緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇水廠自動(dòng)化，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！

篇1

【關(guān)鍵詞】模塊化；自動(dòng)化

模塊化凈水廠是新近興起的水廠建設(shè)方式，其自動(dòng)化控制系統(tǒng)分為基本配置和高級(jí)配置。

模塊化凈水廠基本配置的自動(dòng)化系統(tǒng)的每個(gè)子系統(tǒng)都具有自動(dòng)運(yùn)行的功能。此系統(tǒng)專門針對(duì)單元凈水模塊的組合型工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)研發(fā)，采用一對(duì)一控制法，控制效果比同一等級(jí)下相當(dāng)水平的傳統(tǒng)控制方式要好，節(jié)能較明顯，安全性能也有很大的提高。

自動(dòng)化高級(jí)配置系統(tǒng)是在基本配置的自動(dòng)化控制系統(tǒng)上，為滿足不同程度上的更高級(jí)的要求而添加的自動(dòng)化高級(jí)輔助控制系統(tǒng)。高級(jí)配置提升了中央控制系統(tǒng)的功能，使其包含凈水廠運(yùn)行的組態(tài)監(jiān)控及安全監(jiān)控，同時(shí)在凈水廠數(shù)據(jù)信息管理上采用了信息化系統(tǒng)，主要是SQL數(shù)據(jù)庫(kù)管理、web service信息等。另外，增添水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

模塊化凈水廠整體系統(tǒng)的全自動(dòng)控制采用基于485總線的集散控制方式，各個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)部的過程控制采用閉環(huán)控制方式。上級(jí)主管信息中心與凈水廠中央控制系統(tǒng)、中央控制系統(tǒng)與凈水控制主站系統(tǒng)、中央控制系統(tǒng)與其它控制系統(tǒng)（一級(jí)提水控制系統(tǒng)、二級(jí)供水控制系統(tǒng)、反沖洗控制系統(tǒng)、消毒控制系統(tǒng)等）、凈水控制主站系統(tǒng)與凈水控制從站系統(tǒng)之間的控制采用集散控制方式的485總線技術(shù)。

一、自動(dòng)化系統(tǒng)基本配置

1.入水系統(tǒng)

模塊化凈水廠系統(tǒng)的入水系統(tǒng)主要組成為流量在線檢測(cè)儀表、入水流量調(diào)節(jié)閥構(gòu)件等，可滿足不同程度上的要求?？煞謩e進(jìn)行手動(dòng)、自動(dòng)控制。手動(dòng)狀態(tài)下，可以根據(jù)實(shí)際需要處理要求，手動(dòng)調(diào)節(jié)入水流量控制器，使每臺(tái)設(shè)備的入水量達(dá)到需要量即可。操作簡(jiǎn)單易行。自動(dòng)狀態(tài)下，入水系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)凈水系統(tǒng)的工作情況需要，流量在線檢測(cè)儀表返回的流量信息，確定每臺(tái)凈水設(shè)備的入水流量。入水控制系統(tǒng)根據(jù)控制軟件程序設(shè)定程序控制入水流量調(diào)節(jié)閥構(gòu)件，達(dá)到系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)定的入水量。

2.凈水系統(tǒng)

模塊化凈水廠系統(tǒng)由若干5000噸/天的單元凈水模塊組成，單元凈水模塊均采用技術(shù)先進(jìn)的新型組合凈水工藝。工藝流程包括：凈水過程和反沖洗過程兩部分。根據(jù)反沖洗對(duì)象不同分別反沖洗石英砂濾料和活性炭。凈水控制主站的DCS分散控制方式：凈水控制主站系統(tǒng)通過DCS分散控制方式的485總線串聯(lián)多臺(tái)凈水控制從站系統(tǒng)，向各個(gè)凈水控制從站系統(tǒng)收集或傳送數(shù)據(jù)、請(qǐng)求或控制指令，根據(jù)凈水量的要求協(xié)調(diào)各個(gè)凈水控制從站系統(tǒng)的投入或退出。中央控制系統(tǒng)通過DCS分散控制方式的485總線串聯(lián)凈水控制主站系統(tǒng)及其它控制系統(tǒng)，向各個(gè)控制系統(tǒng)收集或傳送數(shù)據(jù)、請(qǐng)求或控制指令，根據(jù)凈水工藝要求協(xié)調(diào)各個(gè)控制系統(tǒng)的運(yùn)行或停止。

3.二級(jí)變頻供水系統(tǒng)

二級(jí)供水控制系統(tǒng)，采用變頻供水系統(tǒng)，系統(tǒng)的控制主件為變頻器、軟啟動(dòng)器，智能控制主令件采用可編程控制器（PLC），人機(jī)對(duì)話操作平臺(tái)采用觸摸式文本顯示器，外部壓力/流量信號(hào)采集采用智能模擬及數(shù)字采集模塊。二級(jí)供水控制系統(tǒng)，運(yùn)行方式由手動(dòng)及自動(dòng)兩種。二級(jí)變頻供水系統(tǒng)采用用戶末端多點(diǎn)控制法及大小泵匹配運(yùn)行模式。節(jié)能效果較基本配置的凈水廠出廠壓力為基準(zhǔn)的變頻控制技術(shù)節(jié)能達(dá)40%以上。

4.絮凝劑制配投加系統(tǒng)

絮凝劑制配投加系統(tǒng)，負(fù)責(zé)絮凝劑溶液的制配攪拌工作；絮凝劑投加系統(tǒng)分為自動(dòng)啟停手動(dòng)調(diào)整投加量型和全自動(dòng)自主控制型，負(fù)責(zé)制配的絮凝劑溶液的投加量控制。

5.消毒系統(tǒng)

消毒系統(tǒng)采用二氧化氯消毒法。制配原料為鹽酸和亞氯酸鈉。

二、自動(dòng)化系統(tǒng)高級(jí)配置

1.中央控制系統(tǒng)

中央控制系統(tǒng)是整個(gè)水廠的神經(jīng)中樞。負(fù)責(zé)各系統(tǒng)工作的協(xié)調(diào)，各種參數(shù)的采集及命令的下達(dá)，數(shù)據(jù)的處理及存儲(chǔ)，在高級(jí)配置模式下并與供水信息中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，一起構(gòu)建供水管理數(shù)據(jù)庫(kù)。

1.1控制中心功能。①能遠(yuǎn)程手動(dòng)或自動(dòng)控制模塊化凈水廠內(nèi)水泵、閥門以及相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行；②能采集、顯示、匯總模塊化凈水廠內(nèi)相關(guān)的被控對(duì)象的數(shù)據(jù)信息，并形成日?qǐng)?bào)、月報(bào)、年報(bào)以及變化曲線；③日?qǐng)?bào)、月報(bào)、年報(bào)及曲線格式。

1.2中央控制系統(tǒng)的DCS控制方式。中央控制系統(tǒng)采用DCS控制方式，即將各個(gè)獨(dú)立的性能或功能控制分解到各個(gè)子系統(tǒng)中自行控制，各個(gè)子系統(tǒng)之間彼此獨(dú)立，各個(gè)子系統(tǒng)通過485總線方式將自己的數(shù)據(jù)上傳到中央控制系統(tǒng)，中央控制系統(tǒng)將數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理，根據(jù)數(shù)據(jù)反饋情況協(xié)調(diào)控制各個(gè)子系統(tǒng)運(yùn)行。中央控制系統(tǒng)在數(shù)據(jù)共享上采用有線網(wǎng)絡(luò)或無線GPRS傳輸方式，將采集整理后的凈水廠系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息上傳至上級(jí)主管機(jī)關(guān)，上級(jí)主管機(jī)關(guān)通過凈水廠管理軟件接收數(shù)據(jù)，顯示凈水廠系統(tǒng)的運(yùn)行情況，同時(shí)可以對(duì)凈水廠系統(tǒng)的各個(gè)控制對(duì)象實(shí)施遠(yuǎn)程遙控。

2.信息化系統(tǒng)

2.1SQL數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)是信息資源管理的先進(jìn)工具，信息處理的核心，在整個(gè)系統(tǒng)中起著關(guān)鍵性作用，是系統(tǒng)中重要的組成部分，它負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)的輸入、整理、歸檔、查詢、打印，進(jìn)行統(tǒng)一管理，有效共享。

2.2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)分類。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)根據(jù)聯(lián)網(wǎng)情況可分單機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢系統(tǒng)兩種。

2.2.1單機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。單機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是指實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于中央控制室內(nèi)監(jiān)控計(jì)算機(jī)上的數(shù)據(jù)庫(kù)里，在此監(jiān)控計(jì)算機(jī)上可進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢、刪除、修改、打印等處理。監(jiān)控計(jì)算機(jī)未聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)不進(jìn)行遠(yuǎn)程無線傳輸，不可以通過網(wǎng)絡(luò)查詢數(shù)據(jù)。

2.2.2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢系統(tǒng)主要是構(gòu)建B/S方式的信息化查詢系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)經(jīng)GPRS無線傳輸寫入服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)以Web方式，客戶端通過IE方式瀏覽、查詢。用戶在客戶端查詢數(shù)據(jù)時(shí)通過IE向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，服務(wù)器端把用戶的請(qǐng)求信息進(jìn)行處理、檢索后把結(jié)果返回給客戶端IE，以供用戶瀏覽。

2.3web service信息。全新的WebServer架構(gòu)，全面支持畫面、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的。

3.水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)

高級(jí)配置模式下具備水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)功能，對(duì)出入水水質(zhì)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)。出、入水水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目可測(cè)定如下參數(shù)：①濁度②余氯③供水壓力④入水流量⑤供水流量等。設(shè)備有：出、入水濁度儀、出水余氯儀、壓力傳感器、超聲波流量計(jì)等儀表。

4.廠區(qū)安全監(jiān)控系統(tǒng)

采用電視監(jiān)控：攝像頭為紅外夜視型。對(duì)模塊化凈水廠運(yùn)行情況以及水源進(jìn)行電視監(jiān)控，提高水廠及水源的安全性。對(duì)所監(jiān)控畫面24小時(shí)實(shí)時(shí)錄像。

三、結(jié)論

模塊化凈水廠系統(tǒng)采用技術(shù)先進(jìn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，使模塊化凈水廠的運(yùn)行不僅實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)及智能化，還實(shí)現(xiàn)了對(duì)凈水廠的遠(yuǎn)程遙控、監(jiān)視、數(shù)據(jù)共享等功能。在凈水廠的工藝控制方面得到很大提升。

參考文獻(xiàn)

[1]陳良寬主編.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與建筑智能化系統(tǒng)集成.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002

篇2

【關(guān)鍵詞】水廠；自動(dòng)化；問題；對(duì)策

近年來，我國(guó)供水事業(yè)蓬勃發(fā)展，各項(xiàng)新技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛，其中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用是近年來自來水廠生產(chǎn)發(fā)展的最大特點(diǎn)，但同時(shí)其存在諸多設(shè)計(jì)、設(shè)備和管理方面的問題，嚴(yán)重制約水廠自動(dòng)化水平的提高。

