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水廠自動化范文1
近年來，我國供水事業蓬勃發展，各項新技術的應用日益廣泛，其中自動化技術的應用是近年來自來水廠生產發展的最大特點，但同時其存在諸多設計、設備和管理方面的問題，嚴重制約水廠自動化水平的提高。
1.水廠自動化中存在的常見問題
1.1水廠自動化的設計問題[1]
水廠的生產過程是一個較為復雜的連續過程，對于其自動化系統的設計要求較高，涉及眾多技術和設備，設計本身具有一定的難度，故在有些水廠自動化設計中存在的問題較多，影響了自動化功能的發揮，甚至影響了系統的正常運行。
（1）缺乏統一的發展規劃。在有些水廠自動化設計中，對控制系統的持久性和未來發展規劃一致性考慮不夠全面，導致控制系統開放性和擴展性不夠，造成系統很快落后于生產發展的需要。
（2）功能設置過于復雜。在有些水廠自動化設計中，由于片面追求高標準，致使功能設置過于復雜，而忽略了水廠的實際工藝情況和管理水平，使系統的故障率增高，而維護管理又跟不上，導致關鍵工藝的自動控制得不到保證。
（3）功能設置過于簡單。在有些水廠自動化設計中，工藝過程的功能設置過于簡單，達不到控制要求，特別是關鍵工藝的控制要求，造成雖有自動化系統，但關鍵工藝（如投藥等）仍由手動完成的現象，失去了實現自動化的實際意義。
（4）設置過多的手動功能。有些設計為了在自動化系統故障時不影響生產，而設置了過多的手動操作功能，從設計上就將自動化系統置于可有可無的地位，既造成了設備的重復投資，也使生產人員產生了不正確的依賴心理，加上運行管理改革力度不夠，出現了自控設備擱置不用而仍由人工手動操作的現象。
（5）設計人員水平不夠。水廠的自動化設計涉及眾多技術和設備，要求設計人員既要掌握先進的控制技術，又要熟悉生產工藝過程，同時對設備也要有相當的了解。但在有些設計中，由于設計人員對生產實際情況或對進口設備的性能了解不夠，導致設計與實際生產有出入或出現設備選擇不當，滿足不了工藝要求，造成了自動化系統局部失敗。
1.2水廠自控設備問題
設備方面存在的問題也是影響水廠自動化系統正常運行的一個主要因素，具體表現在如下幾個方面：
（1）質量問題。水廠中有些設備容易出現質量問題，如堿度計、氯氨測定儀、溶解氧測定儀、濃度測定儀、壓差變送器、加氯機、計量泵、調節閥、電磁流量計等，這些質量問題有的是設備本身的質量不過關，有的則是安裝或維護質量達不到要求，但均影響了自動化系統的正常運行。
（2）配套問題。在有的水廠自動化系統中，設備如傳感器、測量儀表及執行機構本身并無質量問題，而是精度不夠或穩定性達不到系統要求，即與系統配套不合理，也是影響自動化系統正常運行的一個原因。
（3）備品備件問題。有些設備發生故障后，由于缺乏備品備件而一時無法修復，這對進口設備尤為明顯。如果由原產品供應商修理，則時間長、費用高，特別是有的產品已更新換代而根本無法得到備品備件，造成了這些設備的檢修十分困難，從而導致這些設備長時間處于癱瘓狀態，影響了自動化系統的正常運行。
（4）檢修和改造問題。對于部分進口設備如網絡設備，由于外商對通信協議和通信軟件的公開性不夠，且本身的技術要求也較高，既增加了這些設備的維護和檢修難度，也降低了自動化系統的開放性，影響了系統的正常更新和改造工作。而且很多進口通信設備較難與國內設備互聯，致使更新和改造困難，從而降低了自動化系統的合理性和統一性。
1.3水廠自動化的運行管理問題
（1）操作人員對設備性能和操作要求不夠熟悉，不能完全掌握儀表技術。不少水廠反映，操作工人對儀表設備的使用要求不能完全掌握，致使儀表使用不正常，對儀表的調校保養缺乏必要的技術和專門知識，常常不重視儀表必要的日常清潔和維養工作，不懂得儀表的定期保養、檢修等的規定和內容要求，所以往往使儀表精度降低，甚至不能正常工作，影響加藥、加氯自動化的實施。
（2）缺乏專業維修隊伍。之前，水廠在人員編制上，只有泵機值班工和電工，不設置儀表工?，F在水廠自動化紛紛上馬，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量和本身的專業技術水平均不能滿足要求，有的甚至用電工代替儀表工，因此當儀表或監控設備發生故障后，不能得到及時的修復和處理。在保修期過后，不敢與國外聯系，不少擱置起來，漸漸由“傷風感冒”而導致“全身癱瘓”。
（3）操作工人、管理人員以及領導層對自動化設施的認識不夠全面。1）對自動化控制在水廠中應用的迫切性認識不夠：不少水廠配備自動化只是為趕時髦，將其作為水廠的點綴。認為全國大、中、小水廠都紛紛實現自動控制，我們也不能不上，實為大勢所趨。認為一個新的水廠要體現其先進，必須有自動化內容，而且盡量爭取高標準。在國外考察后更是要求設備齊、標準高。這種想法在籌建部門較為普遍。2）對儀表和自控系統實質上缺乏信心：怕麻煩，表示明顯的不信任感，最好少一些自動化內容，以免自找麻煩，這種想法在生產部門較為普遍。
2.解決水廠自動化問題的對策
2.1用國產設備直接取代
