水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)采集和顯示現(xiàn)場(chǎng)儀表、水泵、閥門(mén)、攪拌器等設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)，負(fù)責(zé)執(zhí)行通過(guò)操作員面板發(fā)出的手動(dòng)命令和能按照應(yīng)用軟件程序?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制，并能自動(dòng)存儲(chǔ)工藝數(shù)據(jù)和自動(dòng)打印報(bào)表和故障信息等。
水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)包括濾池的全自動(dòng)控制，加礬、加氯和加氨的自動(dòng)控制，進(jìn)、出水泵房的自動(dòng)控制、沉淀池的自動(dòng)控制，各配電系統(tǒng)的自動(dòng)控制，同時(shí)由水廠控制室計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)整個(gè)水廠各部門(mén)的生產(chǎn)運(yùn)行現(xiàn)狀，進(jìn)行全面的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。
1、中心控制室
負(fù)責(zé)水廠工藝和設(shè)備過(guò)程控制、數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)處理。在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上可以顯示水廠各處理單元模擬畫(huà)面，包括工藝布置圖、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)參數(shù)、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及實(shí)時(shí)/歷史報(bào)警信號(hào)、在線儀表的實(shí)時(shí)/歷史趨勢(shì)曲線等，并周期循環(huán)發(fā)布日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年度報(bào)表。同時(shí)，可進(jìn)行離線/在線編程及修改設(shè)定參數(shù)。
2、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制層
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制層分為五個(gè)分站:取水泵房分站、加藥間分站、加氯分站、濾池分站、送水泵房分站。
2.1取水泵房分站
由于取水泵房距離水廠距離較遠(yuǎn)，該分站與廠區(qū)控制系統(tǒng)采取有線通訊的實(shí)際操作性難度較大，因此采取了以MODBUS協(xié)議(借助總公司的無(wú)線網(wǎng)絡(luò))的無(wú)線傳輸方式將該分站的一些重要數(shù)據(jù)發(fā)送至廠區(qū)的送水泵房分站，從而傳送到系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，傳送的信號(hào)有取水水位，水泵出水壓力，水泵的開(kāi)/停/故障，開(kāi)關(guān)柜合閘/斷開(kāi)/故障，泵機(jī)分電量，調(diào)節(jié)閥門(mén)的信號(hào)。
監(jiān)測(cè)范圍:取水水位，水泵電流，水泵出水壓力，水泵的開(kāi)/停/故障，開(kāi)關(guān)柜合閘/斷開(kāi)/故障，泵機(jī)分電量，泵站總電量，調(diào)節(jié)閥門(mén)的信號(hào)等。
自動(dòng)控制:在取水水位允許的情況下，根據(jù)水廠的水庫(kù)水位操作員在OP37面板上手動(dòng)控制水泵的開(kāi)停，當(dāng)水庫(kù)水位較低時(shí)，開(kāi)啟或增開(kāi)取水泵。當(dāng)水庫(kù)水位較高或取水水位較低時(shí)，減少取水泵的臺(tái)數(shù)。當(dāng)取水水位很低或水泵出現(xiàn)或故障水泵電流異?；虺鏊畨毫Ξ惓r(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)將不允許開(kāi)啟取水泵。
2.2加藥間分站
監(jiān)測(cè)范圍:源水流量，源水濁度，源水PH+溫度，藥劑混合池、準(zhǔn)備池的水位，SCD值，沉淀池出口濁度以及各設(shè)備的運(yùn)行狀況等。
1)自動(dòng)加藥系統(tǒng)。根據(jù)加藥準(zhǔn)備池的水位狀態(tài)自動(dòng)進(jìn)行輸、配藥控制，采用閉環(huán)控制加藥泵進(jìn)行自動(dòng)投加加藥量，通過(guò)調(diào)整加藥計(jì)量泵的變頻器的頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)。采用SCD儀與源水流量計(jì)一起構(gòu)成前饋――反饋控制的混凝自動(dòng)投加系統(tǒng)。
