自动化控制系统在自来水厂节能降耗中的应用
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自动化控制系统在自来水厂节能降耗中的应用
作者：赵再能杨文青汪梅
来源：《科学与财富》2017年第12期
摘要：为了能够提高自来水厂在市场中的竞争力，就必须要提高其工作效率，而运用自动化控制系统可以降低自来水厂能耗问题，对提高效率有着重要的积极意义。本文将针对自来水厂自动化控制系统展开分析，找出其中存在的问题，并提出解决措施来促进自来水厂节能降耗。
关键词：自动化控制系统自来水厂节能降耗
1.自动化控制系统概述
自动化控制系统是指在没有人直接参与的情况下让生产过程或者是其他的过程按照预想或者是预定的程序进行的控制系统，实现自动化的主要手段就是自动控制系统。自动化控制系统主要由三大系统组成，包括数据采集、集散型控制系统还有监控控制系统。这种系统由PC端和逻辑控制器共同组成。监控控制系统主要通过输出量和期望值之间的偏差进行实时控制，集散控制是由执行结构、检测元件还有被控对象这些组成，一般应用在机械工程领域。自动化控制系统随着科学技术的不断发展逐步应用到了我们生活中，应用范围也不断扩大，应用价值不断上升。该技术主要应用在工业方面，包括化工冶金这些，同时也应用在了军事技术方面，在航天航空以及导航系统方面，它的应用领域在不断扩大，逐步应用到我们日常生活当中，涉及到经济、社会、还有医学等各个方面。它可以大幅度的提高生产效率，使产业管理更加规范，同时还可以将信息统计到一个系统当中，实现信息共享，促进资源的优化配置。
2.我国自来水厂自动化控制系统发展历程
水是人类生存与发展的必要条件，是人类赖以生存的基本资源。但是目前由于人们对水资源开发不当，浪费严重这些问题都造成了水资源短缺，尤其是目前城市供水问题更加严峻。自来水之间的竞争也越来越激烈。我国自来水厂通过应用自动化控制系统，使得自来水厂的供水率大幅度增加。我国自来水的自动化控制系统主要经历了三个阶段：分散控制阶段、综合自动化阶段和综合自动化控制阶段。分散控制阶段时水厂各个程序分别进行自动控制，水厂各个系统独立不相关，独立工作。在综合自动化阶段，整个水厂作为一个整体来进行自动化控制，但是里面的各个独立系统也能独立进行工作。在综合自动化控制阶段，一个区域作为了自动化控制系统中的一个整体，整个城市的自来水厂都能实现信息共享，使得城市供水系统更加清晰明确，实现一个地区的供水系统的自动化。
3.当前水厂节能降耗存在的问题
水厂自动化控制系统
现代自来水厂自动化控制系统 1 水厂制水工艺流程 （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。 2 水厂自控系统组成 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。自控系统多采用PLC＋IPC的集散控制系统(DCS)模式。 （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。 （4）送水泵房控制站点：对送水泵、潜污泵等进行监控。 （5）格栅配水池控制站点：对快开排泥阀、格栅液位、格栅除污机、螺旋输送机等进行监控。 （6）反应沉淀池控制站点：对快开排泥阀、刮泥机进行监控。 （7）滤池公共部分控制站点：对反冲洗公共部分（反冲洗泵、鼓风机、干燥机及相关阀门）进行监控。 （8）滤池控制站点：根据单格滤池数量进行配置，每格滤池一个，对单个滤池设备进行监控。 （9）加矾控制站点：对加矾、自动配矾系统进行监控。 （10）加氯控制站点：对加氯系统进行监控。 在实际工程当中，当控制站点较近时，可以将某些站点合在一起，根据功能及控制规模大小，有些站点可以设为从站或远程站点。例如长沙榔梨水厂自控系统中，根据实际情况，按照功能分为5 大块：即取水泵房控制系统，加矾、加氯和格栅配水控制系统，滤池及反冲洗设备控制系统，送水泵及设备控制系统，中央控制室等。