1.水廠自動(dòng)化中存在的常見問題

1.1水廠自動(dòng)化的設(shè)計(jì)問題[1]

水廠的生產(chǎn)過程是一個(gè)較為復(fù)雜的連續(xù)過程，對(duì)于其自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求較高，涉及眾多技術(shù)和設(shè)備，設(shè)計(jì)本身具有一定的難度，故在有些水廠自動(dòng)化設(shè)計(jì)中存在的問題較多，影響了自動(dòng)化功能的發(fā)揮，甚至影響了系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（1）缺乏統(tǒng)一的發(fā)展規(guī)劃。在有些水廠自動(dòng)化設(shè)計(jì)中，對(duì)控制系統(tǒng)的持久性和未來發(fā)展規(guī)劃一致性考慮不夠全面，導(dǎo)致控制系統(tǒng)開放性和擴(kuò)展性不夠，造成系統(tǒng)很快落后于生產(chǎn)發(fā)展的需要。

（2）功能設(shè)置過于復(fù)雜。在有些水廠自動(dòng)化設(shè)計(jì)中，由于片面追求高標(biāo)準(zhǔn)，致使功能設(shè)置過于復(fù)雜，而忽略了水廠的實(shí)際工藝情況和管理水平，使系統(tǒng)的故障率增高，而維護(hù)管理又跟不上，導(dǎo)致關(guān)鍵工藝的自動(dòng)控制得不到保證。

（3）功能設(shè)置過于簡(jiǎn)單。在有些水廠自動(dòng)化設(shè)計(jì)中，工藝過程的功能設(shè)置過于簡(jiǎn)單，達(dá)不到控制要求，特別是關(guān)鍵工藝的控制要求，造成雖有自動(dòng)化系統(tǒng)，但關(guān)鍵工藝（如投藥等）仍由手動(dòng)完成的現(xiàn)象，失去了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的實(shí)際意義。

（4）設(shè)置過多的手動(dòng)功能。有些設(shè)計(jì)為了在自動(dòng)化系統(tǒng)故障時(shí)不影響生產(chǎn)，而設(shè)置了過多的手動(dòng)操作功能，從設(shè)計(jì)上就將自動(dòng)化系統(tǒng)置于可有可無的地位，既造成了設(shè)備的重復(fù)投資，也使生產(chǎn)人員產(chǎn)生了不正確的依賴心理，加上運(yùn)行管理改革力度不夠，出現(xiàn)了自控設(shè)備擱置不用而仍由人工手動(dòng)操作的現(xiàn)象。

（5）設(shè)計(jì)人員水平不夠。水廠的自動(dòng)化設(shè)計(jì)涉及眾多技術(shù)和設(shè)備，要求設(shè)計(jì)人員既要掌握先進(jìn)的控制技術(shù)，又要熟悉生產(chǎn)工藝過程，同時(shí)對(duì)設(shè)備也要有相當(dāng)?shù)牧私狻５谟行┰O(shè)計(jì)中，由于設(shè)計(jì)人員對(duì)生產(chǎn)實(shí)際情況或?qū)M(jìn)口設(shè)備的性能了解不夠，導(dǎo)致設(shè)計(jì)與實(shí)際生產(chǎn)有出入或出現(xiàn)設(shè)備選擇不當(dāng)，滿足不了工藝要求，造成了自動(dòng)化系統(tǒng)局部失敗。

1.2水廠自控設(shè)備問題

設(shè)備方面存在的問題也是影響水廠自動(dòng)化系統(tǒng)正常運(yùn)行的一個(gè)主要因素，具體表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

（1）質(zhì)量問題。水廠中有些設(shè)備容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，如堿度計(jì)、氯氨測(cè)定儀、溶解氧測(cè)定儀、濃度測(cè)定儀、壓差變送器、加氯機(jī)、計(jì)量泵、調(diào)節(jié)閥、電磁流量計(jì)等，這些質(zhì)量問題有的是設(shè)備本身的質(zhì)量不過關(guān)，有的則是安裝或維護(hù)質(zhì)量達(dá)不到要求，但均影響了自動(dòng)化系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（2）配套問題。在有的水廠自動(dòng)化系統(tǒng)中，設(shè)備如傳感器、測(cè)量?jī)x表及執(zhí)行機(jī)構(gòu)本身并無質(zhì)量問題，而是精度不夠或穩(wěn)定性達(dá)不到系統(tǒng)要求，即與系統(tǒng)配套不合理，也是影響自動(dòng)化系統(tǒng)正常運(yùn)行的一個(gè)原因。

（3）備品備件問題。有些設(shè)備發(fā)生故障后，由于缺乏備品備件而一時(shí)無法修復(fù)，這對(duì)進(jìn)口設(shè)備尤為明顯。如果由原產(chǎn)品供應(yīng)商修理，則時(shí)間長(zhǎng)、費(fèi)用高，特別是有的產(chǎn)品已更新?lián)Q代而根本無法得到備品備件，造成了這些設(shè)備的檢修十分困難，從而導(dǎo)致這些設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間處于癱瘓狀態(tài)，影響了自動(dòng)化系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（4）檢修和改造問題。對(duì)于部分進(jìn)口設(shè)備如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，由于外商對(duì)通信協(xié)議和通信軟件的公開性不夠，且本身的技術(shù)要求也較高，既增加了這些設(shè)備的維護(hù)和檢修難度，也降低了自動(dòng)化系統(tǒng)的開放性，影響了系統(tǒng)的正常更新和改造工作。而且很多進(jìn)口通信設(shè)備較難與國(guó)內(nèi)設(shè)備互聯(lián)，致使更新和改造困難，從而降低了自動(dòng)化系統(tǒng)的合理性和統(tǒng)一性。

1.3水廠自動(dòng)化的運(yùn)行管理問題

（1）操作人員對(duì)設(shè)備性能和操作要求不夠熟悉，不能完全掌握儀表技術(shù)。不少水廠反映，操作工人對(duì)儀表設(shè)備的使用要求不能完全掌握，致使儀表使用不正常，對(duì)儀表的調(diào)校保養(yǎng)缺乏必要的技術(shù)和專門知識(shí)，常常不重視儀表必要的日常清潔和維養(yǎng)工作，不懂得儀表的定期保養(yǎng)、檢修等的規(guī)定和內(nèi)容要求，所以往往使儀表精度降低，甚至不能正常工作，影響加藥、加氯自動(dòng)化的實(shí)施。

（2）缺乏專業(yè)維修隊(duì)伍。之前，水廠在人員編制上，只有泵機(jī)值班工和電工，不設(shè)置儀表工?，F(xiàn)在水廠自動(dòng)化紛紛上馬，水廠編制上也配置了一些儀表工，但是這些儀表工的配置數(shù)量和本身的專業(yè)技術(shù)水平均不能滿足要求，有的甚至用電工代替儀表工，因此當(dāng)儀表或監(jiān)控設(shè)備發(fā)生故障后，不能得到及時(shí)的修復(fù)和處理。在保修期過后，不敢與國(guó)外聯(lián)系，不少擱置起來，漸漸由“傷風(fēng)感冒”而導(dǎo)致“全身癱瘓”。

（3）操作工人、管理人員以及領(lǐng)導(dǎo)層對(duì)自動(dòng)化設(shè)施的認(rèn)識(shí)不夠全面。1）對(duì)自動(dòng)化控制在水廠中應(yīng)用的迫切性認(rèn)識(shí)不夠：不少水廠配備自動(dòng)化只是為趕時(shí)髦，將其作為水廠的點(diǎn)綴。認(rèn)為全國(guó)大、中、小水廠都紛紛實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，我們也不能不上，實(shí)為大勢(shì)所趨。認(rèn)為一個(gè)新的水廠要體現(xiàn)其先進(jìn)，必須有自動(dòng)化內(nèi)容，而且盡量爭(zhēng)取高標(biāo)準(zhǔn)。在國(guó)外考察后更是要求設(shè)備齊、標(biāo)準(zhǔn)高。這種想法在籌建部門較為普遍。2）對(duì)儀表和自控系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上缺乏信心：怕麻煩，表示明顯的不信任感，最好少一些自動(dòng)化內(nèi)容，以免自找麻煩，這種想法在生產(chǎn)部門較為普遍。

2.解決水廠自動(dòng)化問題的對(duì)策

2.1用國(guó)產(chǎn)設(shè)備直接取代

通過對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的細(xì)致調(diào)查，找到種類、性能指標(biāo)、接近于進(jìn)口產(chǎn)品后，直接取用而代之。例如：安徽省滁州市自來水公司一水廠將國(guó)產(chǎn)在線濁度儀、計(jì)量泵應(yīng)用在自動(dòng)加藥系統(tǒng)中，效果較好；引用國(guó)產(chǎn)電磁流量計(jì)和超聲波流量計(jì)對(duì)原水、出廠水進(jìn)行測(cè)量，計(jì)量較準(zhǔn)確；同時(shí)該水廠還積極利用國(guó)產(chǎn)儀表應(yīng)用在自動(dòng)化系統(tǒng)的改造工程中，不僅完全達(dá)到了自控系統(tǒng)的各項(xiàng)功能技術(shù)要求，而且節(jié)約了大量的技改資金。

2.2自我改進(jìn)消化吸收

擁有自己技術(shù)開發(fā)隊(duì)伍的水司，應(yīng)充分了解引進(jìn)設(shè)備的性能特點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)中存在的問題進(jìn)行仔細(xì)分析、改進(jìn)，找出解決問題的辦法。例如：滁州二水廠的自動(dòng)投礬系統(tǒng)改造，就充分體現(xiàn)了技術(shù)人員對(duì)控制系統(tǒng)改造持有比較新穎的思路。他們沒有采用較為流行的流動(dòng)電流控制器，而是根據(jù)原水水質(zhì)的特點(diǎn)，利用原水流量和濾前水濁度作為主要控制參數(shù)，濾后水濁度和PH值、水溫作為后反饋控制參數(shù)，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，運(yùn)行效果較好。

2.3謹(jǐn)慎選用進(jìn)口設(shè)備

經(jīng)過數(shù)十年的運(yùn)行表明，進(jìn)口設(shè)備雖然具有許多優(yōu)點(diǎn)，確實(shí)在城市供水事業(yè)中起到了舉足輕重的作用，但是也客觀存在著一些問題，不得不引起廣大供水同仁的高度重視。通過多年的運(yùn)行效果表明，有的國(guó)產(chǎn)設(shè)備使用效果良好，維護(hù)也比較方便，備品備件能得到及時(shí)供應(yīng)，售后服務(wù)能得到保障。所以建議在功能、技術(shù)參數(shù)能滿足自控系統(tǒng)要求的前提下，盡可能使用國(guó)產(chǎn)設(shè)備。