2)刮泥橋。刮泥橋的自動(dòng)控制方式有兩種:定時(shí)開(kāi)停。根據(jù)沉淀池出水濁度值進(jìn)行自動(dòng)控制。對(duì)刮泥橋設(shè)置三種運(yùn)行模式:將沉淀池平均分為三段，第一種模式是刮泥橋在沉淀池的進(jìn)水方向三分之一段來(lái)回運(yùn)行。第二種模式是刮泥橋在沉淀池的進(jìn)水方向三分之二段來(lái)回運(yùn)行。第三種模式是刮泥橋在整個(gè)沉淀池上來(lái)回運(yùn)行。由于進(jìn)水方向的泥量較多，越往沉淀池出口方向，泥量越少，這樣，在進(jìn)水方向段，可以使刮泥橋刮泥的次數(shù)增加，在出水方向段，可以減少刮泥次數(shù)。即:第一種模式運(yùn)行次數(shù)最多，第二種模式運(yùn)行次數(shù)次之，第三種模式運(yùn)行次數(shù)最少。刮泥機(jī)在排水泵站污水水位過(guò)高出現(xiàn)報(bào)警時(shí)禁止自動(dòng)開(kāi)啟。
2.3濾池分站
該分站包含:24組濾池，反沖洗泵房，排水泵房的控制和監(jiān)測(cè)。
監(jiān)測(cè)范圍:濾池水位，濾水閥門(mén)的開(kāi)啟度，反沖洗水位，反沖洗壓力，反沖洗泵狀態(tài)，排水水位，排水壓力，排水泵及各閥門(mén)的狀態(tài)等。
2.4自動(dòng)控制
1)濾池:按恒水位濾水，當(dāng)水位高于上限時(shí)，調(diào)節(jié)打開(kāi)濾水閥門(mén)，當(dāng)水位低于下限時(shí)，調(diào)節(jié)關(guān)閉濾水閥門(mén)。
2)反沖洗泵房:①定時(shí)反沖洗:根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置合適的定時(shí)時(shí)間，PLC將根據(jù)每組濾池的申請(qǐng)時(shí)間進(jìn)行排隊(duì)，PLC將自動(dòng)關(guān)閉濾池進(jìn)水閥和濾水閥，再打開(kāi)反沖洗閥和排水閥進(jìn)行反沖洗，每次反沖洗一組濾池，按照排隊(duì)順序依次進(jìn)行沖洗，先排先沖洗，后排后沖洗。②按閥位開(kāi)啟度自動(dòng)反沖洗:濾池濾水閥門(mén)的開(kāi)啟度間接反映了濾池需要反沖洗的要求程度，因?yàn)闉V池按恒水位過(guò)濾，當(dāng)濾水閥門(mén)的開(kāi)啟度越大，說(shuō)明濾料越臟，則濾池需要反沖洗的要求越大。我們可以根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，在PLC中設(shè)置一定的開(kāi)啟度(如70%)，當(dāng)濾水閥門(mén)達(dá)到該開(kāi)啟度時(shí)，則該組濾池就提出反沖洗申請(qǐng)，然后進(jìn)行自動(dòng)反沖洗。③強(qiáng)制反沖洗:根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要，如果想對(duì)任何一組濾池隨時(shí)進(jìn)行反沖洗時(shí)，只要在PLC的操作面板或控制室中對(duì)該組濾池輸入反沖洗的命令，然后PLC將按照操作程序自動(dòng)進(jìn)行反沖洗。
3)排水泵房:根據(jù)排水水位控制排水泵的開(kāi)停以及運(yùn)行臺(tái)數(shù)。根據(jù)設(shè)計(jì)和實(shí)際運(yùn)行情況可以設(shè)定一個(gè)排水泵運(yùn)行水位范圍，在這個(gè)范圍內(nèi)分設(shè)幾臺(tái)污水泵的開(kāi)啟和停止水位值，PLC通過(guò)這些水位值來(lái)自動(dòng)控制排水泵的運(yùn)行。
2.5加氯間分站
監(jiān)測(cè)范圍:濾后水流量，濾后水余氯值、壓力計(jì)，氯瓶重量，泄氯報(bào)警及各設(shè)備狀態(tài)等。
2.6自動(dòng)控制
1)加氯:以濾后水流量為前饋量(比例環(huán)節(jié))、濾后水余氯為反饋量組成閉環(huán)系統(tǒng)，根據(jù)工藝需要的余氯設(shè)定值，輸出4-20mA電流控制加氯機(jī)進(jìn)行投加，有效地保證后加氯系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，較好地適應(yīng)水量和水質(zhì)的變化，達(dá)到消毒的效果。
2)中和裝置:加氯間裝有泄氯報(bào)警裝置，當(dāng)泄氯報(bào)警探頭檢測(cè)出加氯間的氯氣含量超過(guò)允許的范圍后，將發(fā)出聲音報(bào)警，并將報(bào)警信號(hào)送至PLC，由PLC自動(dòng)啟動(dòng)中和裝置，降低加氯間的氯氣含量，確保人員安全和降低環(huán)境污染。
3)氯氣瓶的切換:加氯間有兩組氯氣瓶，一用一備，相互切換，當(dāng)氯瓶的重量過(guò)低時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警，提醒工作人員進(jìn)行更換，此時(shí)該組氯瓶的氣壓將會(huì)降至很低，PLC自動(dòng)將切換閥開(kāi)到另外一組氯瓶進(jìn)行加氯。
2.7送水泵房分站
該分站負(fù)責(zé)水泵和閥門(mén)的監(jiān)測(cè)和控制，出廠水質(zhì)和變配電系統(tǒng)等設(shè)備的監(jiān)測(cè)，并通過(guò)RTU與取水泵房分站進(jìn)行通訊。
檢測(cè)范圍:出廠水瞬時(shí)流量，累積流量，余氯，出廠水壓力，清水池水位，PH值+溫度，交流電壓、交流電流、電量等。
自動(dòng)控制:由“管網(wǎng)壓力信號(hào)(由壓力傳感器所測(cè)―控制器―變頻器―水泵機(jī)組)”構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)。當(dāng)管網(wǎng)壓力低于壓力設(shè)定值時(shí)，PLC將自動(dòng)調(diào)增水泵速度或增加水泵臺(tái)數(shù)，以增加供水量和壓力。當(dāng)管網(wǎng)壓力高于壓力設(shè)定值時(shí)，PLC將自動(dòng)降低水泵速度或減少水泵臺(tái)數(shù)，以減少供水量和降低壓力。