水厂自动化控制系统
水厂自动化控制系统 一、适用范围： 该系统适用于供水企业远程控制管理水厂，水厂操作人员可以在水厂控制室远程监测厂内水池水位、进厂流量、出厂流量、出厂压力、水质等信息；远程监测加压泵组、配电设备及其它自动化设备的工作情况；可以远程控制加压泵的启停。水司调度中心工作人员及公司主管领导可以远程监测各水厂的工作情况及水厂操作人员的操作情况。 二、系统组成： 水厂自动化控制系统是水司生产调度管理系统的一个子系统，主要由水司调度中心、水厂自动化控制中心、通信平台、加压泵组测控终端、配电设备监测终端组成。 三、通信平台 水司调度中心、各水厂、各职能部门之间数据通信在局域网内完成；水厂与调度中心之间一般租用或铺设光纤。 四、水厂自动化控制终端的功能特点、产品结构及使用要求。 1、水厂自动化控制终端的功能特点：
◆采集进厂流量、蓄水池水位、清水池水位、出厂压力、出厂流量、出厂水质、安防报警等信息；可采集每台泵的出水压力、出水流量。 ◆采集每台加压水泵启停状态、运行时间、工作电流、工作电压、电能等电参数。 ◆采集配电室设备的开关状态、总电能等。 ◆监视水厂大门、制水车间、泵房等重要区域的图像。 ◆支持加压泵组控制柜手动控制、自动控制、远程控泵组设备的启停，控制模式可切换。 ◆电流过大、水位过低、压力过高、控制柜保护、配电故障、闲人进入状况发生时，立即上报告警信息。 ◆支持局域网有线通信，支持GPRS、短消息无线通信。 ◆存储、显示、查询水厂监测数据及工作参数。 ◆支持就地、远程测控设备维护。 2、产品结构 水厂需要监控的项目多，依据被监测内容，终端可分为：加压泵组远程测控终端、配电远程监测终端、进厂水量监测终端、视频监控终端。这些终端依据现场情况也可以合并成一个综合终端。 加压泵组远程测控终端水泵启动柜
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
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。
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；
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；
[第二水厂自动化升级改造方案]水厂自动化控制流程
[第二水厂自动化升级改造方案]水厂自动化控制流程 第二水厂自动化升级改造方案 1自动化监控系统设计 1.1 监控中心设计在监控中心安放一面两工位的操作台，操作台上放置自动化流程监控计算机和视频监控计算机以及打印机等。 监控中心计算机通过网线和网络机柜中心交换连通，PLC控制柜的数据和视频监控的视频画面通过网线传输至监控终端电脑。 1.2 加压泵房自动化设计在配电室新增1#--6#电机的软启动控制柜，该控制柜控制电机的启停，同时采集电机运行的三相电参、功率因素等等。安装软启动器后起动电流小、起动速度平稳可靠、对电网冲击小，且起动曲线可根据现场实际工况调整，从而减少了起动时对设备的冲击力，降低了对设备的损害，延长了使用寿命。主要目的是降低起动电压与电流，保证了生产的安全稳定。 加压泵房1#-6#管道泵前泵后安装电动蝶阀，起切断和连通管路的作用。该电动蝶阀具有远程控制功能，系统调试完成后将可在监控端实现远程开关。在管道合适位置安装压力变送器，采集压力信号，同时将压力信号远传至监控计算机，实时反应管路运行情况。