2.4推陳出新，橫向聯(lián)系

在對(duì)進(jìn)口設(shè)備的性能充分了解的基礎(chǔ)上，尋找合適的廠家進(jìn)行制造，不僅解決自身的設(shè)備問題，而且還可以推而廣之，幫助其他使用同類設(shè)備的廠家排憂解難。例如：計(jì)量泵的隔膜片、加氯機(jī)的管配件等等，都可以委托國(guó)內(nèi)廠家生產(chǎn)。同時(shí)要加強(qiáng)供水行業(yè)之間的技術(shù)交流，互通有無，積極推廣成熟技術(shù)，共同提高自動(dòng)化技術(shù)水平。

3.結(jié)束語(yǔ)

技術(shù)人員應(yīng)提高相應(yīng)技術(shù)水平，重視水廠自動(dòng)化系統(tǒng)的生產(chǎn)、運(yùn)行、維護(hù)和管理等問題并加以不斷地研究，解決實(shí)際碰到的問題，才能將上述的自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)揮到最佳水平，實(shí)現(xiàn)可靠、連續(xù)、優(yōu)質(zhì)供水。

篇3

關(guān)鍵詞：自來水廠；自動(dòng)化；PLC改造

前言

水是萬物之源，在城市的供水體系中，由于一部分自來水廠建設(shè)的時(shí)間早使得自來水廠中的設(shè)備自動(dòng)化程度不高從而極大的限制了自來水廠潛能和質(zhì)量的發(fā)揮，因此需要加強(qiáng)對(duì)于自來水廠自動(dòng)化程度的改造從而有效的提升自來水廠的供水能力與供水質(zhì)量。在自來水廠的自動(dòng)化改造中關(guān)鍵是要確保自來水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)在自來水廠自動(dòng)化改造的過程中需要對(duì)控制系統(tǒng)中的一些系統(tǒng)部件進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)，在分析各部分冗余工作原理的前提下在提高工作系統(tǒng)可靠性的前提下來實(shí)現(xiàn)對(duì)于工作設(shè)備的選取。保障自來水廠控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。

1 自來水廠處理流程分析

在自來水廠的工作中，由于各廠所使用的水源不同使得各自來水廠所采用的飲用水系統(tǒng)和組成的工藝流程各有差異。在自來水廠的水處理系統(tǒng)中，通過使用取水泵房將河流、湖泊或是水庫(kù)的水通過使用水泵輸送至水池中，在水池中經(jīng)過加藥、絮凝以及沉淀、過濾等將水中的大部分雜質(zhì)予以去除從而得到清水，完成處理后的清水輸送至清水池而后使用高壓泵泵送至城市供水管網(wǎng)。在自來水廠的水處理過程中對(duì)于加藥采用的是前加氟和后加氯的方式，在水處理的過程中前加氯應(yīng)當(dāng)在配水井的入口處，而后加氟應(yīng)當(dāng)設(shè)置在清水池的入口處。同時(shí)對(duì)于水池中的雜質(zhì)等應(yīng)當(dāng)配備有排污設(shè)備以便將水池中的沉淀物及時(shí)的予以排出。

2 自來水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)中的冗余設(shè)計(jì)的原理

在自來水廠的自動(dòng)控制系統(tǒng)中的冗余切換方式可以分為熱冗余、暖冗余和冷冗余三種形式，設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的冗余設(shè)計(jì)關(guān)鍵是依靠自動(dòng)控制系統(tǒng)的可靠性模型的建立。熱冗余主要指的是設(shè)計(jì)在控制系統(tǒng)中與控制系統(tǒng)聯(lián)機(jī)運(yùn)行在其未被激活的過程中并不參與系統(tǒng)的工作而當(dāng)主系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)則冗余設(shè)計(jì)迅速接管控制系統(tǒng)的故障部分以保障系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。在自來水廠冗余部分的控制中采用的是多部并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，通過冗余設(shè)計(jì)最大限度的提高自來水廠控制系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。

3 自來水廠水處理綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)

3.1 自來水廠水處理控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

自來水廠的自控系統(tǒng)采用的是“集中監(jiān)控、管理分散控制”的集散型系統(tǒng)，對(duì)于自來水廠的自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由信息監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控兩大部分組成。通過使用以太網(wǎng)來將主控部分的工控機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)控制的PLC模塊相連接構(gòu)成一個(gè)完備的控制系統(tǒng)，如主控系統(tǒng)中的兩臺(tái)工控機(jī)同時(shí)出現(xiàn)故障，各分系統(tǒng)仍然能夠獨(dú)立的控制各分系統(tǒng)按照設(shè)定的工序進(jìn)行生產(chǎn)，保障了自來水廠生產(chǎn)的正常進(jìn)行，從而使得自來水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性大幅增加。

3.2 自來水廠供電系統(tǒng)的冗余設(shè)計(jì)

在自來水廠的供電中按照國(guó)家的相關(guān)規(guī)定對(duì)于自來水上這種二級(jí)負(fù)荷單位需要采用兩回路的供電方式，其中兩回路分別來自于不同的變電站以確保供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這兩路供電回路中一組作為主電路而另外一組則作為備用回路，各組回路都能夠保障自來水廠的正常供電，同時(shí)在供電回路的負(fù)載容量上還應(yīng)當(dāng)考慮到今后新添加設(shè)備的供電保障，確保自來水廠的正常供電。同時(shí)對(duì)于自來水廠別重要的負(fù)荷還需要對(duì)相關(guān)設(shè)備配備應(yīng)急電源以確保在設(shè)備故障發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)的對(duì)關(guān)鍵設(shè)備恢復(fù)供電，應(yīng)急供電系統(tǒng)電源采用的是6kV雙回路放射式接線方式，為自來水廠的供電提供可靠的電源支持。應(yīng)急系統(tǒng)中所使用的UPS主要目的是確保供電中斷時(shí)重要控制設(shè)備的電力供應(yīng)直至柴油發(fā)電系統(tǒng)能夠正常工作。

3.3 自來水廠的信息監(jiān)控管理層的冗余設(shè)計(jì)

在自來水廠的主控系統(tǒng)中采用的是2臺(tái)中控設(shè)備，通過將廠長(zhǎng)室工控機(jī)、工程師工控機(jī)以及化驗(yàn)室工控機(jī)等連接到2臺(tái)交換機(jī)上以構(gòu)成雙星型的以太網(wǎng)，相較于環(huán)形以太網(wǎng)，雙星型以太網(wǎng)在后續(xù)增加主站點(diǎn)時(shí)較為方便。將工業(yè)交換機(jī)上的2個(gè)端口設(shè)置為Trunk主干端口，建立并形成一個(gè)高速骨干鏈接，在提高骨干鏈接帶寬的同時(shí)為系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信提供了可靠的冗余量。同時(shí)在工控機(jī)中配備有相同網(wǎng)卡IP地址設(shè)置的工業(yè)交換機(jī)并配合硬件偵測(cè)和負(fù)載均衡技術(shù)當(dāng)偵測(cè)到通信網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)及時(shí)的切換到另外一條備用總線直至主系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)鏈接修復(fù)。主控室所采用的2臺(tái)主工控機(jī)采用了雙機(jī)熱備的配置模式，2臺(tái)工控機(jī)同時(shí)聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)于自控控制系統(tǒng)的監(jiān)視和控制，在正常工作情況下，主機(jī)運(yùn)行而從機(jī)處于監(jiān)視狀態(tài)并不參與工作，而從機(jī)監(jiān)測(cè)到主機(jī)工作出現(xiàn)異常時(shí)主、從機(jī)將會(huì)迅速的切換以實(shí)現(xiàn)對(duì)于主控系統(tǒng)的控制，這一模式的實(shí)現(xiàn)原理如下：主機(jī)在正常工作時(shí)對(duì)主控系統(tǒng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和處理而從機(jī)采用監(jiān)視請(qǐng)求定期向主機(jī)發(fā)送請(qǐng)求與應(yīng)答信號(hào)，如主機(jī)并未正常的進(jìn)行應(yīng)答則認(rèn)為主機(jī)出現(xiàn)故障從而切斷與主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸自動(dòng)轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)，自來水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)中的各設(shè)備的數(shù)據(jù)、產(chǎn)生的報(bào)警以及事件信息則改由下位機(jī)獲取。同時(shí)，從機(jī)對(duì)主機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行定時(shí)監(jiān)控一旦監(jiān)測(cè)到主機(jī)恢復(fù)工作則自動(dòng)切換到待機(jī)狀態(tài)。

3.4 自來水廠工業(yè)以太網(wǎng)的冗余設(shè)計(jì)

在自來水廠的工業(yè)以太網(wǎng)的設(shè)計(jì)中，將OSM模塊設(shè)置為冗余環(huán)網(wǎng)使能態(tài)，將其中一個(gè)設(shè)置為冗余管理態(tài)以完成對(duì)于以太網(wǎng)的管理。正常情況下冗余管理器的其中一個(gè)冗余環(huán)口為斷開狀態(tài)，整個(gè)以太網(wǎng)呈現(xiàn)出線性結(jié)構(gòu)，當(dāng)監(jiān)測(cè)到以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)故障時(shí)自動(dòng)切換至另外一種環(huán)形線性結(jié)構(gòu)保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.5 自來水廠的生產(chǎn)控制系統(tǒng)的冗余設(shè)計(jì)

根據(jù)自來水廠的生產(chǎn)工藝流程可以將水廠的生產(chǎn)劃分為取水泵站、加氯加藥站、絮凝、沉淀、過濾以及送水泵站等多個(gè)環(huán)節(jié)，通過對(duì)每一個(gè)站點(diǎn)的運(yùn)行信息進(jìn)行采集并將信息送入水廠自動(dòng)控制中心并接收控制中心的管理，各站點(diǎn)的監(jiān)控分站都具有獨(dú)立的操作系統(tǒng)以便在控制系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)各分系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行。對(duì)于可靠性要求較高的分站點(diǎn)可以使用西門子的S7-400H型PLC按照冗余的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，在CPU、CPU同步模塊以及連接線纜和電源模塊等都需要設(shè)計(jì)成雙重的器件以確?？刂频目煽啃?。S7-400H型PLC的冗余設(shè)計(jì)采用的是“熱備份”的主動(dòng)原理，閑時(shí)從模塊與主模塊共同連線，當(dāng)監(jiān)測(cè)到主模塊故障時(shí)從模塊自動(dòng)切換完成對(duì)于水廠分站的自動(dòng)控制確保水廠能夠正常工作。

4 結(jié)束語(yǔ)

自來水廠的自動(dòng)化改造對(duì)于提高自來水的供水效率與供水質(zhì)量有著極為重要的意義.文章在分析自來水廠供水特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)自來水自動(dòng)化系統(tǒng)的冗余改造，確保自來水的正常供應(yīng)有著極為重要的意義。

參考文獻(xiàn)