通過對國內市場的細致調查，找到種類、性能指標、接近于進口產品后，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產在線濁度儀、計量泵應用在自動加藥系統中，效果較好；引用國產電磁流量計和超聲波流量計對原水、出廠水進行測量，計量較準確；同時該水廠還積極利用國產儀表應用在自動化系統的改造工程中，不僅完全達到了自控系統的各項功能技術要求，而且節約了大量的技改資金。
2.2自我改進消化吸收
擁有自己技術開發隊伍的水司，應充分了解引進設備的性能特點，對系統中存在的問題進行仔細分析、改進，找出解決問題的辦法。例如：滁州二水廠的自動投礬系統改造，就充分體現了技術人員對控制系統改造持有比較新穎的思路。他們沒有采用較為流行的流動電流控制器，而是根據原水水質的特點，利用原水流量和濾前水濁度作為主要控制參數，濾后水濁度和PH值、水溫作為后反饋控制參數，構成閉環控制系統，運行效果較好。
2.3謹慎選用進口設備
經過數十年的運行表明，進口設備雖然具有許多優點，確實在城市供水事業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。通過多年的運行效果表明，有的國產設備使用效果良好，維護也比較方便，備品備件能得到及時供應，售后服務能得到保障。所以建議在功能、技術參數能滿足自控系統要求的前提下，盡可能使用國產設備。
2.4推陳出新，橫向聯系
在對進口設備的性能充分了解的基礎上，尋找合適的廠家進行制造，不僅解決自身的設備問題，而且還可以推而廣之，幫助其他使用同類設備的廠家排憂解難。例如：計量泵的隔膜片、加氯機的管配件等等，都可以委托國內廠家生產。同時要加強供水行業之間的技術交流，互通有無，積極推廣成熟技術，共同提高自動化技術水平。
3.結束語
技術人員應提高相應技術水平，重視水廠自動化系統的生產、運行、維護和管理等問題并加以不斷地研究，解決實際碰到的問題，才能將上述的自動化控制系統發揮到最佳水平，實現可靠、連續、優質供水。
水廠自動化范文2
對水廠實施自動化的根本目的認識不夠全面或出現偏向，是造成一些水廠自動化系統未能充分發揮作用的一個原因。水廠實現自動化的根本目的是提高生產的可*性和安全性，實現優質、低耗和高效供水，獲得良好的經濟效益和社會效益。但是，有的水廠實現自動化是為了趕時髦，將其作為一種點綴；有的水廠是迫于形勢，在大批水廠紛紛實現自動化的情況下，自己也不能不上；有的水廠使用的自動化功能過于復雜，特別是在考察自動化水平較高的水廠后，更是盲目地提高標準；有的水廠則自動化功能過于簡單，主要是對自動化不熟悉，缺乏必要的信心，怕造成麻煩；有的水廠是為了湊合貸款數，不得已而配置自動化系統和設備。這些不正確想法的存在，使水廠實現自動化的根本目的發生了偏向，造成了自動化設計不切合水廠實際，不注重生產過程特別是關鍵工藝環節的自動化，并忽略了在運行和管理模式方面的相應改革，從而導致自動化未能充分發揮作用，甚至建成后處于閑置狀態。
2水廠自動化的設計
2.1未解決的相關理論問題
在水廠自動化中，工藝理論對自動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，使控制未能達到規范化和最優化，系統運行達不到理想的控制狀態，從而影響了自動化的實際運行效果。（1）絮凝理論不夠完善。
加藥系統是一個大延時、強耦合、干擾因素多的非線性系統，目前廣泛采用的控制方法為：用原水流量按比例前饋調節計量泵的頻率，用流動電流儀（SCD）反饋調節計量泵的沖程，從而構成加藥復合控制系統。由于凝聚作用本身有多種理論，決定加藥量多少的水質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變化都對SCD有很大影響，而在SCD反饋調節方法中，只采用了反映水中膠體穩定度的參數ζ電位來代表全部水質因素，因此該控制方法并不完全符合生產實際。同時，傳感器縫隙小易造成堵塞，加藥后不易形成絮粒，特別是滯后反應和水質變化對SCD影響較大，導致該方法適應性較差，準確度不夠，達不到優化自動加藥的要求，實際使用效果并不理想［1］。在有的系統中，雖然采用了智能技術如專家系統、自學習模糊控制等方法，取得了一定效果，但并未完全解決加藥量優化控制的問題。
(2)加氯系統理論問題。
在加氯系統中，傳統的控制方法為：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、天氣、水廠的具體工藝特點等，而且后加氯存在時間滯后問題，同時對控制方法和投加氯氨存在的問題目前有不同的看法，特別是對水射器安裝位置和余氯取樣位置的規范化確定目前尚無完整的理論［1］，從而使加氯系統不夠規范，實際運行效果也不是十分理想。在有的系統中，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數比例確定、變頻供水泵的自動調節方法以及供水泵的科學調度等問題，理論上還未完全解決，管理上還有待進一步研究。
2.2技術規范和設計標準問題
