几个原则： ?选择成熟和先进的计算机控制系统，在供水过程中实现信息集中管理和科学操作的前提下，提高系统的的可靠性，现场各种数据通过PLC采集，并通过工业以太网传送到中央控制室，进行统一的监控和管理。中央控制室可以通过以太网来下发指令对现场的PLC进行控制和管理。 ?现场PLC具有逻辑功能，控制现场测控仪表，完成现场、电气数据的采集和电气设备的控制，同时向中控室传送采集数据，报告运行状况，执行中控室的指令。 ?设计上以中控为主，现场以手控/自动控制为辅的原则，系统以水厂为监控中心，将底层的设备和控制权分散到现场的PLC中，便于系统的管理和维护。?选择成熟和先进的计算机控制系统，在供水过程中实现信息集中管理和科学操作； ?设计视频监控系统； ?系统本着低成本、高效益、高质量的原则进行设计。 1.3 系统组成
5000吨水厂设计说明
某师净水厂设计 一．设计原始资料 1.净产水量：5000m3/d 2.水源为河水， 3.（1）最高浑浊度为2000NTU （2）碱度为5mg/L （3）总硬度：月平均最高368mg/L, 月平均最低156mg/L （4）PH值：6.9—7.6 （5）色度：12度 （6）大肠菌群数：1800CFU/100ml （7）水温：月平均最高27.7℃月平均最低6.9℃ 4．净化出水要求：达到《国家生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）要求。 5．净水厂地形图：比例尺1：200 6．地形资料：拟建水厂厂址地形平坦，地质为砂质粘土，地基承载力特征值fa=600kPa,无地下水 7．各种材料均可供应。 二、水厂工艺流程选择 （一）．确定净水厂的设计水量 根据GB50013—2006规定：水处理构筑物的设计水量，应按最高日供水量加水厂自用水量确定。 水厂自用水率应根据原水水质、所采用的处理工艺和构筑物类型等因素通过计算确定，一般可采用设计水量的5％～10％。当滤池反
冲洗水采取回用时，自用水率可适当减小。 考虑滤池反冲洗水采取回用及用水安全，自用水率取8% 则设计水量G=5000×(1+0.08)=5400 m3/d （二）确定净水厂工艺流程和净化构筑物的型式 原水的含沙量或色度、有机物、致突变前体物等含量较高，臭味明显或为改善凝聚效果，可在常规处理前增设预处理。原水来自河水含沙量较低，色度12度，满足GB5749-2006 《生活饮用水卫生标准》，可以不进行原水的预处理。 设计工艺流程： 取水→一级泵站→管式静态混合器→穿孔旋流絮凝池→斜管沉淀池→无阀滤池→消毒剂→清水池→二级泵站→用户 三、混凝剂的投配 根据最高浊度，此河水水质与长江水类似，则混凝剂PAC采用碱式氯化铝（含三氧化二铝10%），投加量最高为20mg/L,无需助凝剂。沉淀或澄清时间1.2h。每天工作时间为18h。 1.溶解池W1和溶液池W2的确定 W2=aQ/417cn=18×100×20×5400/18 /(1000×1000×10×2)=0.54m3 n----液体投加混凝剂时，溶解次数应根据混凝剂投加量和配制条件等因素确定，每日不宜超过3次,取2次。 c----混凝剂投配的溶液浓度，可采用5%—20%（按固体重量计算）取10％． 溶液池采用矩形砖混结构，设置1个0.643m，保证连续投药。池子尺寸为L×B×H=0.8×0.8×1.1（其中超高0.25m）。 W1=(0.2-0.3)W2
基于PLC自来水厂自动控制系统毕业设计.doc
编号 本科生毕业设计 基于PLC自来水厂自动控制系统设计 The Subject of Graduation Project 学生姓名 专业 学号 指导教师 分院 2017年3月