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篇4

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化；控制系統(tǒng)；制水工藝；恒壓供水

1.水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)

在自來水廠構(gòu)建自動(dòng)化控制系統(tǒng)，主要是采用濾池的全自動(dòng)控制，即運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)整個(gè)自來水廠的各個(gè)運(yùn)行的產(chǎn)水環(huán)節(jié)進(jìn)行檢測(cè)和控制，那么下面我們就針對(duì)自來水廠自動(dòng)化控制的系統(tǒng)的功能進(jìn)行分析：

1.1顯示功能

對(duì)采用計(jì)算機(jī)全程檢測(cè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)能夠及時(shí)的顯示出來，這里顯示的主要是技術(shù)參數(shù)，并通過顯示的參數(shù)能夠分析出當(dāng)前各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)于出現(xiàn)的問題能夠及時(shí)反饋出來。

1.2報(bào)警功能

由以上對(duì)顯示功能的分析可知，在檢測(cè)和控制的過程中會(huì)反饋出一些參數(shù)，那么就可以運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)參數(shù)的變化超出或低于一定范圍時(shí)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警，這樣工作人員就會(huì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題或故障，采取一定措施進(jìn)行維修或補(bǔ)救。

1.3數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能

建立生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)，存貯生產(chǎn)原始數(shù)據(jù)，供統(tǒng)計(jì)"分析用，建立事故數(shù)據(jù)庫(kù)，記錄各類錯(cuò)誤"事故等。

1.4自來水制水工藝

在通常情況下，制水工藝過程分別幾個(gè)步驟，取水―― 制備與投加藥劑―― 混凝―― 平流沉淀――過濾沉淀――送水，不同的自來水廠都根據(jù)自身的實(shí)際情況采取不同的工藝流程，設(shè)備也不盡相同，不過最基本的流程都一樣。

1.5控制和操作功能：自動(dòng)化控制系統(tǒng)最大的優(yōu)勢(shì)就是可以通過中控室可對(duì)全廠任何一臺(tái)可控設(shè)備進(jìn)行控制和人工干預(yù)，對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)和參數(shù)進(jìn)行設(shè)定和修改，由此可以看出，自動(dòng)化控制系統(tǒng)是當(dāng)前比較先進(jìn)的自來水廠控制技術(shù)，如圖1所示：

2.水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)特點(diǎn)分析

加藥系統(tǒng)方面，其自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)采用單閉環(huán)方式。確切點(diǎn)來說，加藥屬控制反饋過程，中央控制系統(tǒng)里，設(shè)計(jì)人員通過設(shè)定SCD值，便可以通過分析、參考水源參數(shù)進(jìn)行加藥、攪拌，這一過程均以自動(dòng)化方式來進(jìn)行。操作完成后SCD檢驗(yàn)水質(zhì)并將檢驗(yàn)結(jié)果自動(dòng)生成信息，以信號(hào)波的形式傳送出去。當(dāng)PLC接受信號(hào)波之后進(jìn)行分析和處理，將所得結(jié)果對(duì)比預(yù)定值，對(duì)于其中出現(xiàn)的差值通過調(diào)頻變頻器來控制，頻率的改變有利于調(diào)整計(jì)量泵，進(jìn)行促進(jìn)循環(huán)控制提醒的形成，以確保加藥控制更加精良。

2.1可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)

自動(dòng)化控制具有多項(xiàng)性能，其中在水廠中可靠性是最為重要的?，F(xiàn)階段我國(guó)已有自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，由于各項(xiàng)生產(chǎn)工藝嚴(yán)格依照規(guī)定執(zhí)行，實(shí)際設(shè)計(jì)中又加入了集成電路技術(shù)及抗干擾技術(shù)，故可靠性較高。在機(jī)外電路方面，它所使用的控制系統(tǒng)更為先進(jìn)，相比較繼電接觸器來說，不僅開關(guān)接點(diǎn)減少，電器節(jié)點(diǎn)也縮減為原有的1%甚至更少，這大大降低了體統(tǒng)故障的可能性。

2.2功能完善，適用性強(qiáng)

水廠規(guī)模不同，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍也各不一樣。盡管如此，發(fā)展至今，自動(dòng)化控制系統(tǒng)已經(jīng)能夠適用于各種規(guī)模的水廠。這些大中小型的系統(tǒng)除能夠進(jìn)行邏輯處理外，絕大多數(shù)已具備運(yùn)算功能，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制。特別是功能單元涌現(xiàn)，控制深入范圍變得更加寬廣，如對(duì)位置、溫度的控制等。此外，人機(jī)界面的發(fā)展便捷了操作，人們對(duì)系統(tǒng)的控制變得容易許多，故廣受歡迎。水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)面向工業(yè)，，因此為了使其得到水廠技術(shù)人員的認(rèn)可，其工控設(shè)備等建設(shè)應(yīng)盡量以圖形符號(hào)表達(dá)，盡量使其與繼電器電路圖一致，這樣一來，系統(tǒng)邏輯控制指令無需進(jìn)行繁雜制定，對(duì)電腦及網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)言編繪知之甚少的人也可進(jìn)行控制。

2.3工作量小，維護(hù)方便

水廠原有控制系統(tǒng)多是采用連線邏輯，自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用成功使用存儲(chǔ)邏輯將其取代，這極大的減少了接線，不僅使控制設(shè)備外部便的干凈整潔，而且也在很大程度上縮短了建設(shè)周期。進(jìn)行設(shè)備維護(hù)時(shí)由于接線數(shù)量少也變得簡(jiǎn)單又容易。它的應(yīng)用使通過設(shè)備改變實(shí)現(xiàn)程序改變變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，適用范圍很廣，特別是在小批量生產(chǎn)中。

3.超濾膜的應(yīng)用

通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行超濾處理之前使用混凝能夠有效的減緩膜通量的降低，對(duì)增強(qiáng)滲透通量也有著很好的效果。Chen發(fā)現(xiàn)通過混凝劑能夠把水中的疏水性有機(jī)物有效的去除，極大的增加了膜通量。董秉直發(fā)現(xiàn)采用在線混凝-超濾膜技術(shù)處理自來水能夠有效避免膜污染。日本的“MAC21計(jì)劃”研究表明，超濾膜技術(shù)對(duì)水中的細(xì)菌、總鐵、濁度都有著較好的去除能力，但是去除有機(jī)物和氨氮的能力比較差；另外張捍民利用中空纖維膜去除水中的污染物的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，中空纖維膜能夠高效的去除水中的細(xì)菌、膠體，而去除有機(jī)物的能力較差，不能保證水中有機(jī)物的濃度。董秉直在進(jìn)行粉末活性炭―超濾膜工藝進(jìn)行水處理時(shí)，發(fā)現(xiàn)如果加入粉末活性炭一方面能夠避免膜受到污染，另一方面還能增強(qiáng)膜通量，具有非常重要的意義，雖然粉末炭會(huì)粘附在膜的表面形成濾餅層，但是濾餅層起到了防止污染的作用。另外Liang在進(jìn)行高錳酸鹽/氯預(yù)處理控制藻類污染的研究中發(fā)現(xiàn)，通過高錳酸鹽/氯能夠有效降低超濾膜受到污染的速度，同時(shí)對(duì)于一直藻細(xì)胞也有非常重要的作用。通過上面的各項(xiàng)研究能夠看出，混凝、活性炭、預(yù)氧化等預(yù)處理工作對(duì)于減緩膜污染有著很好的效果，但需要特別注意，如果預(yù)處理的方法選擇不當(dāng)反而會(huì)產(chǎn)生反作用，所以在選擇預(yù)處理方法之前必須要對(duì)水質(zhì)和膜材料進(jìn)行嚴(yán)格的分析。

總結(jié)：

自來水直接關(guān)系到人們的切身利益，隨著生活水平的日益提高，人們對(duì)飲用水的質(zhì)量要求也越來越高，這就要求自來水廠摒棄傳統(tǒng)的控制方法，將自來水的處理技術(shù)進(jìn)一步提高，從而為人們提供更高質(zhì)量的自來水。自來水廠主要的控制技術(shù)也是其核心組成部分，主要包括水質(zhì)檢測(cè)、水處理控制、變頻節(jié)能三項(xiàng)技術(shù)以及綜合自動(dòng)化系統(tǒng)組成。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王曉峰.當(dāng)前自動(dòng)化控制系統(tǒng)在水廠中的應(yīng)用[J].經(jīng)濟(jì)發(fā)展，2014（11）

[3]劉文平.淺析自動(dòng)化控制系統(tǒng)在水廠中的應(yīng)用[J].水利水電技術(shù)，2012（10）

篇5

對(duì)水廠實(shí)施自動(dòng)化的根本目的認(rèn)識(shí)不夠全面或出現(xiàn)偏向，是造成一些水廠自動(dòng)化系統(tǒng)未能充分發(fā)揮作用的一個(gè)原因。水廠實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的根本目的是提高生產(chǎn)的可*性和安全性，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低耗和高效供水，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。但是，有的水廠實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化是為了趕時(shí)髦，將其作為一種點(diǎn)綴；有的水廠是迫于形勢(shì)，在大批水廠紛紛實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的情況下，自己也不能不上；有的水廠使用的自動(dòng)化功能過于復(fù)雜，特別是在考察自動(dòng)化水平較高的水廠后，更是盲目地提高標(biāo)準(zhǔn)；有的水廠則自動(dòng)化功能過于簡(jiǎn)單，主要是對(duì)自動(dòng)化不熟悉，缺乏必要的信心，怕造成麻煩；有的水廠是為了湊合貸款數(shù)，不得已而配置自動(dòng)化系統(tǒng)和設(shè)備。這些不正確想法的存在，使水廠實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的根本目的發(fā)生了偏向，造成了自動(dòng)化設(shè)計(jì)不切合水廠實(shí)際，不注重生產(chǎn)過程特別是關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)的自動(dòng)化，并忽略了在運(yùn)行和管理模式方面的相應(yīng)改革，從而導(dǎo)致自動(dòng)化未能充分發(fā)揮作用，甚至建成后處于閑置狀態(tài)。

2水廠自動(dòng)化的設(shè)計(jì)

2.1未解決的相關(guān)理論問題

在水廠自動(dòng)化中，工藝?yán)碚搶?duì)自動(dòng)化提出的控制要求本身存在未解決的理論問題或理論不夠完善，使控制未能達(dá)到規(guī)范化和最優(yōu)化，系統(tǒng)運(yùn)行達(dá)不到理想的控制狀態(tài)，從而影響了自動(dòng)化的實(shí)際運(yùn)行效果。（1）絮凝理論不夠完善。