在加压泵房出水口安装电磁流量计，用于统计出水总量，同时将流量计的输出信号接送至PLC控制柜，将流量信息反映到监控计算机。 在配电室安装PLC控制柜，将现场的采集信号，控制信号全部接入该控制柜中，信号经CPU处理后传输至计算机监控系统。计算机监控系统的控制信号经PLC下发控制信号，实现设备的远程控制。 1.3 水源井自动化设计在水源井采水地安装软启动控制箱，用于控制水源井水泵的启停，同时采集水泵运行的三相电参和功率因素等。 在出水管路上安装电磁流量计，用于记录水井的实时流量和累计流量，流量计具有信号远传功能。 在出水管路安装压力变送器，同步采集管路内部压力，通过压力的显示形象的反应潜水泵的运行情况。 在出水管路上安装电动蝶阀，用于控制管路的开合，电动蝶阀具有远程控制功能。
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
自动控制系统在自来水厂应用
自动控制系统在自来水厂地应用 摘要：通过对自来水厂自控系统应用地介绍,说明了可编程控制器 PLC在工控中地重要地位.关键词：自控系统；PLC；自来水厂 1．系统网络结构 该方案采用光纤以太网组成, 以太网地速度可达到100Mb/ s.控制中心两台监控计算机通过以太网交换机与各PLC工作站相连接, 两台监控计算机互为冗余,按无人值班<少人值守）运行方式设计.网络上地各部分设备中任一部分不工作或故障,不影响系统其它部分地运行.b5E2RGbCAP 该方案由主控级(控制中心>和PLC1 、PLC2 、PLC3 、PLC4 、PLC5 、PLC6现地控制单元组成,主控级设有二台冗余工作地主机操作员工作站,作为控制中枢,非运行期间作为培训等.主控级除完成对被控对象地监视控制外,还具有与Internet通信及其他外部系统通信并留有与办公自动化联机接口,是整个监控系统地控制核心.现地单元级设6套现地测控单元LCU,直接面向生产过程,负责对现场数据地采集和处理,能够独立或按主控级地命令完成对所有被控对象地监视和控制.每台PLC柜上均配有触摸屏.主控级监控计算机之间以及与现地单元级各控制单元均可采用TCP／IP 以太网联接,采用以太网直接联接,传输速率高,安全稳定性好.系统网络拓扑见下图.p1EanqFDPw
PLC采用西门子S7-300系列产品,监控计算机在Windows xp 下使用Ifix 作为监控软件.两台监控计算机安装完全相同地系统软件和应用软件.由于两台监控计算机均同时与以太网相连, 因此它们可同时从PLC 得到相同地信号, 但是向PLC 发送命令及打印机地控制是互锁地.DXDiTa9E3d 2. 各分站描述 2.1 取水泵站PLC1 (1> 主要检测参数 原水PH 值、流量、温度、浊度。原水进水阀开度、原水进水阀超限位报警、原水进水阀限位开关、原水进水阀故障报警.RTCrpUDGiT (2> 主要控制功能 原水泵控制。接受并执行来自监控计算机地正确指令和参数设置。将原水泵及吸水井地运行状态及参数传送至监控计算机.5PCzVD7HxA 2.2 加药加氯PLC2 (1> 主要检测参数
自来水厂自动化解决方案
自来水改造工程仪表及自控系统 自控方案 自来水厂改造工程项目组 二零一四年十月三十一日
1 自控系统建立的必要性 自来水生产过程中机械和电气设备必然产生磨损，因此在日常生产过程中就需要时刻关注重要设备的运行状态。虽然水厂都配置了大量的设备维护人员，但通常情况下只有当维护人员到达现场后才能发现设备故障，且发现的往往都是比较严重的故障，会直接影响正常生产的开展。为了提高设备维护的主动性及时发现设备故障，维护人员需要一个平台来实时了解设备运行状态及运行参数。 综上所述，在水厂日常生产过程中为了更好实施工艺管理，需要建立一个能够直观反映实际生产状况的平台；为了更好地保障设备的正常运行，需要建立一个能够有效反映水处理过程中各重要设备状态及信息的平台。 水厂自控系统具备实时显示生产过程中工艺参数，重要设备运行状态及参数的功能，水厂自控系统的建立能够同时满足工艺和设备维护的需求，为水厂的日常生产的正常开展提供了一个平台。同时，自控系统不仅仅具有信息显示的功能还具备对设备进行远程操作的功能，同时系统还能实现对风机、水泵的远程控制，实现自动投药、自动加氯及滤池恒水位控制及滤池自动反冲洗的功能。自控系统建立后，可以通过自控系统实现对生产现场风机、水泵及阀门的远程操作，并实时反馈设备的操作结果。不再需要运行人员到现场进行设备操作，可实现生产现场的无人值守。运行人员可以将注意力更多的集中到对生产流程的掌握和控制，大
