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    智慧水務(wù)-城鄉(xiāng)供水一體化

    時(shí)間:2024-02-25 18:57:39

    智慧水務(wù)水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)概述

    自來(lái)水廠凈水生產(chǎn)自動(dòng)化的概念就是采用各種在線式水質(zhì)分析儀表,對(duì)凈水處理生產(chǎn)流程中的各項(xiàng)工藝技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行連續(xù)檢測(cè),并以直觀的形式將這些指標(biāo)實(shí)時(shí)反饋給自動(dòng)化控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)便可根據(jù)在線檢測(cè)的結(jié)果對(duì)生產(chǎn)工藝設(shè)備進(jìn)行及時(shí)調(diào)整,從而使制水生產(chǎn)的可靠性和穩(wěn)定性得到充分的保障。
    自動(dòng)化控制對(duì)于流水化作業(yè)的凈水生產(chǎn)工藝來(lái)說具有以下優(yōu)點(diǎn):
    1. 減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度;
    2. 提高制水生產(chǎn)的可靠性和穩(wěn)定性;
    3. 降低生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)管理水平;
    4. 減少質(zhì)量事故

    水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)

    通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)的建設(shè),凈水廠的生產(chǎn)和管理要達(dá)到以下目標(biāo):

    • 1.水質(zhì)指標(biāo)在線監(jiān)測(cè),通過各種在線式水質(zhì)分析儀器對(duì)凈水生產(chǎn)過程中的各種水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行連續(xù)檢測(cè),使生產(chǎn)水質(zhì)實(shí)現(xiàn)全過程監(jiān)控。
    • 2.凈水生產(chǎn)自動(dòng)化控制,通過控制系統(tǒng)對(duì)凈水生產(chǎn)過程中加氯、加藥、濾池清洗等工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行自動(dòng)控制,進(jìn)一步減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)水廠生產(chǎn)全過程的自動(dòng)化控制。
    • 3.水廠運(yùn)行實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)管理,通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、事故記錄、歷史數(shù)據(jù)查詢、報(bào)表統(tǒng)計(jì)打印等管理功能,進(jìn)一步健全和完善水廠的生產(chǎn)管理模式。

    總之,凈水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)的建設(shè)需要依靠先進(jìn)的技術(shù)手段,提高水廠生產(chǎn)的自動(dòng)化水平和管理水平,達(dá)到有效降低能耗,控制生產(chǎn)成本,減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度的建設(shè)目標(biāo)。

    水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)范圍

    • 1.自動(dòng)化控制系統(tǒng)
    • 2.在線檢測(cè)儀表系統(tǒng)
    • 3.加氯消毒系統(tǒng)
    • 4.加藥系統(tǒng)
    • 5.濾池控制系統(tǒng)
    • 恒壓供水控制系統(tǒng)

    自來(lái)水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控對(duì)象

    我司工程技術(shù)人員通過到現(xiàn)場(chǎng)了解,并在認(rèn)真研究了凈水廠現(xiàn)有工藝特點(diǎn)結(jié)合我司以往同類項(xiàng)目成功運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),確定將以下環(huán)節(jié)作為自來(lái)水廠的監(jiān)控對(duì)象。

    • 進(jìn)廠水流量,水壓監(jiān)測(cè)及計(jì)量
    • 原水濁度監(jiān)測(cè)
    • 清水池液位監(jiān)測(cè)
    • 出廠水 PH 值、溫度監(jiān)測(cè)
    • 出廠水余氯監(jiān)測(cè)
    • 出廠水濁度監(jiān)測(cè)
    • 出廠水流量監(jiān)測(cè)及計(jì)量
    • 送水泵恒壓供水控制
    • 加氯控制
    • 反應(yīng)/沉淀池排泥控制
    • 投藥控制
    • 濾池控制

    自來(lái)水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    由于自來(lái)水生產(chǎn)工藝主要具有以下特點(diǎn)

    • 各生產(chǎn)工藝段相對(duì)獨(dú)立,單體設(shè)備多;
    • 采集的數(shù)據(jù)量大且種類多,但上下游相關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)參數(shù)少;
    • 自來(lái)水生產(chǎn)具有連續(xù)性、不可替代性和不間斷性;
    • 各工藝段距離遠(yuǎn),設(shè)備分散,組網(wǎng)相對(duì)復(fù)雜。
    • 根據(jù)以上特點(diǎn),本系統(tǒng)選用西門子 S-1200 系列的中小型 PLC 對(duì)各工藝段或設(shè)備分散控制,通過以太網(wǎng)組成網(wǎng)絡(luò),各工藝段控制室和中控室設(shè)置上位機(jī),構(gòu)建人機(jī)界面進(jìn)行生產(chǎn)管理和對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)處理。全廠控制網(wǎng)絡(luò)如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖所示。

    自來(lái)水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)架構(gòu)圖

    自來(lái)水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)人機(jī)界面

    該系統(tǒng)人機(jī)界面由若干個(gè)畫面組成:總畫面(水廠水處理工藝)、各系統(tǒng)工藝圖、報(bào)表窗口、報(bào)警窗口等。為增加畫面的可讀性和可觀賞性,主要畫面均采用平面圖形式,在畫面的相關(guān)位置顯示該設(shè)備的所有主要運(yùn)行參數(shù)