加藥系統(tǒng)是一個(gè)大延時(shí)、強(qiáng)耦合、干擾因素多的非線性系統(tǒng)，目前廣泛采用的控制方法為：用原水流量按比例前饋調(diào)節(jié)計(jì)量泵的頻率，用流動(dòng)電流儀（SCD）反饋調(diào)節(jié)計(jì)量泵的沖程，從而構(gòu)成加藥復(fù)合控制系統(tǒng)。由于凝聚作用本身有多種理論，決定加藥量多少的水質(zhì)成分因素在理論上還不夠完善，如原水濁度、溫度、pH、污染因素以及非膠體顆粒干擾因素等參數(shù)變化都對(duì)SCD有很大影響，而在SCD反饋調(diào)節(jié)方法中，只采用了反映水中膠體穩(wěn)定度的參數(shù)ζ電位來代表全部水質(zhì)因素，因此該控制方法并不完全符合生產(chǎn)實(shí)際。同時(shí)，傳感器縫隙小易造成堵塞，加藥后不易形成絮粒，特別是滯后反應(yīng)和水質(zhì)變化對(duì)SCD影響較大，導(dǎo)致該方法適應(yīng)性較差，準(zhǔn)確度不夠，達(dá)不到優(yōu)化自動(dòng)加藥的要求，實(shí)際使用效果并不理想［1］。在有的系統(tǒng)中，雖然采用了智能技術(shù)如專家系統(tǒng)、自學(xué)習(xí)模糊控制等方法，取得了一定效果，但并未完全解決加藥量?jī)?yōu)化控制的問題。

(2)加氯系統(tǒng)理論問題。

在加氯系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的控制方法為：前加氯采用流量比例控制，后加氯采用余氯反饋控制。由于影響加氯效果的因素很多，如水質(zhì)、天氣、水廠的具體工藝特點(diǎn)等，而且后加氯存在時(shí)間滯后問題，同時(shí)對(duì)控制方法和投加氯氨存在的問題目前有不同的看法，特別是對(duì)水射器安裝位置和余氯取樣位置的規(guī)范化確定目前尚無完整的理論［1］，從而使加氯系統(tǒng)不夠規(guī)范，實(shí)際運(yùn)行效果也不是十分理想。在有的系統(tǒng)中，雖然采用了一些其他控制方法，如采用雙因子控制方式（用流量和余氯控制前加氯和后加氯）或多參數(shù)非線性控制方式，取得一定的效果，但并未完全解決加氯系統(tǒng)存在的問題。

(3)其他理論問題。如變頻供水泵和定速供水泵的臺(tái)數(shù)比例確定、變頻供水泵的自動(dòng)調(diào)節(jié)方法以及供水泵的科學(xué)調(diào)度等問題，理論上還未完全解決，管理上還有待進(jìn)一步研究。

2.2技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)問題

到目前為止，我國(guó)在供水行業(yè)自動(dòng)化控制方面，除《城市供水行業(yè)2000年技術(shù)進(jìn)步發(fā)展規(guī)劃》等少量規(guī)劃性技術(shù)文件之外，尚無制定供水行業(yè)自動(dòng)化控制方面的技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，致使水廠在實(shí)施自動(dòng)化過程中，技術(shù)上缺乏統(tǒng)一的規(guī)范性，設(shè)計(jì)上存在一定的盲目性和隨意性，不同類型的水廠自動(dòng)化分別應(yīng)該達(dá)到的主要功能和主要技術(shù)指標(biāo)不明確，影響了自動(dòng)化系統(tǒng)配置的科學(xué)性和合理性。而在其他行業(yè)，如水電行業(yè)，國(guó)家有關(guān)部門早已經(jīng)頒布了相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，這對(duì)該行業(yè)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)和實(shí)施起到了積極的促進(jìn)作用。

2.3專著和文章問題

我國(guó)供水行業(yè)的自動(dòng)化起步較晚，總體發(fā)展水平也不高，致使在供水自動(dòng)化方面發(fā)表的文章數(shù)量有限，總體質(zhì)量也不太高，出版的專著更少，既不利于在實(shí)施自動(dòng)化時(shí)提供必要的理論指導(dǎo)和技術(shù)參考，也不利于行業(yè)內(nèi)的技術(shù)交流和經(jīng)驗(yàn)交流，影響了自動(dòng)化知識(shí)普及和提高的速度。而在其他行業(yè)，如電力，除有大批專著可供參考外，還有大量的文章可供參閱。另外，每年還舉行眾多的技術(shù)研討會(huì)和交流會(huì)，這對(duì)提高該行業(yè)的自動(dòng)化水平起了很大地推動(dòng)作用。當(dāng)然，這與該行業(yè)從業(yè)人數(shù)多、技術(shù)力量雄厚、期刊數(shù)量大等多種因素有關(guān)。

2.4設(shè)計(jì)中存在的一些具體問題

水廠的生產(chǎn)過程是一個(gè)較為復(fù)雜的連續(xù)過程，對(duì)于其自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求較高，涉及眾多技術(shù)和設(shè)備，設(shè)計(jì)本身具有一定的難度，故在有些水廠自動(dòng)化設(shè)計(jì)中存在的問題較多，影響了自動(dòng)化功能的發(fā)揮，甚至影響了系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（1）缺乏統(tǒng)一的發(fā)展規(guī)劃。在有些水廠自動(dòng)化設(shè)計(jì)中，對(duì)控制系統(tǒng)的持久性和未來發(fā)展規(guī)劃一致性考慮不夠全面，導(dǎo)致控制系統(tǒng)開放性和擴(kuò)展性不夠，造成系統(tǒng)很快落后于生產(chǎn)發(fā)展的需要。

（2）功能設(shè)置過于復(fù)雜。在有些水廠自動(dòng)化設(shè)計(jì)中，由于片面追求高標(biāo)準(zhǔn)，致使功能設(shè)置過于復(fù)雜，而忽略了水廠的實(shí)際工藝情況和管理水平，使系統(tǒng)的故障率增高，而維護(hù)管理又跟不上，導(dǎo)致關(guān)鍵工藝的自動(dòng)控制得不到保證。

（3）功能設(shè)置過于簡(jiǎn)單。在有些水廠自動(dòng)化設(shè)計(jì)中，工藝過程的功能設(shè)置過于簡(jiǎn)單，達(dá)不到控制要求，特別是關(guān)鍵工藝的控制要求，造成雖有自動(dòng)化系統(tǒng)，但關(guān)鍵工藝(如投藥等)仍由手動(dòng)完成的現(xiàn)象，失去了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的實(shí)際意義。

（4）設(shè)置過多的手動(dòng)功能。有些設(shè)計(jì)為了在自動(dòng)化系統(tǒng)故障時(shí)不影響生產(chǎn)，而設(shè)置了過多的手動(dòng)操作功能，從設(shè)計(jì)上就將自動(dòng)化系統(tǒng)置于可有可無的地位，既造成了設(shè)備的重復(fù)投資，也使生產(chǎn)人員產(chǎn)生了不正確的依賴心理，加上運(yùn)行管理改革力度不夠，出現(xiàn)了自控設(shè)備擱置不用而仍由人工手動(dòng)操作的現(xiàn)象。

（5）設(shè)計(jì)人員水平不夠。水廠的自動(dòng)化設(shè)計(jì)涉及眾多技術(shù)和設(shè)備，要求設(shè)計(jì)人員既要掌握先進(jìn)的控制技術(shù)，又要熟悉生產(chǎn)工藝過程，同時(shí)對(duì)設(shè)備也要有相當(dāng)?shù)牧私?。但在有些設(shè)計(jì)中，由于設(shè)計(jì)人員對(duì)生產(chǎn)實(shí)際情況或?qū)M(jìn)口設(shè)備的性能了解不夠，導(dǎo)致設(shè)計(jì)與實(shí)際生產(chǎn)有出入或出現(xiàn)設(shè)備選擇不當(dāng)，滿足不了工藝要求，造成了自動(dòng)化系統(tǒng)局部失敗。如有的設(shè)計(jì)中濾池出水閥選擇了兩位閥，雖配置了完備的自動(dòng)化控制設(shè)備，但卻無法實(shí)現(xiàn)濾池水位的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。

3水廠自控設(shè)備存在的問題

設(shè)備方面存在的問題也是影響水廠自動(dòng)化系統(tǒng)正常運(yùn)行的一個(gè)主要因素，具體表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：（1）質(zhì)量問題。水廠中有些設(shè)備容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，如堿度計(jì)、氯氨測(cè)定儀、溶解氧測(cè)定儀、濃度測(cè)定儀、壓差變送器、加氯機(jī)、計(jì)量泵、調(diào)節(jié)閥、電磁流量計(jì)等，這些質(zhì)量問題有的是設(shè)備本身的質(zhì)量不過關(guān)，有的則是安裝或維護(hù)質(zhì)量達(dá)不到要求，但均影響了自動(dòng)化系統(tǒng)的正常運(yùn)行。（2）配套問題。在有的水廠自動(dòng)化系統(tǒng)中，設(shè)備如傳感器、測(cè)量?jī)x表及執(zhí)行機(jī)構(gòu)本身并無質(zhì)量問題，而是精度不夠或穩(wěn)定性達(dá)不到系統(tǒng)要求，即與系統(tǒng)配套不合理，也是影響自動(dòng)化系統(tǒng)正常運(yùn)行的一個(gè)原因。（3）備品備件問題。有些設(shè)備發(fā)生故障后，由于缺乏備品備件而一時(shí)無法修復(fù)，這對(duì)進(jìn)口設(shè)備尤為明顯。如果由原產(chǎn)品供應(yīng)商修理，則時(shí)間長(zhǎng)、費(fèi)用高，特別是有的產(chǎn)品已更新?lián)Q代而根本無法得到備品備件，造成了這些設(shè)備的檢修十分困難，從而導(dǎo)致這些設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間處于癱瘓狀態(tài)，影響了自動(dòng)化系統(tǒng)的正常運(yùn)行。（4）檢修和改造問題。對(duì)于部分進(jìn)口設(shè)備如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，由于外商對(duì)通信協(xié)議和通信軟件的公開性不夠，且本身的技術(shù)要求也較高，既增加了這些設(shè)備的維護(hù)和檢修難度，也降低了自動(dòng)化系統(tǒng)的開放性，影響了系統(tǒng)的正常更新和改造工作。而且很多進(jìn)口通信設(shè)備較難與國(guó)內(nèi)設(shè)備互聯(lián)，致使更新和改造困難，從而降低了自動(dòng)化系統(tǒng)的合理性和統(tǒng)一性。

3管理方面存在的問題

水廠自動(dòng)化系統(tǒng)建立后，管理水平滯后是影響自動(dòng)化功能正常發(fā)揮的一個(gè)重要因素。由于管理人員受自身素質(zhì)和傳統(tǒng)觀念的束縛，未能在管理方面進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整和改革，導(dǎo)致管理水平落后，無法適應(yīng)水廠自動(dòng)化的發(fā)展需要。如何提高管理水平和管理人員素質(zhì)是自動(dòng)化水廠目前面臨的一個(gè)重要課題。