到目前為止，我國在供水行業自動化控制方面，除《城市供水行業2000年技術進步發展規劃》等少量規劃性技術文件之外，尚無制定供水行業自動化控制方面的技術規范和設計標準，致使水廠在實施自動化過程中，技術上缺乏統一的規范性，設計上存在一定的盲目性和隨意性，不同類型的水廠自動化分別應該達到的主要功能和主要技術指標不明確，影響了自動化系統配置的科學性和合理性。而在其他行業，如水電行業，國家有關部門早已經頒布了相關的技術規范和設計標準，這對該行業的自動化設計和實施起到了積極的促進作用。
2.3專著和文章問題
我國供水行業的自動化起步較晚，總體發展水平也不高，致使在供水自動化方面發表的文章數量有限，總體質量也不太高，出版的專著更少，既不利于在實施自動化時提供必要的理論指導和技術參考，也不利于行業內的技術交流和經驗交流，影響了自動化知識普及和提高的速度。而在其他行業，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研討會和交流會，這對提高該行業的自動化水平起了很大地推動作用。當然，這與該行業從業人數多、技術力量雄厚、期刊數量大等多種因素有關。
2.4設計中存在的一些具體問題
水廠的生產過程是一個較為復雜的連續過程，對于其自動化系統的設計要求較高，涉及眾多技術和設備，設計本身具有一定的難度，故在有些水廠自動化設計中存在的問題較多，影響了自動化功能的發揮，甚至影響了系統的正常運行。
（1）缺乏統一的發展規劃。在有些水廠自動化設計中，對控制系統的持久性和未來發展規劃一致性考慮不夠全面，導致控制系統開放性和擴展性不夠，造成系統很快落后于生產發展的需要。
（2）功能設置過于復雜。在有些水廠自動化設計中，由于片面追求高標準，致使功能設置過于復雜，而忽略了水廠的實際工藝情況和管理水平，使系統的故障率增高，而維護管理又跟不上，導致關鍵工藝的自動控制得不到保證。
（3）功能設置過于簡單。在有些水廠自動化設計中，工藝過程的功能設置過于簡單，達不到控制要求，特別是關鍵工藝的控制要求，造成雖有自動化系統，但關鍵工藝(如投藥等)仍由手動完成的現象，失去了實現自動化的實際意義。
（4）設置過多的手動功能。有些設計為了在自動化系統故障時不影響生產，而設置了過多的手動操作功能，從設計上就將自動化系統置于可有可無的地位，既造成了設備的重復投資，也使生產人員產生了不正確的依賴心理，加上運行管理改革力度不夠，出現了自控設備擱置不用而仍由人工手動操作的現象。
（5）設計人員水平不夠。水廠的自動化設計涉及眾多技術和設備，要求設計人員既要掌握先進的控制技術，又要熟悉生產工藝過程，同時對設備也要有相當的了解。但在有些設計中，由于設計人員對生產實際情況或對進口設備的性能了解不夠，導致設計與實際生產有出入或出現設備選擇不當，滿足不了工藝要求，造成了自動化系統局部失敗。如有的設計中濾池出水閥選擇了兩位閥，雖配置了完備的自動化控制設備，但卻無法實現濾池水位的自動調節功能。
3水廠自控設備存在的問題
設備方面存在的問題也是影響水廠自動化系統正常運行的一個主要因素，具體表現在如下幾個方面：（1）質量問題。水廠中有些設備容易出現質量問題，如堿度計、氯氨測定儀、溶解氧測定儀、濃度測定儀、壓差變送器、加氯機、計量泵、調節閥、電磁流量計等，這些質量問題有的是設備本身的質量不過關，有的則是安裝或維護質量達不到要求，但均影響了自動化系統的正常運行。（2）配套問題。在有的水廠自動化系統中，設備如傳感器、測量儀表及執行機構本身并無質量問題，而是精度不夠或穩定性達不到系統要求，即與系統配套不合理，也是影響自動化系統正常運行的一個原因。（3）備品備件問題。有些設備發生故障后，由于缺乏備品備件而一時無法修復，這對進口設備尤為明顯。如果由原產品供應商修理，則時間長、費用高，特別是有的產品已更新換代而根本無法得到備品備件，造成了這些設備的檢修十分困難，從而導致這些設備長時間處于癱瘓狀態，影響了自動化系統的正常運行。（4）檢修和改造問題。對于部分進口設備如網絡設備，由于外商對通信協議和通信軟件的公開性不夠，且本身的技術要求也較高，既增加了這些設備的維護和檢修難度，也降低了自動化系統的開放性，影響了系統的正常更新和改造工作。而且很多進口通信設備較難與國內設備互聯，致使更新和改造困難，從而降低了自動化系統的合理性和統一性。
3管理方面存在的問題
水廠自動化系統建立后，管理水平滯后是影響自動化功能正常發揮的一個重要因素。由于管理人員受自身素質和傳統觀念的束縛，未能在管理方面進行及時的調整和改革，導致管理水平落后，無法適應水廠自動化的發展需要。如何提高管理水平和管理人員素質是自動化水廠目前面臨的一個重要課題。
（1）不注重設計、安裝、調試過程的人員參與。很多水廠在建設自動化系統時，由于受人員和素質的限制，常采用交鑰匙工程的方式，這樣在建設時輕松省事，但后患無窮，由于沒有自己的技術力量參與設計、安裝、調試過程，導致投產后出現很多問題，影響了系統的實際運行效果。