大提高了劳动生产率。另外，自控系统能够将实时生产数据保存下来，并以趋势图的方式显示出来，便于运行人员及时查看历史生产状况。因此，自控系统的建立不仅满足了工艺人员和维护人员的需求，极大的提高了劳动生产率，同时也为生产管理的提升提供了有效的数据支持，在水厂的日常生产和管理中扮演了重要作用。 2 自动控制系统说明 随着工业网络日益发达，工厂控制的复杂多样性，对工业网络要求也越来越高，普通的网络系统已经无法满足于现在自动化的发展趋势，。因此，建议将网络拓扑结构为光纤以太网环网结构，在这种网络拓扑结构下，每个子站都可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。 3 网络通讯拓扑
水厂自动化控制系统
水厂自动化控制系统 一、 适用范围： 该系统适用于供水企业远程控制管理水厂，水厂操作人员可以在水厂控制室远程监测厂内水池水位、进厂流量、出厂流量、出厂压力、水质等信息；远程监测加压泵组、配电设备及其它自动化设备的工作情况；可以远程控制加压泵的启停。水司调度中心工作人员及公司主管领导可以远程监测各水厂的工作情况及水厂操作人员的操作情况。 二、 系统组成： 水厂自动化控制系统是水司生产调度管理系统的一个子系统，主要由水司调度中心、水厂自动化控制中心、通信平台、加压泵组测控终端、配电设备监测终端组成。 三、通信平台
水司调度中心、各水厂、各职能部门之间数据通信在局域网内完成；水厂与调度中心之间一般租用或铺设光纤。 四、水厂自动化控制终端的功能特点、产品结构及使用要求。 1、水厂自动化控制终端的功能特点： ◆采集进厂流量、蓄水池水位、清水池水位、出厂压力、出厂流量、出厂水质、安防报警等信息；可采集每台泵的出水压力、出水流量。 ◆采集每台加压水泵启停状态、运行时间、工作电流、工作电压、电能等电参数。 ◆采集配电室设备的开关状态、总电能等。 ◆监视水厂大门、制水车间、泵房等重要区域的图像。 ◆支持加压泵组控制柜手动控制、自动控制、远程控泵组设备的启停，控制模式可切换。 ◆电流过大、水位过低、压力过高、控制柜保护、配电故障、闲人进入状况发生时，立即上报告警信息。 ◆支持局域网有线通信，支持GPRS、短消息无线通信。 ◆存储、显示、查询水厂监测数据及工作参数。 ◆支持就地、远程测控设备维护。
2、产品结构 水厂需要监控的项目多，依据被监测内容，终端可分为：加压泵组远程测控终端、配电远程监测终端、进厂水量监测终端、视频监控终端。这些终端依据现场情况也可以合并成一个综合终端。 3、加压泵组远程测控终端设备配置表 配电远程监测终端 视频监控终端 进厂水量监测终端
水厂自动化系统方案
水厂自动化系统方案（V型滤池） V型滤池全称为AQUAZUR V型滤池，是由法国得利满水处理有限公司首创的专利技术。八十年代以来，我国认识到国外气水反冲洗技术的独特冲洗效果，陆续引进国外先进的气水反冲洗工艺，用于新扩建水厂中。近年来，设计常规处理水厂工程时，规模在5-10万m3/d及以上的水厂，在工艺流程的构筑物选型中，多设计了V型滤池，以改善制水工艺，提高水厂自动化程度和生产管理水平。 V型滤池是恒水位过滤，池内的超声波水位自动控制可调节出水清水阀，阀门可根据池内水位的高、低，自动调节开启程度，以保证池内的水位恒定。V型滤池所选用的滤料的铺装厚度较大（约1.20m），粒径也较粗（0.95—1.35mm）的石英砂均质滤料。当反冲洗滤层时，滤料呈微膨胀状态，不易跑砂。V型滤池的另一特点是单池面积较大，过滤周期长，水质好，节省反冲洗水量。单池面积普遍设计为70—90m2，甚至可达100m2以上。由于滤料层较厚，载污量大，滤后水的出水浊度普遍小于0.1NTU。 下面以我公司已完成的以V型滤池为工艺的广东揭东县自 来水公司10万吨自动化水厂工程为例，详细介绍一个典型的自动化水厂（以PLC为核心）的自动化监测监控过程及系统。