    • 1.總畫面:表現(xiàn)的是整個(gè)水廠的水處理工藝(立體圖形式),從取水、投藥、投氯、絮凝沉淀、過濾到供水。在相關(guān)位置顯示水處理的各主要控制參數(shù)以及重要設(shè)備的主要控制參數(shù),可以點(diǎn)擊進(jìn)入各分站。
    • 2.各系統(tǒng)工藝圖:主要有取水工藝圖、投礬工藝圖、投氯工藝圖、絮凝池、排泥車、濾池、送水工藝圖、高低壓配電圖等。除配電圖外,均采用立體圖形式,畫面直觀醒目,而且能夠表達(dá)比平面圖更豐富的信息。
    • 3.報(bào)警窗口:所有報(bào)警顯示的同時(shí),現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警器會(huì)一直響到確認(rèn)為至。也可以按需要分類顯示。也可根據(jù)客戶需求配置手機(jī)、短信報(bào)警裝置,當(dāng)有異常報(bào)警時(shí),可根據(jù)報(bào)警等級(jí)以短信、電話通知至于值班人員、主管人員手機(jī),可設(shè)置報(bào)警等級(jí),一般報(bào)警通知值班人員,重大異常報(bào)警通知主管人員。
    • 4.設(shè)備控制參數(shù)設(shè)定:參數(shù)設(shè)定時(shí)會(huì)檢查輸入?yún)?shù)是否正確(錯(cuò)誤參數(shù)不能輸入)、參數(shù)有無(wú)正確下載至 PLC,如果出錯(cuò)會(huì)報(bào)告操作人員。
    • 5.生產(chǎn)報(bào)表:分生產(chǎn)情況(設(shè)備運(yùn)行參數(shù))、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)兩種報(bào)表。老系統(tǒng)沒有生產(chǎn)情況報(bào)表,生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表也不能正確生成。針對(duì)這種情況,我們?nèi)嫘薷牧?PLC 程序,并且為節(jié)省存儲(chǔ)空間和查詢方便起見,將平時(shí)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)都存放在歷史數(shù)據(jù)庫(kù)里,在需要時(shí)可即時(shí)生成報(bào)表。
    • 6.歷史:可查詢?nèi)珡S所有主要運(yùn)行參數(shù)的歷史情況。為便于設(shè)備運(yùn)行情況分析,可以在同一畫面下同時(shí)顯示設(shè)備的歷史運(yùn)行情況與當(dāng)前的運(yùn)行情況以作對(duì)比。
    • 7.為確保設(shè)備及處理工藝運(yùn)行安全,所有設(shè)備分別有中控(中控室上位機(jī)控制)、現(xiàn)控(現(xiàn)場(chǎng)車間上位機(jī)控制)、自動(dòng)、手動(dòng)(設(shè)備不受 PLC 控制)3種控制方式,當(dāng)自控系統(tǒng)故障時(shí),可手動(dòng)運(yùn)行設(shè)備,避免工藝流程中止。

    自來(lái)水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)工程畫面

    • 1.主畫面
    • 2.泵房監(jiān)控畫面
    • 3.加藥系統(tǒng)
    • 4.數(shù)據(jù)曲線
    • 5.數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)
    • 6.管網(wǎng)數(shù)據(jù)
    • 7.低壓配電數(shù)據(jù)
    • 8.參數(shù)報(bào)表
    • 9.電氣設(shè)備

    自來(lái)水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)基本功能:

    • 1.實(shí)時(shí)監(jiān)控水廠的運(yùn)行狀況,并且根據(jù)管網(wǎng)情況和水源地情況及時(shí)地調(diào)節(jié),以保證供水服務(wù);
    • 2.通過調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)對(duì)水廠的遠(yuǎn)程監(jiān)控,同時(shí)可以在水廠設(shè)立二級(jí)調(diào)度中心,以水廠為中心,通過水廠調(diào)度中心直接監(jiān)控管網(wǎng)情況和水源地運(yùn)行狀況,它與調(diào)度中心相互通訊;
    • 3.可集中控制整個(gè)水廠的水工藝的全自動(dòng)過程,比如:加藥、加氯和過濾池等水處理環(huán)節(jié),使水處理更加準(zhǔn)確和完備,同時(shí)能夠自動(dòng)對(duì)整個(gè)處理過程和處理情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制;
    • 4.二級(jí)調(diào)度中心可以采取有線和無(wú)線兩種方式來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制,水廠監(jiān)控各類數(shù)據(jù)如:壓力、流量、水位、泵的開停、轉(zhuǎn)速、溫度、余氯、濁度、電度、電流和電壓等各類信號(hào),可以進(jìn)行擴(kuò)充;
    • 5.調(diào)制解調(diào)壓力數(shù)據(jù),并準(zhǔn)確地發(fā)往調(diào)度中心,并接收調(diào)度中心指令;
    • 6.信號(hào)適用數(shù)據(jù)范圍廣,如:0-5V,4-20mA ,0-10V,脈沖信號(hào),232/485等類型;
    • 7.實(shí)時(shí)對(duì)水廠進(jìn)行監(jiān)控,對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ),二級(jí)調(diào)度具有與調(diào)度中心相類似的功能,所有的數(shù)據(jù)和信息可以通過無(wú)線和有線兩種方式傳輸?shù)秸{(diào)度中心;
    • 8.二級(jí)調(diào)度中心對(duì)二級(jí)調(diào)度所屬的管網(wǎng)、水廠運(yùn)行、水源地運(yùn)行具有統(tǒng)計(jì)、匯總和分析的功能;
    • 9.具有斷電保護(hù)功能,保證數(shù)據(jù)不丟失;同時(shí)還數(shù)據(jù)追補(bǔ)功能,對(duì)調(diào)度中心未接受到的數(shù)據(jù)進(jìn)行追補(bǔ);
    • 10.無(wú)線通訊和采用標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線通訊協(xié)議,有效防止誤碼出現(xiàn);有線通訊協(xié)議主要是 232/485 和 TCP/IP 等通用協(xié)議,保證通訊質(zhì)量和準(zhǔn)確性;

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