摘要 供水是一个关系国计民生的重要产业，随着我国改善人民生活条件、建设小康社会及提高劳动生产水平等目标的实现，对自来水水质的要求也越来越高。水处理厂计算机自动化控制系统是保证安全、连续、优质供水的措施。本文通过分析国内外已建水厂自动化控制系统的现状，结合工艺设备智能化的发展趋势，以及我国中小型水厂现状，设计了一套以PLC S7-200作为控制器的自来水自动控制系统，该系统能实时监测水质、取水流量、pH值、管网压力，监控厂区安全，自动控制投矾、加氯，还能自动存储历史数据。此系统不仅能降低能耗、节约成本、减少维修维护工作强度、提高管理水平、确保供水质量，还能推进我国给水工艺的发展，对减小与先进水平的差距都具有现实意义。通过运行情况表明，该系统功能齐全，性能稳定可靠，具有较强的实用性和推广价值。 关键词：PLC 自动化控制系统上位机监控系统
ABSTRACT The water service is a significant industry in national welfare and the people's livelihood. With the quickening pace of people's living standard and the objective of achieving building a well-off society and enhancing productivity level, the water supply is increasingly demanded for the high quality. The computer automation control system of the waterworks is an effective measure for guaranteeing the high quality of the water supply in security and continuity. This article, which combines with the development tendency of the processing equipment intelligent and the reality of small and medium-sized water treatment plant in our country, has designed a water supply automatic control system of PLC S7-200 controller by analyzing the reality of the waterworks automation control system both at home and abroad. This water supply automatic control system can in real time monitor the water quality, the water draw rate, the pH value, the pipe network pressure, the monitor site area security, etc. Besides, the system can automatically add vitriol and throw chlorine; also, the system can auto save historical data. In addition, the system, in which there is an operation significance for reducing the gap with advanced standards, not only cuts down the energy consumption, saves cost, reduces the service maintenance working strength, enhances the management level, guarantees the water supply quality, but also improves the advancement of the water supply technology. The running conditions of the system reveal that its system function is complete; its performance is stable and reliable; there are strong practicability and promotion value. Key word：PLC automatic control system position machine of monitor and control system