一、控制模式： 根据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，该控制模式有以下特点：1．集中管理、分散控制。即可在中控室对水厂的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的危险性，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的控制程序。某个局部控制器故障也不会影响其他局部控制器的运行，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）控制逐步过渡到中央控制。调试安装方便，便于操作。 3．可维护性好。检修系统中任一部分，不会影响其它部分的自动运行。 由于PLC的可靠性高，可与工艺现场信号直接相连，而现代高档PLC如：Simens、Modicon、AB、GE等的通讯功能和网络功能都有很大提高，且有较强的功能软件平台，由PLC和工业型电脑组成的DCS系统在硬件、软件的可靠性、实时性、开放性等方面都具有很大的优势，同时，也符合国际上的发展趋势。
水厂自动化控制系统样本
水厂自动化控制系统 一、适用范围: 该系统适用于供水企业远程控制管理水厂, 水厂操作人员能够在水厂控制室远程监测厂内水池水位、进厂流量、出厂流量、出厂压力、水质等信息; 远程监测加压泵组、配电设备及其它自动化设备的工作情况; 能够远程控制加压泵的启停。水司调度中心工作人员及公司主管领导能够远程监测各水厂的工作情况及水厂操作人员的操作情况。 二、系统组成: 水厂自动化控制系统是水司生产调度管理系统的一个子系统, 主要由水司调度中心、水厂自动化控制中心、通信平台、加压泵组测控终端、配电设备监测终端组成。 三、通信平台 水司调度中心、各水厂、各职能部门之间数据通信在局域网内完成; 水厂与调度中心之间一般租用或铺设光纤。 四、水厂自动化控制终端的功能特点、产品结构及使用要求。
1、水厂自动化控制终端的功能特点: ◆采集进厂流量、蓄水池水位、清水池水位、出厂压力、出厂流量、出厂水质、安防报警等信息; 可采集每台泵的出水压力、出水流量。 ◆采集每台加压水泵启停状态、运行时间、工作电流、工作电压、电能等电参数。 ◆采集配电室设备的开关状态、总电能等。 ◆监视水厂大门、制水车间、泵房等重要区域的图像。 ◆支持加压泵组控制柜手动控制、自动控制、远程控泵组设备的启停, 控制模式可切换。 ◆电流过大、水位过低、压力过高、控制柜保护、配电故障、闲人进入状况发生时, 立即上报告警信息。 ◆支持局域网有线通信, 支持GPRS、短消息无线通信。 ◆存储、显示、查询水厂监测数据及工作参数。 ◆支持就地、远程测控设备维护。 2、产品结构 水厂需要监控的项目多, 依据被监测内容, 终端可分为: 加压泵组远程测控终端、配电远程监测终端、进厂水量监测终端、视频监控终端。这些终端依据现场情况也能够合并成一个综合终端。 加压泵组远程测
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 精品资料
______________________________________________________________________________________________________________ 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 精品资料
污水厂自控系统