（1）不注重設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試過程的人員參與。很多水廠在建設(shè)自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)，由于受人員和素質(zhì)的限制，常采用交鑰匙工程的方式，這樣在建設(shè)時(shí)輕松省事，但后患無窮，由于沒有自己的技術(shù)力量參與設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試過程，導(dǎo)致投產(chǎn)后出現(xiàn)很多問題，影響了系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行效果。

（2）對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)和設(shè)備不夠熟悉。由于值班人員缺乏必要的技術(shù)知識(shí)，對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)和設(shè)備不夠熟悉或掌握不夠，導(dǎo)致設(shè)備得不到正常的保養(yǎng)、調(diào)校和檢修，造成儀表精度降低或設(shè)備故障；導(dǎo)致軟件得不到必要維護(hù)和調(diào)整，造成因一些小軟件故障得不到及時(shí)處理而影響系統(tǒng)正常運(yùn)行；有的甚至出現(xiàn)誤操作或引起人為故障。

（3）缺乏完善的自動(dòng)化管理規(guī)程。水廠實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化后，其運(yùn)行管理和維護(hù)管理已和傳統(tǒng)水廠不一樣，但不少水廠在這方面的改革力度不夠，缺乏滿足自動(dòng)化生產(chǎn)需要的管理規(guī)程，如崗位職責(zé)、運(yùn)行管理制度、操作規(guī)程和設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)及檢修規(guī)程等，致使運(yùn)行管理滿足不了生產(chǎn)需要，維護(hù)管理達(dá)不到要求。

（4）缺乏專業(yè)的、穩(wěn)定的維護(hù)隊(duì)伍。自動(dòng)化系統(tǒng)和設(shè)備雖然具有較高的可*性，但也會(huì)出現(xiàn)故障，需要維護(hù)人員盡快排除。同時(shí)，設(shè)計(jì)情況與實(shí)際運(yùn)行情況不一定完全一致，即使與投入運(yùn)行時(shí)一致，過一段時(shí)間后也會(huì)有所變化，另外經(jīng)過一段時(shí)間的實(shí)際運(yùn)行后，一般都需要對(duì)系統(tǒng)中存在的某些缺陷進(jìn)行改進(jìn)，以使系統(tǒng)更加優(yōu)化，這就要求維護(hù)人員對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行必要維護(hù)和調(diào)整，特別是當(dāng)生產(chǎn)工藝變化后，需要對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)修改和開發(fā)。

但是，由于缺乏專業(yè)的、穩(wěn)定的維護(hù)隊(duì)伍，使一些小的軟硬件故障得不到及時(shí)的修復(fù)和處理，漸漸由小問題變成大問題，甚至導(dǎo)致自動(dòng)化系統(tǒng)癱瘓。

篇6

水廠總體監(jiān)控方案的確定應(yīng)以水處理為依據(jù)，包括泵站控制系統(tǒng)、沉淀和過濾控制系統(tǒng)、恒壓供水控制系統(tǒng)、混凝投藥控制系統(tǒng)、加氯消毒控制系統(tǒng)、排污處理控制系統(tǒng)等工藝管理，水處理工藝流程為：取水口加藥反應(yīng)沉淀過濾消毒加壓市區(qū)管網(wǎng)。根據(jù)工藝要求和控制指標(biāo)，應(yīng)運(yùn)用MPI網(wǎng)絡(luò)將水處理的各個(gè)子系統(tǒng)連為一體，在控制中心通過組態(tài)軟件對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控，總體控制方案為：混凝投藥控制器和加氯消毒控制器采用S7-300PLC，其余采用S7-200PLC，組態(tài)軟件為力控6.0，采用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為單元級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)。以泵站控制系統(tǒng)為例，其控制方案為：采用S7-200PLC作為控制平臺(tái)，負(fù)責(zé)對(duì)泵站數(shù)據(jù)的采集，泵站和控制中心的通信通過外置式GSM調(diào)制解調(diào)器來實(shí)現(xiàn)，觸摸屏為就地控制接口，系統(tǒng)框圖如圖1。

2軟件設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)好的各子系統(tǒng)的硬件配置，設(shè)計(jì)PLC控制軟件、組態(tài)監(jiān)控軟件和觸摸屏控制軟件，以泵站控制系統(tǒng)為例，其任務(wù)是按照控制中心的指令，向水廠提供水源，并對(duì)泵站的水泵運(yùn)行情況、供電等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，然后傳送給控制中心，實(shí)現(xiàn)泵站無人值守。根據(jù)泵站工藝，在SMS工作原理指導(dǎo)下，提供短信息服務(wù)，發(fā)送規(guī)則為開機(jī)/關(guān)機(jī)、系統(tǒng)出現(xiàn)故障、定時(shí)設(shè)置和控制中心命令。為達(dá)到泵站無人值守的設(shè)計(jì)要求，可通過標(biāo)準(zhǔn)的RS—2485串行通信網(wǎng)絡(luò)和自由口模式，自主選擇通信協(xié)議，以此構(gòu)成PLC的分布式網(wǎng)絡(luò)。PLC軟件設(shè)計(jì)流程為：初始化接受信息并處理水泵控制壓力、流量采集并處理故障信息采集并處理信息發(fā)送；根據(jù)系統(tǒng)的工藝要求，開發(fā)界面應(yīng)包括啟始界面、模式選擇界面（分為自動(dòng)運(yùn)行和手動(dòng)操作）、報(bào)警界面及幫助界面等。

3水廠自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)及功能

3WN6是一種經(jīng)濟(jì)型低壓智能斷路器，通過模塊化的工程設(shè)計(jì)，可確保通訊、保護(hù)、測(cè)量等功能更為可靠穩(wěn)定，且便于拆卸和維修，能夠在線對(duì)開關(guān)功能進(jìn)行數(shù)字化編輯。正常生產(chǎn)時(shí)，操作人員通過S7-315系統(tǒng)上的觸摸屏模擬流程和觸摸按鈕，便可以準(zhǔn)確掌握各系統(tǒng)的工藝流程及設(shè)備運(yùn)行情況，并可以通過自動(dòng)運(yùn)行或手動(dòng)操作兩種控制方式來控制各設(shè)備的開和停，便于設(shè)備的檢修及事故的處理。本系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)后，便可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制和后臺(tái)在線組態(tài)等功能，操作人員在后臺(tái)微機(jī)上便可以準(zhǔn)確掌握各配電室低壓開關(guān)的分/合情況及水廠裝置的運(yùn)行情況，系統(tǒng)可以動(dòng)態(tài)顯示各電氣設(shè)備的電壓、電流的波動(dòng)情況，實(shí)時(shí)性更強(qiáng)。此外，還可以隨機(jī)記錄越限事件、報(bào)警信息等，為生產(chǎn)管理和事故控制提供了很大的便利性。PLC的推廣應(yīng)用是水廠自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)得以建立的關(guān)鍵，該編程控制器簡(jiǎn)單易用、可靠性高，而且通訊聯(lián)網(wǎng)功能強(qiáng)，根據(jù)水廠的水處理工藝和工程設(shè)計(jì)要求，對(duì)各凈水環(huán)節(jié)的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，滿足了水廠自動(dòng)化生產(chǎn)和管理的需求。

4結(jié)論

篇7

關(guān)鍵詞：水廠、自動(dòng)化系統(tǒng)、防雷

中圖分類號(hào)：TP27文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

隨著計(jì)算機(jī)、通訊和微電子技術(shù)的和廣泛應(yīng)用，目前水廠的自動(dòng)化控制普遍采用由工業(yè)計(jì)算機(jī)IPC和可編程控制器PLC組成及流量計(jì)、水位計(jì)等的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。由于這些設(shè)備大量采用大規(guī)模集成電路，成為水廠受雷電損害的主要設(shè)備，這些設(shè)備的運(yùn)行正常與否直接影響到水廠安全供水及至整個(gè)城市的運(yùn)轉(zhuǎn)秩序，因此對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)采取有效的保護(hù)措施是至關(guān)重要的。

1雷電的危害

依據(jù)GB7450-87（電子設(shè)備雷擊保護(hù)導(dǎo)則），雷電對(duì)電子設(shè)備的危害有以下三種：

直擊雷：雷電直接擊中線路并沿導(dǎo)線或電纜流過大量的雷電流，持續(xù)時(shí)間達(dá)若干微秒，使線路設(shè)備有實(shí)質(zhì)性的破壞。直擊雷的能量和破壞力相當(dāng)巨大，但其遭受概率是有限的。

感應(yīng)雷：通過雷云之間或雷云對(duì)地的放電，在附近的架空線路、埋地線路或類似傳導(dǎo)體上產(chǎn)生的感應(yīng)過電壓。其破壞力雖沒有直擊雷那么大，但影響的范圍和遭受的概率卻十分大。

地電位升：雷電流通過接地裝置流入大地所引起大地電位的升高，危害設(shè)備對(duì)地的絕緣。

2什么是電涌

電涌被稱為瞬態(tài)過電，是電路中出現(xiàn)的一種短暫的電流、電壓波動(dòng),在電路中通常持續(xù)約百萬分之一秒。220 伏電路系統(tǒng)中持續(xù)瞬間(百萬分之一秒)的 5,000或10,000伏的電壓波動(dòng)，即為電涌或瞬態(tài)過電。它通常有兩種產(chǎn)生途徑：雷擊和電氣開關(guān)動(dòng)作。

3電涌對(duì)電子設(shè)備的危害

電涌使電子設(shè)備訊號(hào)或數(shù)據(jù)的傳輸與存儲(chǔ)都受到干擾甚至丟失，至使電子設(shè)備產(chǎn)生誤動(dòng)作或暫時(shí)癱瘓；重復(fù)影響而降低電子設(shè)備壽命甚至立即燒毀元器件及設(shè)備。這一切都會(huì)給生產(chǎn)和工作帶來較大損失。

通常，在水廠的設(shè)計(jì)建設(shè)中對(duì)于直擊雷的防護(hù)已經(jīng)有比較完善的措施。自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備損壞的主要原因是雷電感應(yīng)浪涌電壓造成的。資料統(tǒng)計(jì)雷電波感應(yīng)占計(jì)算機(jī)類設(shè)備雷擊事故原因的85%。雷電波感應(yīng)對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的破壞，主要是通過侵入電源線、天饋線、通訊線和信號(hào)線而損壞電源、通訊和I／O模板；也可能因感應(yīng)從信號(hào)采集線和接地網(wǎng)引入有害的信號(hào)電流和接地電流，損壞自動(dòng)化系統(tǒng)或影響其運(yùn)行。由此可見，要有效地做好水廠自動(dòng)化系統(tǒng)的雷電防護(hù)，應(yīng)從整個(gè)配電系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、天饋系統(tǒng)、微機(jī)網(wǎng)絡(luò)等幾個(gè)方面入手，采用接閃、分流、均壓、屏蔽與接地等手段，進(jìn)行全方位的防雷防過電壓保護(hù)。