（2）對自動化系統和設備不夠熟悉。由于值班人員缺乏必要的技術知識，對自動化系統和設備不夠熟悉或掌握不夠，導致設備得不到正常的保養、調校和檢修，造成儀表精度降低或設備故障；導致軟件得不到必要維護和調整，造成因一些小軟件故障得不到及時處理而影響系統正常運行；有的甚至出現誤操作或引起人為故障。
（3）缺乏完善的自動化管理規程。水廠實現自動化后，其運行管理和維護管理已和傳統水廠不一樣，但不少水廠在這方面的改革力度不夠，缺乏滿足自動化生產需要的管理規程，如崗位職責、運行管理制度、操作規程和設備維護保養及檢修規程等，致使運行管理滿足不了生產需要，維護管理達不到要求。
（4）缺乏專業的、穩定的維護隊伍。自動化系統和設備雖然具有較高的可*性，但也會出現故障，需要維護人員盡快排除。同時，設計情況與實際運行情況不一定完全一致，即使與投入運行時一致，過一段時間后也會有所變化，另外經過一段時間的實際運行后，一般都需要對系統中存在的某些缺陷進行改進，以使系統更加優化，這就要求維護人員對自動化系統和設備進行必要維護和調整，特別是當生產工藝變化后，需要對控制系統進行相應修改和開發。
但是，由于缺乏專業的、穩定的維護隊伍，使一些小的軟硬件故障得不到及時的修復和處理，漸漸由小問題變成大問題，甚至導致自動化系統癱瘓。
水廠自動化范文3
摘要：下文主要針對水廠自動化設計，做出簡要分析，做出探討，從設計方案逐步入手。
關鍵詞：水廠；自動化；設計理念
一、系統總體方案
可以根據水廠各生產環節，按工藝及地理位置布局要求，水廠控制系統一般采用分布式控制方案，在每一生產區域設立現場控制站，完成對本區域內設備和過程的監視，操作和控制，區域則按工藝及設備分布劃分，各站之間通過可靠性高和實時性強的工業局域網絡相連，實現N:N對等通信，達到管理集中和控制分散的目的。因此需要采取分層結構模型，設立公司級，工廠級，區域級，單元級，設備級及裝置級，據此，系統設置現場監控站和一個中央控制管理站。
現場監控站由現場控制單元和現場操作站組成，現場控制單元負責區域內所有設備和過程的數據采集，順序控制和參數調節，由PLC或PLC網絡組成，現場操作站承擔CRT顯示，故障報警，參數設置，現場操作和數據存儲等工作由于控機和工控組態軟件構成。現場控制單元和現場操作站均作為獨立的節點。掛于局域網上，且均可視為局域網上的一個節點站?，F場操作站的另一種設置方法為通過串行口直接連于現場控制單元PLC的串口上，此時，操作站則被視為控制單元的操作終端。中央控制管理站負責對全廠工藝流程及重要設備的工作狀況進行監視、控制。通常由數臺工控機組成，除含有各操作站各項功能外，還負責數據處理報表打印等功能。
二、系統構成及主要控制設備
1.系統功能:
根據地理位置及功能劃分，由中控室主站及設在現場的三個子站和與公司供水調節SCADA系統互聯通訊子站構成。
(l)中控室主站中控室主站設置三臺工控機，一臺作實時顯示，對各分站監控管理;一臺作數據處理;還有一臺供維護、調試、管理使用。配一臺數字式投影儀，大屏幕動態顯示全廠工藝流程及設備運行狀況。
(2)現場子站按照工藝流程及平面布局設置，設泵站、投加、濾池三個現場子站.各子站設操作員終端，方便現場監控、維護、管理。
①泵站子站
1#PLC子站負責監控及管理取水泵站、送水泵站、回收水泵站及配電系統。主控處理器設在送水泵站PLC機柜內。PLC監控7臺送水機泵及閘閥工況，機泵啟停操作及運行、保護等，采集出廠水流量、壓力、濁度、pH、余抓以及清水池水位等參數.采用1400系列電量監測儀檢測并顯示各臺機泵以及饋電、進線、母聯回路的電量參數，并通過遠程I/0鏈與主控處理器通訊.取水泵站采用適配器通過遠程I/O鏈與主控處理器進行通訊”PLC監控5臺機泵及閘閥工況及運行、保護等，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，對機泵及清垃機啟停操作控制。
回收水泵站采用適配器模塊與主控處理器通訊，PLC監控回收水泵站機泵的啟停。PLC還監控沉泥池2臺排泥車的啟停操作控制及故障檢測，并在每臺排泥車的電氣控制柜內設置小型邏輯控制器(SLC)，對排泥車進行過程控制。
②投加子站2#PLc子站負責監測及管理投礬、加灰、加抓、加氨工藝及設備.主控處理器設在投加中央控制室PLC機柜內.因加灰點距此較遠，故在那兒放置PLC機柜，設適配器模塊經遠程I/O鏈與主控處理器通訊.由于礬、灰、抓、氨投加均引進國外自動化設備，所以PLC僅用于投加設備的狀態參數檢測、越限事故報替及后加抓系統控制，并采集水質參數及藥劑的稱重量、投加量，送主站監視及處理。
③濾池3#PLC子站包括濾池和沉淀池.主控處理器設在濾池PLC機柜內.PLC對24格V型濾池出水氣動蝶閥分別進行等速調節控制，保持過濾時砂面以上水位穩定。當過濾周期、水頭損失、清水池出水濁度中任一個達到設定值時，濾池自動反沖洗。按工藝要求進行掃洗、氣水反沖洗、漂洗的順序控制，也可以人工請求手動強制沖洗。
④與SCADA系統聯網采用MOTOROLA公司的MOSCAD系統設備與PLC互連.由MOSCADRTU收集調度所需的全廠必要數據，利用公司現有的800MH:集群系統，實現實時查詢水廠及管網生產參數.