该系统设计基于现代先进控制思想，采用分散控制、集中监测管理的控制方式。污水自控系统应用于污水处理厂，完全能满足污水处理工艺的要求，提供了一种高可靠性、低成本、更优化的控制方案。 二、系统主要指标 ● 平均无故障间隔时间MTBF>20，000小时 ● 可用率A≥99.8% ● 系统综合误差：σ≤1.0% ● 数据正确率I>98% ● 数据通信负载容量平均负荷a≤2%,峰值负荷A≤10% ● 主机的联机启动时间t≤2分 ● 报警响应时间t≤1秒 ● 查询响应时间t≤5秒 ● 实时数据更新时间t≤1秒 ● 控制指令的响应时间t≤2秒 ● 计算机画面的切换时间t≤0.5秒 三、系统组成 污水处理厂控制系统分为3层结构：信息层，控制层，设备层。 信息层：由监控中心的工程师站、历史数据服务器，通讯服务器，Web/MIS服务器，千兆以太网交换及大屏幕显示屏等监控操作设备及局域网组成; 控制层：由分散在各主要构筑物内的现场PLC主站，子站及运行数据采集服务器，工业以太环网交换机及全厂环形100Mbps快速光纤以太网、控制子网等组成。 设备层：由现场运行设备、检测仪表、高低压电气柜上智能单元、专用工艺设备附带的智能控制器以及现场总线网络等组成。
钛能科技股份有限公司以水利水资源高效利用和农业高效灌溉、电力自动化智能控制和能源管理为使命，致力于水利水电与智慧能源专业的产品研发、设备制造、工程设计，工程总包和技术服务，融合（水联网/站联网）、自动化、信息化、电力电子、网络通信、云平台和商业智能等技术，实现“水”和“电”领域的控制自动化、管理信息化与决策智慧化。欢迎您前来咨询！
某水厂自控系统现状分析及建议
某水厂自控系统现状分析及建议 摘 要：对某水厂的自控系统存在的问题进行了分析，并结合实际情况，依据个人观点，提出自控系统改善建议。 关键词：PLC；工业以太网；现场总线；分析与建议 引言 参看一些文献，发现我国水厂自动化在20世纪80年代得到了较大规模的发展，大量国外先进的自动化控制技术与设备进入我国，建成了一批全引进的水厂，使我国水厂自动化进程大大加快，自动化水平也快速提高。但由于历史和现实的原因，我国水厂自动化的总体发展水平还不高，发展也不平衡。而且，在一些已实现自动化的水厂中，其功能并未充分发挥出来。有的自控系统从未运行过，一直处于闲置状态;有的运行一段时间后变为了手动，甚至处于瘫痪状态，造成了自动化系统和设备的极大浪费。对于这些水厂自动化中出现的问题，究其原因，与目的（盲目追求高标准，忽视管理和运行）、设计（自控功能仅实现手自动转换，与工艺无关）、设备（配套问题、备品备件及维护改造问题）和管理（缺乏管理制度和维护队伍）等多种问题有关。 正文 一、某水厂自控系统现状及存在的问题 某水厂于2010年基本完成了水厂自动控制的系统建设并投入试运行，系统采用PC+PLC（计算机＋可编程控制器）方式构成集散型自动控制系统，PLC采用罗克维尔公司的SLC500系列产品，大部分自控设备为进口品牌产品。水厂地处宁波市鄞州山区，与城区高差为五十余米，水源取自鄞西皎口水库。日常供水时期，水厂利用厂区与市区的高差，采用重力流输水，节约了电耗。水库低水位时，开启取水提升水泵供水。 某水厂工艺：皎口水库——（取水泵房）——加药、前加氯——折板反应池——平流式沉淀池——V型滤池——后加氯——清水池——输水管网——用户 其中主要设备为提升水泵5台，加矾计量泵4个，加氯机5台， PAM、石灰配置和投加系统各1组，平流式沉淀池4组，往复式刮泥机8组，泄氯回收装置一组，加药增压泵3