水厂设计方案
地表水处理系统 设 计 方 案
目录 一、工程概况 二、编制依据 三、规范与标准 四、设计原则 五、编制范围 六、设计参数 七、地表水处理工艺流程 八、工艺说明 九、中央控制系统说明 十、设备参数 十一、人员配备 十二、工程投资估算 附件:平面布置图
一、工程概况 X市要求将地表水(符合《地面水环境质量标准》GB3838-88)进行处理,出水要求符合《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006。 二、编制依据 1、《地面水环境质量标准》 GB3838-88 2、《生活饮用水卫生标准》 GB5749-2006 3.业主提供得资料 三、规范与标准 1、《生活饮用水卫生标准》 GB5749-2006 2、《建筑给水设计规范》 GBJ15-88 3、《水处理设备技术条件》 JB/T2932-1999 4、《地面水环境质量标准》 GB3838-88 四、设计原则 1、优化工艺设计,使系统设备经济、合理、可靠。 2、选用新型优质材料与配件,单体设备结构先进、合理。 3、自动化程度高,操作维护方便,减少劳动强度。 4、设备布局合理、美观。 5、采用合理工艺与流程降低运行费用。 五、编制范围 地表水处理机房内得水处理设备均由本设计方案考虑,机房内得基础条件也可由我公司负责提出,但由业主建设。机房内得所有土建项目与配套得机房建设,供水管网由业主考虑。 业主并将电源、水源接至机房。 六、设计参数 1、原水性质: A: 符合地面水环境质量标准II类水质 B: 符合地面水环境质量标准I类水质
2、处理水量: A:Q=100t/h; 3、出水水质: 符合《生活饮用水卫生标准》 GB5749-2006 七、地表水处理工艺流程 1、工艺确定 A:Q=2400t/d 由于原水为符合地表水地面水环境质量标准II类水质,而出水要求达到《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006,所以工艺主要考虑采用微絮凝与过滤技术来达到要求,为了加强对有机污染物得去除效果,系统将设置活性炭过滤,最后在出水口投加二氧化氯消毒以确保细菌指标达到设计要求。 本工艺中多介质过滤与活性炭过滤均为自动运行,根据压差到达设定值时自动反洗,水源在洪水期间水中得悬浮物将最高达500mg/l, 过滤器到达设定得压差得时间将大大缩短,即过滤器将缩短工作周期自动反洗来应付高浊度原水,系统出水仍然达到设计要求。 本工艺中机械过滤均为自动运行,根据压差到达设定值时自动反洗,水源在洪水期间水中得悬浮物将最高达500mg/l, 过滤器到达设定得压差得时间将大大缩短,即过滤器将缩短工作周期自动反洗来应付高浊度原水,系统出水仍然达到设计要求。 3、工艺流程图 根据原水水质与出水要求,本设计建议采用以下处理工艺: A:Q=2400t/d 混凝剂二氧化氯 ↓↓原水→原水泵(反洗泵) →管道混合器→多介质过滤器→活性炭过滤器→清水池→供水管网 B:Q=5000t/d 混凝剂二氧化氯 ↓↓
当代自来水厂自动化控制系统的研究与实现