2.系統組態軟件設計
a.全廠平面布置圖
b.全廠凈水工藝流程圖
c.全廠電氣主結線圖
d.取水泵站監視圖及參數圖
e.送水泵站監視圖及參數圖
f.全廠配電系統參考圖
g.單臺水泵電機監控圖
h.出廠水24小時壓力流量、水質參數圖i，濾池總監視圖1.單個濾池監控圖及參數趨勢圖k.沉淀池監控圖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.各類報警圖考慮到儀表、設備更換等因素引起參數采集值變化，在畫面上設計“參數設定”畫面，必要時在鍵盤輸入修正值即可。
另外，還設置事故報警提示畫面，便于值班人員判斷原因，迅速處理。在全自動方式下，一、二級泵站機組開?？捎梢韵乱蛩貨Q定:一級泵站控制:
1.清水池水位低于下限時，必須有一臺泵組運行;
2.清水池水位下降速率超過警戒限及清水池水位未達到上限替戒水位時，至少保持一臺泵組運行;
3.泵組運行臺數所進的水量與二級泵站出廠水量相對應;根據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常處于高水位，同時又要保證泵組不能頻繁動作，每啟動一臺泵，運行時間不能少于1小時。
配電站控制:所有進線柜、母聯柜、饋電柜均可通過計算機PLC自動合分閘，所有電氣故障均立即在屏幕上顯示，并發出聲光報警信號，部分影響正常運行的故障則自動跳閘保護或切換開關，違反電氣操作規程的操作，均被鎖定，不予執行。在手動方式”LC自動跟蹤手動調節器的運作及收集資料，自動調整模型參數，另一方面，又用來設置設定值，使其具有自學習功能，成為一模糊控制器。
與SCADA系統聯網:公司中心調度室與水廠距離較遠，為實現兩者之間的通訊，系統采用MOTOROLA公司的MOSCAD系統設備與PLC互連。由MOSCADRTU收集調度所需的全廠必要數據，利用公司現有的800MHz集群系統，實現實時查詢水廠及管網生產參數。
三、問題討論
1.水廠自動化是一項綜合課題，在系統總體設計時，除考慮實現安全供水和水質質量的主要目的外，還必須考慮到操作者的需要和供水服務的連續性要求，以及系統持久性與公司未來發展規劃一致性間題?，F場一級部分設備的手動控制機構仍有必要保留，以防PLC工作站萬一出現較嚴重故障而不能迅速修復時，造成失控現象，從而提高整體全性。同時必須保證精確的檢測儀表和動作可靠的執行機構。
2.部分水廠自控系統由公司科研室會同設計室、水廠共同設計、開發、安裝、調試，這樣有利于自己的技術人員掌握這套系統和日后的運行管理及維護，而且完全符合水廠實際運行情況，降低建設成本。而且由于統一選型，避免某些新建水廠由于各子站分別采用不同控制系統所產生的系統矛盾及缺陷。水人員直接參與系統安裝和調試是保證系統正常發揮作用的重要條件之一。
3.冗員問題，是阻礙自來水行業實現自動化的障礙之一，自動化程度提高，必然導致出現富余人員，因此必須處理好安置間題，否則達不到自動化的目的，但自控系統需要增加一些專業找術人員來進行維護管理。
4.必須設立相應的維護班組，值班維護組可以處理任何操作間題.這個班組應具有系統所有設備的軟件維修和硬件服務所需的技術知識。齊全的設備配件，可使維修組盡快地完成維修工作，使故障設備的停機時間縮至最短。必須認真對待信息處理，在對其進行后期處理時，不應破壞控制系統的實時性。
水廠自動化范文4
關鍵詞：自動化控制系統；自來水廠；制水工藝；系統組成；控水方案
自動化控制系統、自動化技術、系統控制設備、機電儀表是實現自來水廠自動化的主要因素。其中自動化控制系統是最為關鍵的核心所在，以下本文就從自來水廠制水工藝、自動化控制系統的組成以及控制方案三個方面進行了簡要介紹。
1自來水廠制水工藝介紹
我國地大物博，人口眾多，根據不同地區實際情況的需求，所建設的自來水廠也有所不同，這些自來水廠之間存在著一定的差別，主要體現在工藝流程、設備等方面，但是也存在共通點，就是基礎的制水流程是相同的。自來水廠的制水工藝流程分為以下幾個步驟：取水制備投入藥劑混凝平流沉淀過濾沉淀入管道送水。自來水廠制水中所采用的深度處理工藝會隨著國家制定的新標準而不斷升級革新，以便充分符合要求。自動化控制設備與儀表的系統為分布式集散控制系統，同時結合網絡信息技術和計算機技術，以此實現自來水廠制水工藝的自動化管控，進一步提升自來水廠的生產效率及供水質量。
2自來水廠自動化控制系統組成介紹
自來水廠中的自動化控制系統是一個復雜的整體，具有多個控制站，且還存在級別之分。以任意一個一級控制站為例，對控制站中PLC在軟、硬件中的設置情況進行重點分析。PLC硬件配置由多個配置共同組成，包括：基架、CPU模塊、數字量輸入輸出模塊、通訊模塊、模擬量模塊、電源模塊等配置。其中基架采用拓展型基架，在基架上CPU模塊和電源模塊的位置是固定的，兩者通常插在基架最左端的插槽中，其他模塊能夠隨意進行安裝，但是應注意一點，就是這些模塊一旦安裝好后就不能再次進行改動。硬件中的基架撥號需要根據實際情況進行設置。基架中有四個撥碼，通常采用16進制，但是應注意0號主基架撥碼不是采用16進制，并將其余撥碼設置為“off”狀態。
3自來水廠自動化控制方案
3.1加藥系統控制方案
在自來水廠加藥系統中采用單閉環自動控制方案，自來水加藥過程是一個反饋控制的過程。自來水加藥系統控制方案具體體現為：首先，參考原水特性參數，在中央控制系統中設定一個SCD值；其次，進行自動加藥，將加藥后混合的水進行攪拌；然后，由SCD對水質進行檢測；最后，將檢測結果轉化為信號形式4-20MA向PLC進行反饋，將反饋結果與預設值相對比，利用PID進行計算并控制變頻器頻率，以便合理的調整計量泵，從而形成一個整體的循環控制體系，最終實現對自動加藥量的合理控制。
3.2加氯系統控制方案與漏氯控制方案
3.2.1加氯系統控制方案
一是前加氯控制方案；以PLC3處理后得到的4-20MA信號為依據對原水進行加氯操作，該信號主要由中央控制器設定的一個前加氯值和原水的瞬時流量共同決定。二是后加氯控制方案；相較于前加氯控制方案，后加氯控制方案與前者不同的是其獲取的信號是通過PLC4處理獲得，而不是PLC3，PLC4處理獲得的信號由實際測量得到余氯值和中央控制器對余氯的設定值所決定。
3.2.2漏氯控制方案
對于漏氯情況的控制，首先是由PCL3對漏氯進行檢測，若是經過PCL3檢測后所得出的氯氣量值超過預先設定值，就會自動做出警示，與此同時還會自動啟動漏氯吸收中和設備。
3.3濾池過濾與反沖洗控制方案