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。 混合一”絮凝沉■清水池——?二级泵房——?城帖网 ----- 污水池S泵房——浓踹——脱水——污观外运 上淸液冋疣至配水井 图1.1水厂工艺流程图 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PLOIPC的集散控制系统（DCS濮式。 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。 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。 4）送水泵房控制站点：对送水泵、潜污泵等进行监控。 5）格栅配水池控制站点：对快开排泥阀、格栅液位、格栅除污机、 螺旋输送机等进行监控。 6）反应沉淀池控制站点：对快开排泥阀、刮泥机进行监控。 7）滤池公共部分控制站点：对反冲洗公共部分（反冲洗泵、鼓风 机、干燥机及相关阀门）进行监控。
某水厂自动化解决方案
摘要 系统针对农村水厂系统，设计完整的软硬一体化整套水源井远程监控解决方案，符合农村环境要求，并成功实施。 关键字 数传电台，水源井检测，组态软件，hmibuilder，hmitech，人机界面 一、项目介绍 随着农村经济的迅猛发展，人民生活水平和质量的逐步提高，农村居民要求吃自来水的愿望越来越强烈，同时在建设社会主义新农村、构建和谐城乡的大背景下，农村各地小水厂建设和雨后春笋般成长起来。如何保证这些水厂建成后能长期安全、稳定、持续有效地发挥其效益，是需研究解决的课题。因此，采用现代化手段，建设水资源实时监控系统，动态掌握区域水资源变化及利用情况，最大限度的调控使用效率，是促进经济社会可持续发展的迫切需要。本系统需要对现场5个水厂、15个水源井进行整体监控。 二、系统概述 系统主要功能： 1.监控中心设置在中心水站，独立完成整个水厂的监测； 2.采集水源井、潜水泵、清水池、二次加压泵、消毒设备等设备的各种参数，并将采集信号实时 反馈到监控中心； 3.控制现场泵的启停； 4.水源井、清水池的数据通过无线电台传输至监控中心，监控中心附近二次加压泵的信号通过 RS-485总线送至监控中心。 5.监控中心采用工业计算机作为服务器，运行组态软件工程，显示部分采用显示器、投影仪方案。 6.系统可以根据需要在现场控制柜增加人机界面控制系统。
目标：为了建立水源深井泵房与水厂值班室之间无线遥控、遥测系统，实现水厂值班室对深井取水泵房水泵机组远程自动控制与运行参数自动采集、传输、处理、存储、显示等功能，同时，将数据信息通过web发布，实现通过Internet网络对水源运行参数的自动监测，达到水厂各水源和管网的优化运行，提高水源运行效率，提高整体经济效益的目的，建成一套先进、完整、可靠、开放性好、符合可持续发展要求的农村水厂计算机监控信息系统。 三、项目实施 （一）、监控通讯和采集分析 5个水站，其中，
自来水厂自动化系统及设计
自来水厂自动化系统及设计 发表时间：2014-09-30T10:13:03.247Z 来源：《工程管理前沿》2014年第9期供稿作者：任永松 [导读] 系统在中心控制室设置二台操作员站和一台工程师站，以及两台监控服务器。 任永松（江苏南京 210039） 摘要：随着科学技术的不断发展，自动化程度不断提高，我国自来水厂引进自动化控制系统已经成为必然的发展趋势。本文笔者在论述自来水厂的自动化网络结构的基础上，从自来水厂的自动控制；水处理中的自动检测技术；自来水厂安防监控系统的自动控制等方面对自来水厂自动化系统及设计进行了阐述。 关键词：自来水厂；自动化系统；设计；PLC1、前言自来水厂的自动化是近年来发展较快的项目，自来水厂的自动化程度也得到了极大的提高。本文以南京市北河口水厂项目为例做一下相关介绍，此厂作为南京市最大的自来水厂，担负着提供南京市70%的供水量，重要程度不可忽视，自动化程度也提出了高标准要求。主要利用了AB 的PLC 控制产品和冗余环网技术进行了自来水厂的自动化系统的设计，并收集和处理了各车间的数据，从而有效控制了自来水厂的净水系统。本文结合作者的项目经验从以下几个方面谈谈自来水厂自动化系统及设计。 