现代自来水厂自动化控制系统的研究与实现 第1 章绪论 水厂自控系统简介 水厂制水工艺流程 各个水厂根据实际情况，其工艺流程千差万别，设备有增有减，但基本的流程相似，如图所示。 图中主要分为以下几个工艺过程： （1）取水：通过多台大型离心泵将江、河、地表等处的水抽入净水厂。 （2）药剂的制备与投加：按工艺要求制备合适的混凝剂，并投入混凝剂及氯气，达到混凝和消毒的目的。 （3）混凝：包括混合与絮凝，即源水投入混凝剂后进行反应，并排出反应后沉淀的污泥。 （4）平流沉淀：与混凝剂反应后的水低速流过平流沉淀池，以便悬浮颗粒沉淀，并排出沉淀的污泥。 （5）过滤沉淀：水通过颗粒介质（石英砂）以去除其中悬浮杂质使水澄清，并定时反冲洗石英砂。 （6）送水：多台大型离心泵将自来水以一定的压力和流量送入供水管网。 水厂自控系统组成 自来水厂的工艺特点是各工艺单元既相对独立，同时各单元之间又存在一定的联系。正因为各工艺单元相对独立，因此通常将整个工艺按控制单元划分，主要包括：取水泵房自动控制系统、送水泵房自动控制系统、加矾自动控制系统、加氯自动控制系统、格栅配水池控制系统、反应沉淀池控制系统、滤池气水反冲洗控制系统、配电控制系统、水厂中央控制室自动化调度系统，这些工艺单元内设备相对集中。根据这些特点，自控系统较多采用PLC＋IPC的集散控制系统(DCS)模式。 采用PLC+IPC 系统的水厂自动化控制设计一般采用多主站加多从站结构，能够较好的满足国内水厂自动化的监控、保护要求。控制点分布在水厂内不同的位置，采用就近控制原则，在设备集中区分别设置不同的PLC 站对该区域设备进行监控，再通过通讯网络，各PLC 站之间进行数据通讯，实现整个水厂的自动化控制。在控制单元内，PLC 站实现对该单元内设备的自动控制。这样的优点是使控制系统更加可靠，当某一控制单元发生故障时不会严重影响其它单元的自动运行，同时由于单元内控制设备、检测仪表就近相连，减少了布线成本。 一般根据土建设计，将水厂自动化控制系统按设备位置情况及功能进行组织，分为如下一些控制站点。 （1）中央控制室站点：对整个系统进行监控和调度，同时留有四遥（遥测、遥信、遥调、遥控）系统接口，与上层管理系统进行通讯。 （2）配电室控制站点：对高压及低压配电系统进行监控。 （3）取水泵房控制站点：取水泵、真空泵、潜污泵及轴流风机等进行监控。
自来水厂设计说明书概要
管网设计计算说明书（给水） 1设计原始资料 1.1 城镇概况 该小镇位于广东省中部，属热带和亚热带季风气候。市区地势平坦，除中部有一座较高的山（主峰海拔310m）外，市区主要建在台地和平原上。居住人口约15万，分为两个生活区:新城区和旧城区。 1.2 城市用水情况 城市用水按15万人口设计，居民最高日用水量按210d cap L?，给水普及率：100%。市区以4～6层的多层建筑为主。 2. 城市给水工程用水量计算 2.1居民区用水量计算 该地区地处我国广东省中部，设计人口15万，为小城市，居民生活用水最高日用量根据《给排水规范大全》，采用210 L/cap.d。则居住区最高日用水量为： Q1=qNf=210×15×104×100%×103-=3.15×104 Q1——城市最高日综合用水，m3/d； q——城市最高日综合用水量定额，L/(cap.d)； N——城市设计年限内计划用水人口数； f——城市自来水普及率，采用f=100% 2.2. 公共建筑用水量计算 2.2.1 医院日用水量 根据给排水设计规范（GB50015-2003, 3.1）查得，医院病人用水量为400 L/cap.d，根据设计任务书中的设计原始资料表2 ：公共建筑用水量一览表得知，每个医院用水人数为800床。（共两个医院）则医院日用水量： Q 医院= 400-3 ?10?800?2=640(m3/d) 2.2.2 中学日用水量 2.2.2.1 第一中学日用水量 根据给排水设计规范（GB50015-2003, 3.1）查得，中、小学生用水量为40 L/cap.d 根据设计任务书中的设计原始资料表2 ：公共建筑用水量一览表得知，第一中学用水人数2000人。于是，
水厂自控系统建设方案设计
专业资料 徐圩水厂自控系统建设方案 刘朋
目录 1.徐圩水厂自控系统的构成 (2) 1.1自控系统结构与目标 (2) 1.2控制方式 (3) 2.中控室 (3) 2.1运行监视 (3) 2.2运行控制 (3) 2.3数据管理 (4) 2.4报警处理 (4) 2.5报表及打印 (4) 2.6 Web数据服务 (4) 3.各子站控制 (4) 3.1原水泵房控制站 (4) 3.2高效澄清池控制站 (5) 3.3翻板滤池控制站 (6) 3.4加氯加药间控制站 (7) 3.5臭氧活性炭间控制站 (8) 3.6送水泵房控制站 (8) 3.7污泥脱水间控制站 (9)