首先在濾池中設定一個液位，利用PCL控制濾池液位，為了使恒液位得到保障，利用現場液位變送器對濾池液位進行檢測，并將檢測結果與預設值相對比，若是現場液位值超出預設液位值，則PCL會自動開大出水閥門，若預設值高于現場液位值，則PCL會自動關小出水閥，以此形成一個持續循環反饋系統，對濾池恒液位起到保障。
3.4恒壓供水控制方案
當前，大多數自來水廠主要采用恒壓供水控制方案進行供水，利用閉環反饋控制系統來穩定水壓，最終使得恒壓供水得以實現。恒壓供水控制方案與加藥控制方案較為相似，先利用PCL預設一個水壓值，然后將現場測定水壓值與預設的水壓值相對比，進而合理調整變頻器頻率，改變水泵轉變，實現調節水壓的目的，以此形成一個持續循環調節系統，最終實現恒壓供水。自動化運行的水泵在運行過程中往往會遇到各種不同情況，從閉合變頻器開關開始，利用PCL對水池水位進行檢測，若水池水位與預先設定水位相符，則變頻器輸出頻率會從0Hz向上提升，而后水壓能夠反饋出變頻器輸出頻率，若是水壓不足，則變頻器輸出頻率會持續上升至49Hz，這時就需要使用工頻泵。若是用水量變小，水壓高于預設值，則輸出頻率也會降低，出水量會變小，使得出水壓保持恒定。但若是出現水壓高而輸出頻率卻降低的情況，PCL就會進行計時，當計時到一定時間之后，若水壓降低至預設值，則停止計時，繼續變頻器的正常調速運行；若計時到一定時間之后，水壓沒有降低至預設值，則PCL會獨自運行一臺變頻泵以此降低出水量，這時應停運工頻泵。利用中央控制系中的PC機能夠對現場進行實時監控，為了達到這一目的就需要對現場進行相關檢測并將檢測所得數據輸入PC機中。
4結語
總而言之，通過在自來水廠中長期實踐自動化控制系統，實踐結果表明自動化控制系統非常適用水自來水廠的生產運營，商業潛力非常大，將自動化控制系統應用于自來水廠中，有效提高了自來水廠的生產效率，出水質量，更加穩定，耗能也更低，值得大力推廣。
參考文獻：
[1]丁寶忠.自動化控制系統在自來水廠中的應用淺析[J].科技資訊,2014,29:48.
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水廠自動化范文5
關鍵詞：自來水廠；自動化控制；控制系統；系統實現
引言
若人不能攝取足夠地水分就會口干舌燥身體不適，各項機能出現異常，嚴重缺水甚至會出現生命危險，因脫水而死。人對水的攝取量將直接影響身體的新陳代謝、呼吸系統、分泌系統、消化系統、血液循環等多個方面身體機能。水是人類身體中化驗反應的媒介，是體內各種營養素和物質運輸的平臺，是保障身體正常運作的基礎。自來水廠為人們用水提供著服務，滿足著人們用水需求。但隨著城市化進程的加快，傳統供水控制系統已無法滿足現代化快節奏的生活與企業運作用水需求，引進自動化控制系統，提高供水質量勢在必行。
1 現代自來水廠自動化控制系統特點與功能
現代自來水廠指具有一定水生產設備，能按照相關工藝標準完成自來水生產過程，并且其水質符合一般生產用水和生活用水要求的企業，主要從事水生產、水銷售，為人們提供供水服務，滿足人們用水需求[1]。毫無疑問自來水廠擔負著重要社會職能，影響著城市供水，影響著供水質量，若自來水廠控制系統出現問題，不僅會影響供水質量，甚至會影響水質，給居民生活造成不便。當前傳統自來水廠控制系統已無法滿足供水需求與行業發展需求，很多自來水廠開始引進自動化控制系統，以此提高生產效率，降低生產成本，全面提升水質[2]。自來水廠自動化控制系統融入了智能控制技術、傳感技術、自動化控制技術、計算機技術，PLC技術、網絡技術，整個控制系統由：中央控制站、現場控制總線、電氣設備、PLC可編程邏輯控制器組成，通過該系統能實現信息化智能生產控制。而且該系統具有故障檢測功能與系統狀態檢測功能，能實時對設備和系統狀態進行檢測，及時反饋故障問題，降低故障率，提高生產水平，節約運維成本，避免故障點擴大[3]。而且自動化控制系統，控制精度高，邏輯判斷能力強能根據實時生產情況，自動做出控制決策。因此，現代自來水廠生產經營中應積極運用自動化控制系統，進行生產技術改革創新。
2 現代自來水廠自動化控制系統設計與實現
通過前文分析可知道，自動化控制系統在自來水廠生產控制中應用的重要意義。從現代自來水廠自動化控制系統設計與實現思路來看，系統控制基本單元應能實時對運行工況進行控制，對設備進行保護，對設備故障進行檢測，并自動生成監控數據信息，且所生成信息具有直觀性、可視性，能進行顯示輸出，能為生產操作控制提供依據。系統結構設計方面，要保證結構靈活性與兼容性，應采取模塊化設計思路，從而降低設計難度和系統實現成本，主要模塊應包括：中央控制模塊、數據庫模塊、控制命令執行模塊、工作站模塊、數據采集模塊、數據處理模塊、通信模塊、故障診斷與報警模塊等等，涉及到的子系統包括：儀表系統、加藥控制系統、配電系統、總線系統、PLC系統、流量調節系統等等。各模塊與各子系統間應有良好兼容性，以保證系統良好運行，通過各子系統的協調來實現現場數據的采集、處理、傳輸，發送控制指令，對生產工藝和流程進行自動化控制。
從流量調節子系統設計來看，該系統應能根據控制指令及PLC控制編程條件，設置流量定值目標，自動對流量進行調節控制，同時要滿足準確性要求，能準確控制流量。而加藥控制子系統，應能根據系統指令，自動對藥液濃度、配藥參數進行自動控制和調節，保證加藥符合預期目標，使水質符合標準，避免資源浪費。配電子系統應能夠根據生產需要，自動選擇適合功率，主動進行無功補償，調節電壓、電流，保證各類儀表與設備保持良好的運行狀態，降低故障率。具體系統設計與實現中，不僅要考慮到系統的經濟性與功能性，還要保證系統先進性、可靠性、可拓性。保證系統先進性，能提高生產水平，保證系統控制性能，避免自動化系統過早更新換代，導致資源和投資浪費，增加運維成本。而可靠性是自動化控制系統應用的前提，若系統無法保證可靠性，時常發生系統崩潰或誤動現象，必然對自來水廠正常生產造成影響，影響正常供水?？赏匦允侵赶到y應預留升級空間，能進行系統結構升級。在原有基礎上進行系統升級，能降低升級成本。因此，自來水廠在進行自動化系統設計中，應合理選擇設計方案，做好系統結構設計，保證可行性和合理性。
3 結束語
人類離不開水，水是人類生存的重要物質資源，加強自來水廠建設，保障供水質量和水平具有重要意義。傳統自來水廠控制技術已難以適應用戶需求和市場要求。因此，自來水廠應積極進行技術改革創新，在控制系統中融入自動化控制技術，進行自動化生產控制，以提高水廠效率和水平，降低自來水廠運維成本，提高供水質量。
參考文獻
[1]丁小麗.基于模糊控制的自來水廠控制系統的研究與實現[D].昆明理工大學，2014，11：30-33.
