自動(dòng)控制系統(tǒng)在水廠中的應(yīng)用

吳勇

摘 要：本文重點(diǎn)介紹了自動(dòng)控制系統(tǒng)在水廠中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)，還介紹了水廠的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、特點(diǎn)和應(yīng)用效果。該系統(tǒng)在全國(guó)供水行業(yè)中處于領(lǐng)先水平，投入使用七年多來運(yùn)行效果非常良好，大大減輕了相關(guān)制水人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，有力的保障了城市供水安全。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)自控系統(tǒng)；水廠；PLC

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）13-0042-03

1 水廠自控系統(tǒng)概述

合肥市第六水廠工程總規(guī)模為60萬(wàn)m3/d，分期實(shí)施，一期：設(shè)計(jì)規(guī)模30萬(wàn)m3/d，二期擴(kuò)建規(guī)模30萬(wàn)m3/d。水源為大房郢水庫(kù)，水質(zhì)屬國(guó)家地表水Ⅱ～Ⅲ類。水廠廠址確定在大房郢水庫(kù)東岸的錢小店，蒙城北路與合瓦路交叉口西南角，緊靠蒙城北路和合瓦路。規(guī)劃總占地面積24.67公頃（370畝），其中一期工程占地19.83公頃（297.4畝，二期工程占地4.84公頃（72.6畝）。

全廠自控系統(tǒng)可以分成幾個(gè)子系統(tǒng)：（1）中心控制室系統(tǒng)：由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、監(jiān)控計(jì)算機(jī)、便攜式編程計(jì)算機(jī)和工業(yè)交換機(jī)、智能交換機(jī)構(gòu)成管理以太網(wǎng)，確保本水廠是一個(gè)有序、高效的調(diào)度管理系統(tǒng)。（2）PLC控制系統(tǒng)：源水泵房分站、加氯分站、反沖洗泵房分站（包括濾池子站）、送水泵房分站的PLC控制系統(tǒng)與監(jiān)控中心成一個(gè)快速光纖以太環(huán)網(wǎng)，當(dāng)某處的光纖斷開時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)仍能繼續(xù)正常工作。（3）儀表系統(tǒng)：在水廠各個(gè)工藝環(huán)節(jié)上配置超聲波液位計(jì)、壓力變送器、PH計(jì)、在線濁度儀、總氯分析儀、電磁流量計(jì)等儀表，組成一個(gè)龐大的在線儀表檢測(cè)系統(tǒng)，儀表是水廠的眼睛，通過監(jiān)控中心實(shí)時(shí)工藝儀表數(shù)據(jù)，為水廠提供更科學(xué)更合理的調(diào)度方案和決策依據(jù)。（4）防雷系統(tǒng)：由電源避雷器、信號(hào)避雷器等組成一個(gè)安全可靠的防雷接地系統(tǒng)。（5）安防系統(tǒng)：CCTV系統(tǒng)采用模擬與數(shù)字相結(jié)合的方式，通過帶有以太網(wǎng)的光端機(jī)傳輸信號(hào)，控制中心設(shè)在綜合樓中心控制室。由室外全天候攝像機(jī)、矩陣、硬盤錄象機(jī)等組成一套完整的工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)，既可單一畫面顯示也可分組輪巡顯示生產(chǎn)區(qū)域的工藝設(shè)備的運(yùn)行狀況，確保廠區(qū)安全。配置紅外主機(jī)和紅外對(duì)射探頭組成周界報(bào)警系統(tǒng)，有效防止事故發(fā)生[1]。

2 自控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1 概述

全廠的控制管理系統(tǒng)是基于現(xiàn)代先進(jìn)控制思想的分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（即集散型控制系統(tǒng)），它集成了當(dāng)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、高性能控制器及智能化儀表的各自特點(diǎn)于一身，使其在水廠的運(yùn)行管理方面發(fā)揮了巨大的作用。由可編程序控制器（PLC）及自動(dòng)化儀表組成檢測(cè)控制系統(tǒng)——現(xiàn)場(chǎng)控制站，以控制分區(qū)為對(duì)象，具有獨(dú)立的區(qū)域控制能力，能接受中央控制的調(diào)控，但不依賴中央控制的存在，對(duì)水廠各過程進(jìn)行分散控制；再由中央控制室，對(duì)全廠實(shí)行集中管理。現(xiàn)場(chǎng)控制站根據(jù)水廠所采用的工藝和構(gòu)筑物的平面分布，設(shè)置在控制對(duì)象和信號(hào)源相對(duì)集中的建筑物中。各現(xiàn)場(chǎng)控制站與中央控制室之間由快速光纖以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，通訊介質(zhì)為光纜；現(xiàn)場(chǎng)控制站與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控儀表的連接采用24VDC電壓數(shù)字信號(hào)及標(biāo)準(zhǔn)4～20mA模擬信號(hào)通訊，通訊介質(zhì)為控制電纜及信號(hào)電纜；現(xiàn)場(chǎng)控制站與工藝設(shè)備電控裝置的連接采24VDC電壓數(shù)字信號(hào)及標(biāo)準(zhǔn)4～20mA模擬信號(hào)通訊，通訊介質(zhì)為控制電纜及信號(hào)電纜；測(cè)量?jī)x表、在線式分析儀表、電動(dòng)執(zhí)行器是具有微處理器的智能設(shè)備[2]。