1.徐圩水厂自控系统的构成 徐圩水厂自控系统网络拓扑结构采用光纤以太环网结构，在这种网络结构 下，每个子站都可以通过两条不同的通道与中控室进行通讯，即使网络中的一处光纤受到损伤，也不会影响中控室与主站之间的通讯。 徐圩水厂自控网络拓扑图 1.1自控系统结构与目标 徐圩水厂自控系统按照分散控制，集中管理的原则配置，全厂拥有一处中控室，管理整个生产过程，并且在取水泵站、高效澄清池、加药加氯间、滤池、活性炭处理间、送水泵房和污泥脱水间分别设置有PLC控制站，PLC控制站组成光纤以太环网，各控制站负责处理各站的数据采集和控制任务。 自控系统具有以下功能： 1）在线实时显示各工艺环节的生产数据，并根据工艺的要求对生产过程中的异常数据进行不同方式的显示及报警提示； 2）实时显示全厂生产过程中各重要设备的运行状态及参数，并对异常情况进行显示和报警提示； 3）根据进水流量、出水浊度和加药配比值来实现加药系统的自控控制； 4）采用自动调节实现滤池的恒水位过滤。反冲洗根据滤池水位、滤层上下差压和阀门开度实现运行、反冲洗到再运行的全过程控制，同时也可实 现在操作画面上进行人工强制反冲洗；
给水水厂设计说明书
.设计资料 1.1.1供水要求 1）给水厂水量为30000m3/d。 2）水厂自用水量系数为5?8%,时变化系数1.5?1.4。 3）水厂出水水压为45~50m。 4）出厂水质达到国家饮用水水质标准。 5）水厂自用水取5%。 6）时变化系数取1.5。 1.1.2原水水质 某河流原水水质分析结果（见表1） 表1 某河流的原水水质分析结果
1.3饮用水水质标准 生活饮用水水质标准（见表2） 表2生活饮用水水质非常规检验项目及限值（62项）
氯乙醛（水合氯醛） 氯化氰（以CN 计） 1.2设计任务 1） 根据水质、水量、地区条件、施工条件和一些水厂运转情况选定处理方案和确定处 理工艺流程。 2） 拟定各种构筑物的设计流量及工艺参数。 3 ）选择各构筑物的形式 和数目，初步进行水厂的平面布置和高程布置。 在此基础上确 定构筑物的形式、有关尺寸安装位置等。 4 ）进行各构筑物的设计和计算，定出各构筑物和主要构件的尺寸，设计时要考虑到构 筑物及其构造、施工上 的可能性。 5 ）根据各构筑物的确切尺寸，确定各构筑物在平面布置上的确切位置，并最后完成平 面布置。确定各构筑物 间连接管道、检查井的位置。 6）水厂厂区主体构筑物（生产工艺）和附属构筑物的布置，厂区道路、绿化等总体布 置。 2.1选择方案 2.1.1絮凝工艺： 方案：采用机械絮凝池和往复式隔板絮凝池组合使用 机械絮凝池 优点：絮凝效果好，节省药剂；水头损失小；可适应水质水量的变化。 缺点：需机械设备和经常维修。 往复式隔板絮凝池 优点：絮凝效果好；构造简单；施工方便。 溴仿 0.1(mg/L) 二溴一氯甲烷 0.1(mg/L) 一溴二氯甲烷 0.06(mg/L) 氯乙酸 0.05(mg/L) 氯乙酸 0.1(mg/L) 0.01(mg/L) 0.07(mg/L)
净水厂设计研究毕业论文
净水厂设计研究毕业论文 前言 水是生命之源，是人类生活、工农业生产和社会经济发展的重要资源，科学用水和排水是人类社会发展史上最重要的社会活动和生产活动容之一。给水排水工程又可分给水工程和排水工程两个部分。其中给水工程的任务是向城镇居民、工矿企业、公共设施等提供用水，且保障水质、水量、水压要求。 我的毕业设计题目是市某净水厂工程工艺设计，净水厂设计规模为150000m3/d，源水取自白石水库，水库水质为二类地表水，符合生活饮用水水源要求，出厂水质为一类水质标准，水厂出厂水压为0.6MPa。净水厂所在地属西部的低山丘陵区，地势西北高，东南低；西南高，东北低，平均海拔高度为138m。