水廠自動化范文6
關鍵詞：污水廠；改擴建；監控系統
隨著國民經濟的高速發展、水資源的短缺、污水排放指標的實施、環保意識的提高，使得已投運的部分污水廠需要改擴建。
1 電氣改擴建設計
污水廠用電負荷屬于二級，要求兩路電源或一路專線供電，并盡量保證廠內重要負荷供電的連續性。
1.1電氣改建
污水廠改建是為了達到排放水標準而改造原工藝流程或工藝參數，增加深度處理等設施。該污水廠水處理規模為一級處理深度，二期工程是通過調整工藝處理過程中的各種參數改變其出水水質，然后再與二期出水合并后進入深度處理，以達到國家排放水標準。
1.1.1供電電源現狀
由于一期水處理規模小，只能與其他用戶合用一路10kV供電電源，不能滿足原設計的兩路電源的要求，供電可靠性較低。
1.1.2變配電設施
對一期工程進行了實地考查，獲取了竣工資料，與用戶座談了解運行中存在的問題，并核對實際運行情況和歷年主要運行參數后認為：原設計安裝的用電設備、變壓器容量及變配電系統運行方式均合理，可由原系統承擔原負荷，不需要調整。
1.1.3工藝參數的調整
一期工程水處理規模經過常規處理后的排放水達不到二期要求的標準。作為一個污水應把一、二期整合成一個標準，因此提出了對一期工藝的改造。改建中要盡量減少停電時間，維持生產運行；其次是通過調整工藝參數來提高其出水水質；充分利用原設施。在此原則上確定的改建方案是：調整各工藝段的工藝參數，將常規處理后的水與二期處理后的水合并后再進行深度處理，這樣就使得工藝、結構、電氣改造的工作量減小到最小。
1.2電氣擴建
擴建是指處理水量的增加，通過各種管道的連接使一、二期完全整合在一起，除進水泵房和脫水機房經改造后能利用外，其他所有構筑物均為新建。
1.2.1 10kV配電系統
二期新增負荷基本都在新的區域內，需要在10kV設備的負荷中心即鼓風機房新建10kV配電系統，為4臺鼓風機配電控制，還需要新建3座10/0.4kV變電站(其中1座位于鼓風機房l0kV配電站內)。
經過研究，把新建10kV系統作為全廠一級系統，引出2路10kV電源至原10kV系統，引出6路至二期新建的3座10/0.4kV變電站；再引出2路至原變電站內新增的2臺800kVA、10/0.4kV變壓器；同時為鼓風機房內的4臺鼓風機供電及控制。此方案安全、可靠、合理，新建主變配電站靠近全廠負荷中心；有預留遠期發展的條件；對一期變電站改造量少，節省工程投資和施工時間。因此確定把二期新建的10kV系統作為全廠的一級配電系統。外線電源直接接至新建l0kV進線柜，新配電系統建成運行后，原10kV系統接入。
1.2.2合理設置變配電站
凡有10kV電機的構筑物，且相距較遠時均應設置10kV配電系統，由總變配電站直接饋電至各構筑物后再設置二級配電系統，以減少10kV饋電電纜，方便控制和繼電保護。
在一期變配電站預留的變壓器室內新裝2臺800kVA變壓器，負責進水泵房、粗格柵間的電氣設備的配電、控制和保護。在負荷相對集中又較大的二次提升泵房、濾池反沖洗設備間和紫外消毒深度處理區域，在脫水機房、污泥泵房和細格柵間區域，在生物池、二沉池和加藥間區域分別設置l0/0.4kV變電站，負責各區域內用電設備的配電、控制和保護。
1.3電氣新建
該污水處理廠和其他企業在生產過程中產生大量污泥，需要同步配套建設污泥處理廠。該污泥廠建于污水廠外，將含水率為80％的污泥干化成約為50％左右的粘稠的污泥后再焚燒成粉末，粉末可作為建材再利用。在我國可借鑒的污泥處理工程很少，其特點是在整個污泥處理過程中人為判斷控制因素較少，主要依據在線儀表檢測參數自動控制其生產過程，因此其自控水平很高。
2儀表自控及視頻系統改擴建設計
2.1儀表、監控系統改建
儀表是根據工藝流程、生產管理和自動控制的要求配置的。在工藝改建過程中會涉及到儀表的拆除和新增，一般是工藝部分拆改多，儀表增減也就多。由于該污水廠期一處理工藝維持不變，只是將其出水再進行深度處理，所以儀表、監控系統基本不變，充分體現了節省投資，施工周期短，對原生產影響小的設計原則。
2.1.1自控系統現狀
一期設有3個PLC現場控制站，即水線現場控制站PLC1，置于原總變配電站；泥線現場控制站PLC2，置于脫水機房；隨鼓風機成套的現場控制站PLC3，置于鼓風機房。待二期監控系統建成后，將一期的3個現場控制站接入二期工控網上。
2.2 儀表、監控系統擴建