2、自来水厂的自动化网络结构自来水厂自动化系统的构成是较为复杂的，主要有三层网络构成，主要包括了设备层、采集控制层以及监控层（三层网络结构的具体构造见表1） 表1 三层网络结构的构造表 全厂采用符合ETHERNET/IP 标准的100Mbps 全双工交换式光纤自愈工业以太环网方式，其核心协议是控制与信息协议（Control andInformation Portocol，CIP 协议）。CIP 协议的控制部分用以进行实时I/O数据传送和互锁；信息处理部分用以进行报文信息的交换，如对等的通讯、报警、组态、操作员站以及故障诊断等。以工业以太环网方式构建北河口水厂自控系统的总体框架，在此基础上，构建了中心控制室、源水泵房、加矾间、30 系列V 型滤池、新反冲洗泵房、加氯间、送水泵房7 个站点。 各个PLC 子站之间的主干网络采用100Mbps 全双工交换式光纤环网；分站中的不同设备如PLC、现场操作终端等以工业以太网光纤交换机为中心按星型方式连接。 每个站点均安装一台PLC 和一台PANELVIEW 人机界面。PLC负责控制、数据采集和通讯等；PANELVIEW 人机界面负责现场监控、维护和管理。 系统在中心控制室设置二台操作员站和一台工程师站，以及两台监控服务器。监控服务器安装网络版的RSVIEW SE 组态软件的服务器端，负责存储运行文件和运行数据，同时通过RsSQL Server 向水厂局域网发送数据，网络之间采用硬件防火墙连接，通过设置防火墙的安全策略，防止水厂局域网内未经允许的用户对自控系统网络的访问。 3、自来水厂的自动控制根据自来水厂的处理工艺和水流顺序分别构建以下各个站点：3.1 源水泵房控制子站源水泵房主要的控制设备为取水泵，同时采集压力变送器、液位仪、流量仪以及源水浊度和COD 等参数，为后台数据分析提供了方便。此控制子站实现了恒压供水以及能够根据后面加矾间的需要控制水的流量，做到无人值守。 3.2 加药间控制站3.2.1 加药间监控设备自来水厂自动控制设备中，主要控制设备是实现药剂的投加自动化和相关仪表（液位计、流量仪、变频器）构成的。故此，我们需要监控的主要设备为：加药流量计、源水浊度仪、源水流量计等[1]。 3.2.2 加药间自动化控制自来水厂的自动加药系统是由检测仪表、PLC 等组成的。本自来水厂的监测仪表为SC5200 型游动电流检测仪，用来监测投药混凝后的胶体电荷，从而判断投药量恰当与否。在混凝投药自动控制系统中，通过 PID 调节器，输出4～20mADC 信号，以此来控制计量泵变频器，从而自动调节混凝剂的加入量。这样才能让沉淀池中的水浊度保持在要求值附近，达到对加药的自动化控制。 3.3 滤池、反冲洗车间的控制站这个控制站主要用来完成滤池、反冲洗滤池两项任务。滤池一般有三种工作状态——滤池停用、正常过滤、滤池反冲洗。下面笔者主要对这三种状态下的情况进行阐释。滤池在正常工作状态下，PLC 通过监控滤池水位，采用PID 调节滤池出水阀门，实现水位的恒水位控制。其具体的控制方式有远程控制与就近控制。滤池反冲洗阶段包括五个过程：排水—气冲洗—气水混合冲洗—水冲洗—进水。这五部操作都有其必须注意的地方，只有注意到了这些才能更好地对自来水净化的流程实施自动监控。 3.4 送水泵房控制子站自来水厂的送水泵房负责将过滤完成并投加氯气后的水送到千家万户。主要检测设备有清水池的水位、泵后压力、水泵相关参数（电流、电压、功率等），确保出口的压力恒定避免出现用户家里的管道爆裂或者水压不够的情况。 4、水处理中的自动检测技术水处理中的自动检测技术，是保证供水水质和排水水质的重要手段，同时也是进一步指导水处理工艺运行的重要依据。随着科学技术的不断发展，自动化技术、机械制造技术的突飞猛进，诞生了更多的自动化检测仪表。当前，我国普遍使用的水处理自动化仪表包括了水位、压力仪表、水质测量分析仪表。检测仪表的出现是实现自来水厂自动化的前提和基础。因此，要建立更好、更完备的自来水厂自动化系统，就要首先完善仪表的功能，扩大仪表的检测范围，提高仪表的检测精密度。