本设计选用“混凝—沉淀—过滤—消毒”的常规处理工艺，混凝剂选用聚合氯化铝[Al2（OH)n·Cl6-n]m；絮凝池选用往复式隔板絮凝池，沉淀池选用斜管沉淀池，且絮凝池和沉淀池合建；滤池选用普通快滤池，采用高速水流反冲洗；消毒方式采用液氯消毒。 毕业设计是本科生教学环节中重要的一环。通过毕业设计，可以把所学习的理论知识进行系统地实践，培养学生的综合分析问题和解决问题的能力，为今后的实际工作奠定必要的基础，同时把书本上所学到的知识系统化。我们在今后的实践中还需要不断学习，不断探索，不断总结经验。从这个意义上说，毕业设计是我们在大学期间最接近工程实践的一次训练，通过它我们可以掌握工程中的一般设计同时这也是大学四年中最重要最正规的一次大型考核。
第一部分设计说明书 1 设计资料 1.1 设计任务 根据所给资料进行市某净水厂工程工艺设计，包括净水工程的初步设计及送水泵房的初步设计。净水工程设计分为混合工艺设计、絮凝工艺的设计、沉淀工艺的设计、过滤工艺的设计、清水池的设计，消毒系统的设计，加药系统的设计以及水厂的布置。送水工程设计包括选泵和泵房的计算。 1.2 设计原始资料 1.2.1 概况 总面积10355平方公里，其中城市规划区面积674.02平方公里，建成区面积53平方公里。下辖两县五区，即蒙古族自治县、彰武县和海州区、细河区、太平区、新邱区、清河门区。此外，还有省级经济开发区和高新技术产业园区。全市总人口192万（2008年）,其中城市人口78万。 1.2.2 自然条件 1)地理位置：省市 2)地形地貌 市是高原和辽河平原的中间过渡带，属西部的低山丘陵区。全区是长矩形，中轴斜交于北纬42°10′和东经122°0′交点上，斜卧方向是东北一西南向。全境东西长170公里，南北宽84公里，总面积10355平方公里。地势西北高，东南低；西南高，东北低。海拔最高点为西北部的乌兰木头山，831.4米；海拔最低点为东南部的十家子乡南甸子村，48.5米。 3)气象资料 (1)气温 年平均气温7.5℃，最冷月份（一月）平均气温-17.3℃，极端最低气温-28.4℃，最热月份（七月）平均气温29.5℃，极端最高气温40.6℃； (2)平均降雨量：539.3mm； (3)常年主导风向：西南偏南风； (4)冰冻线冻土厚度：140cm；
水厂自控系统建设方案
. .. . . 徐圩水厂自控系统建设方案 刘朋
目录 1.徐圩水厂自控系统的构成 (2) 1.1自控系统结构与目标 (2) 1.2控制方式 (3) 2.中控室 (3) 2.1运行监视 (3) 2.2运行控制 (3) 2.3数据管理 (4) 2.4报警处理 (4) 2.5报表及打印 (4) 2.6 Web数据服务 (4) 3.各子站控制 (4) 3.1 原水泵房控制站 (4) 3.2 高效澄清池控制站 (5) 3.3 翻板滤池控制站 (6) 3.4 加氯加药间控制站 (7) 3.5 臭氧活性炭间控制站 (8) 3.6 送水泵房控制站 (8) 3.7 污泥脱水间控制站 (8)
1.徐圩水厂自控系统的构成 徐圩水厂自控系统网络拓扑结构采用光纤以太环网结构，在这种网络结构下，每个子站都可以通过两条不同的通道与中控室进行通讯，即使网络中的一处光纤受到损伤，也不会影响中控室与主站之间的通讯。 徐圩水厂自控网络拓扑图 1.1自控系统结构与目标 徐圩水厂自控系统按照分散控制，集中管理的原则配置，全厂拥有一处中控室，管理整个生产过程，并且在取水泵站、高效澄清池、加药加氯间、滤池、活性炭处理间、送水泵房和污泥脱水间分别设置有PLC控制站，PLC控制站组成光纤以太环网，各控制站负责处理各站的数据采集和控制任务。 自控系统具有以下功能： 1)在线实时显示各工艺环节的生产数据，并根据工艺的要求对生产过程中 的异常数据进行不同方式的显示及报警提示； 2)实时显示全厂生产过程中各重要设备的运行状态及参数，并对异常情况 进行显示和报警提示； 3)根据进水流量、出水浊度和加药配比值来实现加药系统的自控控制； 4)采用自动调节实现滤池的恒水位过滤。反冲洗根据滤池水位、滤层上下 差压和阀门开度实现运行、反冲洗到再运行的全过程控制，同时也可实 现在操作画面上进行人工强制反冲洗；
水厂设计说明书