二期工藝流程為：粗格柵、進水泵房細格柵、曝氣沉砂池生物池沉淀池提升泵房V型砂濾池紫外消毒渠，相應建設鼓風機房、污泥脫水機房、排水池、沖洗水池、加藥間等。
在新建的辦公樓內設中心站，系統配置將考慮已建工程、擴建工程、污泥處理工程，并預留遠期接口，重新設置軟、硬件以提升污水廠的監控水平。
2.2.1監控系統層次
監控系統分為4層，即過程設備層、現場控制層、中心監控層、信息管理層。
過程設備層是指工藝流程中的過程設備，如各類水泵、風機、藥劑制備裝置、紫外線消毒設備、閥門執行機構等；電氣控制設備，如智能IMCC、現場控制箱、現場變送器、隨工藝設備成套的第三方控制設備；在線儀表，包括物位儀表和水質儀表。
現場控制層是指掛接在控制網絡上的各現場控制站、工業以太網交換機以及操作員界面設備等，主要完成過程數據采集、轉換、控制算法的執行、控制參數的設定及調整、過程設備的監測及控制指令的輸出，是監控系統的核心層。
中心監控層即工程師、操作員站，實時接收PLC上傳的各種數據，建立全廠生產過程信息數據庫。主要完成數據、圖形、狀態的顯示；故障聲光報警并記錄打印；數據分類、檢索、歷史數據存檔訪問、管理；定時或實時生產報表打?。粚崟r動態調整回路參數、優化控制參數。通過人機界面功能及時地、全面地、準確地了解各現場控制分站的運行情況。向信息管理層上傳污水廠數據和信息。
信息管理層是指廠長、總工、化驗室計算機，廠級管理人員可實時監視全廠生產過程的各種信息、設備運行工況、歷史記錄、打印報表等，并發出調度指令。
2.2.2監控系統網絡
監控系統分為3網，即現場層網絡、控制層網絡、信息層網絡，如圖2所示。
現場層網絡采用現場總線和I/O接點連接相結合的數據交換方式，將各現場設備與其相應的現場控制站連接，全廠統一現場總線通訊協議。
控制層網絡采用標準的全雙工1000Mbps快速光纖以太環網，在環網發生故障時，網絡結構可以在小于30ms的時間內切換成總線結構，系統照常運行，傳輸介質采用多模光纜。
信息層網絡采用100Mbps以太網星型網絡拓撲結構，傳輸介質采用同軸電纜或雙絞線。
2.2.3監控系統控制方式
操作地點為三處：就地、現場控制站、中心站。
就地設有“就地／遠方”選擇開關，當處在就地位置時，監控系統只能監視設備工況，不能控制；當處在遠方位置時，監控系統能夠監控現場設備。
現場控制站、中心站均設有“手動／自動”兩種控制方式，前者多為單機控制，后者多為按事先編好的程序而進行的自動控制?，F場控制站與中心站控制的優先權是以“申請優先”的方式通過程序確定，為無擾動切換。當中心站監控設備發生故障時，各現場控制站可按預先設置的運行模式來監控水廠的運行；當現場控制站發生故障時，可將就地的“就地／遠方”選擇開關切換至“就地”，實現就地手動操作；當控制層網絡出現故障時，各現場控制站可獨立完成本站的監控任務，仍能保證污水廠正常生產。
2.2.4視頻監控系統
視頻監控系統可對污水廠內的主要生產過程和安全防范的重要位置進行實時中央監視和實時錄像，具有事后查詢的功能，能對主要出入口、重要場所及車輛進出情況進行實時觀察。該閉路電視監控系統能以數碼方式記錄下所有被觀察的現場信息以備案，循環保存時間超過2周。
在廠前區、各構筑物內外必要處安裝攝像機，在中控室內設置視頻監控計算機和服務器，監控計算機可控制若干個攝像機，進行畫面切割處理，在一個顯示器上顯示多個或一個畫面；同時可進行24h錄像，重現和放大其中的任何一個圖像；可控制各攝像機的云臺、鏡頭，進行圖像切換。
2.3 儀表、監控系統新建
本著先進、可靠、實用、開放、經濟的原則，在污泥廠新建1套儀表、監控、視頻系統，做到全廠運行管理的集中監視、調度和分散控制，實現無人值守。
2.3.1監控系統配置
監控系統的配置與污水廠致，同樣是四層三網。主要由中心站、7個PLC現場控制站和自愈式1000Mbps光纖環網組成，自動化監控系統與視頻監控系統合用一網。
中心站設在辦公樓內；在接收儲倉輸送系統、干化系統、干泥輸送系統、污泥焚燒系統、煙氣處理系統、公共系統共設6個現場控制站。該6個站均隨工藝設備成套供貨，全廠的變配電站設1個現場控制站。各站均服從于全廠通訊協議。
由于污泥處理各工藝過程是相對獨立的，其配電、控制設備已隨工藝設備成套提供，而儀表設備又直接參與污泥處理的過程控制，且工藝過程邏輯順序控制是極為嚴格的，因此儀表也隨工藝設備成套供貨。