4水廠自控系統(tǒng)防雷措施

根據(jù)電涌產(chǎn)生、危害途徑和自控系統(tǒng)的特點(diǎn)，我們認(rèn)為應(yīng)從配電系統(tǒng)防雷、自控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)線路防雷、構(gòu)筑物防雷、合理接地等四方面著手。

4.1自控配電系統(tǒng)的防雷

當(dāng)雷擊輸電線或雷閃放電在輸電線附近時(shí)，都將在輸電線路上形成雷電沖擊波，其能量主要集中在工頻至幾百赫的低端，容易與工頻回路耦合。雷電沖擊波從配電線路進(jìn)入自控設(shè)備的電源模塊及從配電線路感應(yīng)到同一電纜溝內(nèi)的自控網(wǎng)絡(luò)線上進(jìn)入自控設(shè)備的通訊模塊的幾率比從天饋和信號(hào)線路進(jìn)入的要高得多。因此配電線路的防雷是自控系統(tǒng)防雷的重要部份。

水廠的配電系統(tǒng)在高、低壓進(jìn)線都已安裝有避雷裝置，但自控設(shè)備的電源仍會(huì)遭受雷擊而損壞。這是因?yàn)檫@些裝置的保護(hù)對(duì)象是電氣設(shè)備，而自控設(shè)備耐過壓能力低，同時(shí)，這些避雷器啟動(dòng)電壓高而且有些有較大的分散電容，與設(shè)備負(fù)載之間成為分流的關(guān)系，從而加在自控設(shè)備上的殘壓高于避雷裝置的啟動(dòng)電壓，極易造成自控設(shè)備損壞。同時(shí)大型設(shè)備啟停產(chǎn)生的操作過電壓也是危害自控系統(tǒng)的重要原因之一。

對(duì)電源防雷應(yīng)采取多級(jí)保護(hù)措施，從高壓柜、低壓柜、主配電箱、分配電箱逐級(jí)保護(hù)，把雷電過電壓降到設(shè)備能夠承受的水平。有條件盡可能以從總配電柜開始將自控系統(tǒng)的電源線單獨(dú)布排。各級(jí)避雷器應(yīng)盡量靠近被保護(hù)設(shè)備以免雷電侵入波發(fā)生正的全反射。

4.2通訊線、天饋線避雷

自控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸線主要使用的是光纖和雙絞線。其中光纖不需要特別的防雷措施，但若室外的鎧狀光纖是架空的，需要將光纖的金屬部分接地。水廠自控系統(tǒng)通訊線一般都采用特制屏蔽雙絞線，并且一般都是穿管直埋(或電纜溝)鋪設(shè)，所以雷電在此處的感應(yīng)電壓不高(1KV-2KV)。但由于其直接進(jìn)入PLC或計(jì)算機(jī)通訊口這一薄弱環(huán)節(jié)(正常電壓一般為正負(fù)5V、12V、24V、48V等)，在雷擊發(fā)生時(shí)網(wǎng)絡(luò)線感應(yīng)到的過電壓，足以一次性破壞網(wǎng)絡(luò)。即使不能一次性破壞設(shè)備，但每一次的過電壓沖擊都加速了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的老化，影響數(shù)據(jù)的傳輸和存儲(chǔ)，甚至死機(jī)，直至徹底損壞。所以網(wǎng)絡(luò)信號(hào)線的防雷對(duì)于網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)的整體防雷來說，是非常重要環(huán)節(jié)。應(yīng)將此類信號(hào)線敷設(shè)在屏蔽線槽中，屏蔽線槽應(yīng)良好接地；也可穿金屬管敷設(shè)，金屬管應(yīng)全線保持電氣上的連通，并且金屬管兩端應(yīng)良好接地。

計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)交換或通訊頻率是從直流到幾十兆赫茲(據(jù)系統(tǒng)而定)，選用避雷器時(shí)應(yīng)以通訊電平和頻率或速率來確定，對(duì)于比較高頻的訊號(hào)便需要特殊設(shè)計(jì)的防雷器以確保其阻抗與該系統(tǒng)對(duì)應(yīng)，否則會(huì)有信號(hào)反射的現(xiàn)象。避雷器應(yīng)靠近通訊接口處安裝(減小反射損耗)。網(wǎng)絡(luò)通訊線路避雷的最好方法當(dāng)然是采用光纖網(wǎng)絡(luò)。

水廠的監(jiān)控設(shè)備功率低，其連接線都采用同軸電纜。所以對(duì)天饋的防雷主要是選用同軸電纜避雷器(直擊雷防護(hù)見后)。由于雷電波與有用通訊信號(hào)頻段相距很遠(yuǎn)。把這兩種信號(hào)分開的有效手段就是采用高通濾波器，在選用這類產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)據(jù)通訊頻率和傳輸功率而定(天線應(yīng)置于構(gòu)筑物避雷網(wǎng)45°角內(nèi)，否則須有相應(yīng)接地措施)。

4.3合理接地

防雷的最終措施是“泄放”，因而對(duì)接地切不可輕心。一般水廠的接地主要有構(gòu)筑物接地、配電系統(tǒng)及強(qiáng)電設(shè)備接地、計(jì)算機(jī)自控系統(tǒng)接地。如這三種接地配置不合理，極易在雷擊時(shí)通過接地網(wǎng)對(duì)自控系統(tǒng)造成反擊。

計(jì)算機(jī)自控系統(tǒng)是一個(gè)特殊用電系統(tǒng)，它包括以下幾種接地：系統(tǒng)工作地(小于4歐)，直流工作地(信號(hào)屏蔽地、邏輯地等小于2歐)，安全保護(hù)地(小于4歐)。在安裝時(shí)難以分開(特別是對(duì)PLC系統(tǒng))，對(duì)這一系統(tǒng)采用聯(lián)合接地較好。接地電阻取最小值，至少小于2歐。

地網(wǎng)分開設(shè)置時(shí)應(yīng)注意避免地網(wǎng)之間的閃絡(luò)。雷擊時(shí)，會(huì)在地網(wǎng)及附近導(dǎo)體中產(chǎn)生很高電位，地網(wǎng)分開，則可能造成接閃接地體向其它接地體閃絡(luò)。所以，為避免不同系統(tǒng)接地而引入不同電位，導(dǎo)致人身和設(shè)備事故，根據(jù)規(guī)范要求，各接地系統(tǒng)的距離必須大于20M，且它們的接地極和地線要保持絕緣，絕緣電阻應(yīng)在2MΩ以上，接地電阻小于4Ω。

接地系統(tǒng)的關(guān)鍵是地下的接地裝置，這經(jīng)常成為建立有效接地系統(tǒng)的最大困難。要提供最小而又能長(zhǎng)期保持的低阻抗對(duì)地泄流，應(yīng)考慮諸如土壤條件、接地裝置與土壤的接觸面、接地裝置的長(zhǎng)期效果（壽命）等因素。

五、避雷器的選型

要發(fā)揮良好避雷功能，避雷器的選型很重要，防雷器應(yīng)不會(huì)對(duì)保護(hù)的設(shè)備或線路造成任何干擾和中斷現(xiàn)象。在實(shí)際工作中，避雷器的選擇除了技術(shù)先進(jìn)、設(shè)計(jì)合理外還要注重以下幾點(diǎn)：

⑴反應(yīng)時(shí)間避雷器的反應(yīng)必須比電涌的速度快。一般在納秒級(jí)均符合技術(shù)要求。

⑵一次處理的最大電流最大電流（即峰流）是指避雷器的處理最大電流的能力。

⑶吸收能量的能力避雷器吸收能量的能力越高，避雷器的使用壽命越長(zhǎng)。

⑷鉗制電壓的能力將過電壓鉗制到電器設(shè)備所能承受的安全范圍之內(nèi)的能力。

⑸體積的大小避雷器體積越小，電感也越小，防護(hù)效果也就越好。

⑹符合國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)常見標(biāo)準(zhǔn)有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)UL1449、ANSI/IEEE、NEMA、IEC和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GA173-1998。

安裝電源避雷器時(shí)，要求避雷器的接地端與接地網(wǎng)之間的連接距離盡可能越近越好。如果避雷器接地線拉得過長(zhǎng)，將導(dǎo)致避雷器上的限制電壓（被保護(hù)線與地之間的殘壓）過高，可能使避雷器難于起到應(yīng)有的保護(hù)作用。

六、運(yùn)行維護(hù)

對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)防雷保護(hù)必須堅(jiān)持預(yù)防為主，安全第一的指導(dǎo)方針。

⑴每年雷雨季節(jié)前應(yīng)對(duì)接地系統(tǒng)進(jìn)行檢查和維護(hù)。主要檢查連接處是否緊固、接觸是否良好、接地引下線有無銹蝕、接地體附近地面有無異常，必要時(shí)應(yīng)挖開地面抽查地下隱蔽部分銹蝕情況，如果發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)處理。

⑵接地網(wǎng)的接地電阻應(yīng)每年進(jìn)行一次測(cè)量。

⑶每年雷雨季節(jié)前應(yīng)對(duì)運(yùn)行中的避雷器進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)處理。

篇8

摘要：下文主要針對(duì)水廠自動(dòng)化設(shè)計(jì)，做出簡(jiǎn)要分析，做出探討，從設(shè)計(jì)方案逐步入手。

關(guān)鍵詞：水廠；自動(dòng)化；設(shè)計(jì)理念

一、系統(tǒng)總體方案

可以根據(jù)水廠各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，按工藝及地理位置布局要求，水廠控制系統(tǒng)一般采用分布式控制方案，在每一生產(chǎn)區(qū)域設(shè)立現(xiàn)場(chǎng)控制站，完成對(duì)本區(qū)域內(nèi)設(shè)備和過程的監(jiān)視，操作和控制，區(qū)域則按工藝及設(shè)備分布劃分，各站之間通過可靠性高和實(shí)時(shí)性強(qiáng)的工業(yè)局域網(wǎng)絡(luò)相連，實(shí)現(xiàn)N:N對(duì)等通信，達(dá)到管理集中和控制分散的目的。因此需要采取分層結(jié)構(gòu)模型，設(shè)立公司級(jí)，工廠級(jí)，區(qū)域級(jí)，單元級(jí)，設(shè)備級(jí)及裝置級(jí)，據(jù)此，系統(tǒng)設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控站和一個(gè)中央控制管理站。