扬州大学环境科学与工程学院《水质工程学》Ⅰ课程设计 班级给排水1001 姓名 指导教师 设计时间2013.01
目录 第一章总论 (3) 一、设计任务 (3) 二、基本资料 (3) 三、提供设计的自然资料（城市概况） (3) 四、水处理所用材料 (4) 五、日用水量变化规律 (4) 六、主要参考资料 (4) 第二章总体设计 (5) 第三章净水厂设计 (6) 一、设计水量计算 (6) 二、投药系统 (6) 三、絮凝设备—往复式隔板絮凝池的设计 (7) 四、沉淀池—平流沉淀池的设计 (8) 五、过滤设备—V形滤池的设计 (10) 七、清水池的设计 (15) 八、泵房设计 (15) 第四章水厂总体布置 (17) 一、平面布置 (17) 二、高程布置 (18)
第一章总论 一、设计任务 某城镇生活用水自来水厂 二、基本资料 1、水厂净产水量 164000 m3/d 2、水质资料： 水质条件如下： 项目水库水 浊度10～50NTU(短时500NTU) 色度 水温 PH 细菌总数14000个/ml 总大肠菌群35000个/L 总硬度 2.8mmol/l 碱度2mmol/l 嗅和味 其他 三、提供设计的自然资料（城市概况） 某市一乡镇，供水包括集镇和下属的主要行政村。 1、地质条件：，该地区地质上处于沉积平原，中部起伏平缓，地震烈度为7度，地基承载力为100KN/m2。水厂厂址平面为一荒地，地形平坦，地面标高为7.5m。 2、气象资料 1）年平均气温14.2℃，最高温度39o C，最低温度一15℃ 2）年平均降雨量1060毫米，最大年降雨量1535毫米，最小年降雨量542.31毫米 3）主导风向：东南风 3、最大冻土深度：100mm 4、地下水平均水位：0.51m 5、水源状况 水库地处该镇东南方向，周围山地丛林，植被覆盖率高，无生活、工业、矿区污染，水质有保障，水量充足，能满足供水要求。 常水位2.0m，最高水位3.56m，最低水位0.50m 水库外堤地面标高7.0m
水厂自控系统建设实施方案{项目}
cheng 徐圩水厂自控系统建设方案 刘朋
目录 1. 徐圩水厂自控系统的构成 (2) 1.1 自控系统结构与目标 (2) 1.2 控制方式 (3) 2. 中控室 (3) 2.1 运行监视 (3) 2.2 运行控制 (3) 2.3 数据管理 (4) 2.4 报警处理 (4) 2.5 报表及打印 (4) 2.6 Web 数据服务 (4) 3. ........................................................................... 各子站控制4 3.1 原水泵房控制站 (4) 3.2 高效澄清池控制站 (5) 3.3 翻板滤池控制站 (6) 3.4 加氯加药间控制站 (7) 3.5 臭氧活性炭间控制站 (7) 3.6 送水泵房控制站 (8) 3.7 污泥脱水间控制站 (8)
1. 徐圩水厂自控系统的构成 徐圩水厂自控系统网络拓扑结构采用光纤以太环网结构，在这种网络结构下，每个子站都可以通过两条不同的通道与中控室进行通讯，即使网络中的一处光纤受到损伤，也不会影响中控室与主站之间的通讯。 徐圩水厂自控网络拓扑图 1.1 自控系统结构与目标 徐圩水厂自控系统按照分散控制，集中管理的原则配置，全厂拥有一处中控室，管理整个生产过程，并且在取水泵站、高效澄清池、加药加氯间、滤池、活性炭处理间、送水泵房和污泥脱水间分别设置有PLC控制站，PLC控制站组成光纤以太环网，各控制站负责处理各站的数据采集和控制任务。 自控系统具有以下功能： 1) 在线实时显示各工艺环节的生产数据，并根据工艺的要求对生产过程中的异常数 据进行不同方式的显示及报警提示； 2) 实时显示全厂生产过程中各重要设备的运行状态及参数，并对异常情况进行显示 和报警提示； 3) 根据进水流量、出水浊度和加药配比值来实现加药系统的自控控制； 4) 采用自动调节实现滤池的恒水位过滤。反冲洗根据滤池水位、滤层上下差压和阀 门开度实现运行、反冲洗到再运行的全过程控制，同时也可实 现在操作画面上进行人工强制反冲洗；