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控站由現(xiàn)場(chǎng)控制單元和現(xiàn)場(chǎng)操作站組成，現(xiàn)場(chǎng)控制單元負(fù)責(zé)區(qū)域內(nèi)所有設(shè)備和過程的數(shù)據(jù)采集，順序控制和參數(shù)調(diào)節(jié)，由PLC或PLC網(wǎng)絡(luò)組成，現(xiàn)場(chǎng)操作站承擔(dān)CRT顯示，故障報(bào)警，參數(shù)設(shè)置，現(xiàn)場(chǎng)操作和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等工作由于控機(jī)和工控組態(tài)軟件構(gòu)成?，F(xiàn)場(chǎng)控制單元和現(xiàn)場(chǎng)操作站均作為獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)。掛于局域網(wǎng)上，且均可視為局域網(wǎng)上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)站。現(xiàn)場(chǎng)操作站的另一種設(shè)置方法為通過串行口直接連于現(xiàn)場(chǎng)控制單元PLC的串口上，此時(shí)，操作站則被視為控制單元的操作終端。中央控制管理站負(fù)責(zé)對(duì)全廠工藝流程及重要設(shè)備的工作狀況進(jìn)行監(jiān)視、控制。通常由數(shù)臺(tái)工控機(jī)組成，除含有各操作站各項(xiàng)功能外，還負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理報(bào)表打印等功能。

二、系統(tǒng)構(gòu)成及主要控制設(shè)備

1.系統(tǒng)功能:

根據(jù)地理位置及功能劃分，由中控室主站及設(shè)在現(xiàn)場(chǎng)的三個(gè)子站和與公司供水調(diào)節(jié)SCADA系統(tǒng)互聯(lián)通訊子站構(gòu)成。

(l)中控室主站中控室主站設(shè)置三臺(tái)工控機(jī)，一臺(tái)作實(shí)時(shí)顯示，對(duì)各分站監(jiān)控管理;一臺(tái)作數(shù)據(jù)處理;還有一臺(tái)供維護(hù)、調(diào)試、管理使用。配一臺(tái)數(shù)字式投影儀，大屏幕動(dòng)態(tài)顯示全廠工藝流程及設(shè)備運(yùn)行狀況。

(2)現(xiàn)場(chǎng)子站按照工藝流程及平面布局設(shè)置，設(shè)泵站、投加、濾池三個(gè)現(xiàn)場(chǎng)子站.各子站設(shè)操作員終端，方便現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控、維護(hù)、管理。

①泵站子站

1#PLC子站負(fù)責(zé)監(jiān)控及管理取水泵站、送水泵站、回收水泵站及配電系統(tǒng)。主控處理器設(shè)在送水泵站PLC機(jī)柜內(nèi)。PLC監(jiān)控7臺(tái)送水機(jī)泵及閘閥工況，機(jī)泵啟停操作及運(yùn)行、保護(hù)等，采集出廠水流量、壓力、濁度、pH、余抓以及清水池水位等參數(shù).采用1400系列電量監(jiān)測(cè)儀檢測(cè)并顯示各臺(tái)機(jī)泵以及饋電、進(jìn)線、母聯(lián)回路的電量參數(shù)，并通過遠(yuǎn)程I/0鏈與主控處理器通訊.取水泵站采用適配器通過遠(yuǎn)程I/O鏈與主控處理器進(jìn)行通訊”PLC監(jiān)控5臺(tái)機(jī)泵及閘閥工況及運(yùn)行、保護(hù)等，采集吸水井水位、上水管壓力及流量、原水pH、濁度、水溫等參數(shù)，對(duì)機(jī)泵及清垃機(jī)啟停操作控制。

回收水泵站采用適配器模塊與主控處理器通訊，PLC監(jiān)控回收水泵站機(jī)泵的啟停。PLC還監(jiān)控沉泥池2臺(tái)排泥車的啟停操作控制及故障檢測(cè)，并在每臺(tái)排泥車的電氣控制柜內(nèi)設(shè)置小型邏輯控制器(SLC)，對(duì)排泥車進(jìn)行過程控制。

②投加子站2#PLc子站負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)及管理投礬、加灰、加抓、加氨工藝及設(shè)備.主控處理器設(shè)在投加中央控制室PLC機(jī)柜內(nèi).因加灰點(diǎn)距此較遠(yuǎn)，故在那兒放置PLC機(jī)柜，設(shè)適配器模塊經(jīng)遠(yuǎn)程I/O鏈與主控處理器通訊.由于礬、灰、抓、氨投加均引進(jìn)國(guó)外自動(dòng)化設(shè)備，所以PLC僅用于投加設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)檢測(cè)、越限事故報(bào)替及后加抓系統(tǒng)控制，并采集水質(zhì)參數(shù)及藥劑的稱重量、投加量，送主站監(jiān)視及處理。

③濾池3#PLC子站包括濾池和沉淀池.主控處理器設(shè)在濾池PLC機(jī)柜內(nèi).PLC對(duì)24格V型濾池出水氣動(dòng)蝶閥分別進(jìn)行等速調(diào)節(jié)控制，保持過濾時(shí)砂面以上水位穩(wěn)定。當(dāng)過濾周期、水頭損失、清水池出水濁度中任一個(gè)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，濾池自動(dòng)反沖洗。按工藝要求進(jìn)行掃洗、氣水反沖洗、漂洗的順序控制，也可以人工請(qǐng)求手動(dòng)強(qiáng)制沖洗。

④與SCADA系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)采用MOTOROLA公司的MOSCAD系統(tǒng)設(shè)備與PLC互連.由MOSCADRTU收集調(diào)度所需的全廠必要數(shù)據(jù)，利用公司現(xiàn)有的800MH:集群系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)查詢水廠及管網(wǎng)生產(chǎn)參數(shù).

2.系統(tǒng)組態(tài)軟件設(shè)計(jì)

a.全廠平面布置圖

b.全廠凈水工藝流程圖

c.全廠電氣主結(jié)線圖

d.取水泵站監(jiān)視圖及參數(shù)圖

e.送水泵站監(jiān)視圖及參數(shù)圖

f.全廠配電系統(tǒng)參考圖

g.單臺(tái)水泵電機(jī)監(jiān)控圖

h.出廠水24小時(shí)壓力流量、水質(zhì)參數(shù)圖i，濾池總監(jiān)視圖1.單個(gè)濾池監(jiān)控圖及參數(shù)趨勢(shì)圖k.沉淀池監(jiān)控圖1.加氨工藝流程圖m.加氯工藝流程圖11.加礬工藝流程圖0.加灰工藝流程圖p.各類報(bào)警圖考慮到儀表、設(shè)備更換等因素引起參數(shù)采集值變化，在畫面上設(shè)計(jì)“參數(shù)設(shè)定”畫面，必要時(shí)在鍵盤輸入修正值即可。

另外，還設(shè)置事故報(bào)警提示畫面，便于值班人員判斷原因，迅速處理。在全自動(dòng)方式下，一、二級(jí)泵站機(jī)組開?？捎梢韵乱蛩貨Q定:一級(jí)泵站控制:

1.清水池水位低于下限時(shí)，必須有一臺(tái)泵組運(yùn)行;

2.清水池水位下降速率超過警戒限及清水池水位未達(dá)到上限替戒水位時(shí)，至少保持一臺(tái)泵組運(yùn)行;

3.泵組運(yùn)行臺(tái)數(shù)所進(jìn)的水量與二級(jí)泵站出廠水量相對(duì)應(yīng);根據(jù)比值及清水池水位高低，水位上升或下降速率等因素決定泵組開停，盡可能保持清水池經(jīng)常處于高水位，同時(shí)又要保證泵組不能頻繁動(dòng)作，每啟動(dòng)一臺(tái)泵，運(yùn)行時(shí)間不能少于1小時(shí)。

配電站控制:所有進(jìn)線柜、母聯(lián)柜、饋電柜均可通過計(jì)算機(jī)PLC自動(dòng)合分閘，所有電氣故障均立即在屏幕上顯示，并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，部分影響正常運(yùn)行的故障則自動(dòng)跳閘保護(hù)或切換開關(guān)，違反電氣操作規(guī)程的操作，均被鎖定，不予執(zhí)行。在手動(dòng)方式”LC自動(dòng)跟蹤手動(dòng)調(diào)節(jié)器的運(yùn)作及收集資料，自動(dòng)調(diào)整模型參數(shù)，另一方面，又用來設(shè)置設(shè)定值，使其具有自學(xué)習(xí)功能，成為一模糊控制器。

與SCADA系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng):公司中心調(diào)度室與水廠距離較遠(yuǎn)，為實(shí)現(xiàn)兩者之間的通訊，系統(tǒng)采用MOTOROLA公司的MOSCAD系統(tǒng)設(shè)備與PLC互連。由MOSCADRTU收集調(diào)度所需的全廠必要數(shù)據(jù)，利用公司現(xiàn)有的800MHz集群系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)查詢水廠及管網(wǎng)生產(chǎn)參數(shù)。

三、問題討論

1.水廠自動(dòng)化是一項(xiàng)綜合課題，在系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)時(shí)，除考慮實(shí)現(xiàn)安全供水和水質(zhì)質(zhì)量的主要目的外，還必須考慮到操作者的需要和供水服務(wù)的連續(xù)性要求，以及系統(tǒng)持久性與公司未來發(fā)展規(guī)劃一致性間題?，F(xiàn)場(chǎng)一級(jí)部分設(shè)備的手動(dòng)控制機(jī)構(gòu)仍有必要保留，以防PLC工作站萬一出現(xiàn)較嚴(yán)重故障而不能迅速修復(fù)時(shí)，造成失控現(xiàn)象，從而提高整體全性。同時(shí)必須保證精確的檢測(cè)儀表和動(dòng)作可靠的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

2.部分水廠自控系統(tǒng)由公司科研室會(huì)同設(shè)計(jì)室、水廠共同設(shè)計(jì)、開發(fā)、安裝、調(diào)試，這樣有利于自己的技術(shù)人員掌握這套系統(tǒng)和日后的運(yùn)行管理及維護(hù)，而且完全符合水廠實(shí)際運(yùn)行情況，降低建設(shè)成本。而且由于統(tǒng)一選型，避免某些新建水廠由于各子站分別采用不同控制系統(tǒng)所產(chǎn)生的系統(tǒng)矛盾及缺陷。水人員直接參與系統(tǒng)安裝和調(diào)試是保證系統(tǒng)正常發(fā)揮作用的重要條件之一。

3.冗員問題，是阻礙自來水行業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的障礙之一，自動(dòng)化程度提高，必然導(dǎo)致出現(xiàn)富余人員，因此必須處理好安置間題，否則達(dá)不到自動(dòng)化的目的，但自控系統(tǒng)需要增加一些專業(yè)找術(shù)人員來進(jìn)行維護(hù)管理。

4.必須設(shè)立相應(yīng)的維護(hù)班組，值班維護(hù)組可以處理任何操作間題.這個(gè)班組應(yīng)具有系統(tǒng)所有設(shè)備的軟件維修和硬件服務(wù)所需的技術(shù)知識(shí)。齊全的設(shè)備配件，可使維修組盡快地完成維修工作，使故障設(shè)備的停機(jī)時(shí)間縮至最短。必須認(rèn)真對(duì)待信息處理，在對(duì)其進(jìn)行后期處理時(shí)，不應(yīng)破壞控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。