2.2 設(shè)備的控制方式

（1）現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)模式：設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)控制箱或MCC控制柜上的“就地/遠(yuǎn)程”開關(guān)選擇“就地”方式時(shí)，通過現(xiàn)場(chǎng)控制箱或MCC控制柜上的按鈕實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的啟/停、開/關(guān)操作。（2）遙控模式：即遠(yuǎn)程手動(dòng)控制方式。現(xiàn)場(chǎng)控制箱或MCC控制柜上的“就地/遠(yuǎn)程” 開關(guān)選擇“遠(yuǎn)程”方式時(shí)，操作人員通過中控系統(tǒng)操作站的監(jiān)控畫面用鼠標(biāo)器或鍵盤選擇“遙控”方式并對(duì)設(shè)備進(jìn)行啟/停、開/關(guān)操作。（3）自動(dòng)模式：現(xiàn)場(chǎng)控制箱或MCC控制柜上的“就地/遠(yuǎn)程”開關(guān)選擇“遠(yuǎn)程”方式，操作人員通過中控系統(tǒng)操作站的監(jiān)控畫面用鼠標(biāo)器或鍵盤選擇“自動(dòng)”方式時(shí)，設(shè)備的運(yùn)行完全由各現(xiàn)場(chǎng)控制站根據(jù)水處理廠的工況及生產(chǎn)要求來完成對(duì)設(shè)備的運(yùn)行或開/關(guān)控制，而不需要人工干預(yù)。（4）控制方式設(shè)計(jì)為：就地手動(dòng)控制優(yōu)先，在此基礎(chǔ)上，設(shè)置遠(yuǎn)程遙控和自動(dòng)控制。控制級(jí)別由高到低為：現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制、遙控控制、自動(dòng)控制。手動(dòng)干預(yù)是操作人員的專有權(quán)利，因?yàn)檫^程連鎖在此模式下無(wú)效；而自動(dòng)模式下，安全連鎖是有效的，并限制操作的可能性，可防止非正常狀態(tài)下運(yùn)行。離工藝過程越近的控制層具有更高的優(yōu)先權(quán)。設(shè)備的控制地點(diǎn)有下面的方式區(qū)分：首先通過轉(zhuǎn)換開關(guān)的就地/遠(yuǎn)程切換，選擇是由現(xiàn)場(chǎng)就地電氣控制還是遠(yuǎn)程控制，現(xiàn)場(chǎng)就地電氣控制就是上述的現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)；遠(yuǎn)程控制由中央監(jiān)控站控制和現(xiàn)場(chǎng)人機(jī)界面，通過設(shè)置密碼來設(shè)置權(quán)限。

2.3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

2.3.1 中央控制室

（1）采集工藝過程數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，自動(dòng)調(diào)節(jié)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、控制工藝設(shè)備運(yùn)行。（2）在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上顯示總工藝流程圖，分段工藝流程圖，供電系統(tǒng)圖，工藝參數(shù)，電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等，以"人—機(jī)"對(duì)話方式指導(dǎo)操作，遙控狀態(tài)下，可用鍵盤或鼠標(biāo)設(shè)定工藝參數(shù)、控制電氣設(shè)備。（3）根據(jù)采集到的信息，自動(dòng)建立數(shù)據(jù)庫(kù)，保存工藝參數(shù)，電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、報(bào)警數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)，并自動(dòng)生成工藝參數(shù)的趨勢(shì)曲線。管理人員通過對(duì)工藝曲線進(jìn)行分析、研究，進(jìn)一步改進(jìn)工藝運(yùn)行方案，提高生產(chǎn)效率。（4）按生產(chǎn)管理要求打印年、月、日、班運(yùn)行報(bào)表，報(bào)警報(bào)表，故障報(bào)表及工藝流程圖（彩色硬拷貝）。實(shí)時(shí)報(bào)警打印和故障打印。（5）通過快速光纖以太網(wǎng)與分控制站的現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)進(jìn)行通信。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可在線診斷各類故障。（6）提供不間斷電源，保證在發(fā)生停電故障時(shí)該系統(tǒng)仍能安全可靠地運(yùn)行。（7）可以與工廠管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)資源共享、綜合管理。

2.3.2 現(xiàn)場(chǎng)控制站

（1）按控制程序?qū)λ牴ざ蝺?nèi)的工藝過程、電氣設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制，同時(shí)采集工藝參數(shù)及電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。（2）通過快速光纖以太網(wǎng)與中央控制室的監(jiān)控管理系統(tǒng)進(jìn)行通信。向監(jiān)控管理系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)，并接受監(jiān)控管理系統(tǒng)發(fā)出的開停機(jī)命令。（3）采集的主要工藝參數(shù)有：水位、濁度、PH等。（4）提供不間斷電源，保證在停電故障時(shí)系統(tǒng)仍能安全可靠地運(yùn)行。

2.3.3 就地控制

在設(shè)備調(diào)試、維修階段提供現(xiàn)場(chǎng)操作的手段，在意外情況下可以以最快的方式進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)緊急停車。

3 自控系統(tǒng)總體功能

（1）管理控制一體化。以計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為先進(jìn)手段，實(shí)現(xiàn)水廠的引水、凈化、給水系統(tǒng)的管理控制一體化，形成生產(chǎn)調(diào)度，事務(wù)信息管理，監(jiān)督控制在內(nèi)綜合信息管理系統(tǒng)。（2）實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的生產(chǎn)調(diào)度。利用自動(dòng)采集到的數(shù)據(jù)與生產(chǎn)調(diào)度的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)反映上來，經(jīng)過對(duì)數(shù)據(jù)的分析，加工處理形成的水質(zhì)質(zhì)量、能耗等數(shù)據(jù)以圖表或圖形方式表示出來，供領(lǐng)導(dǎo)及管理人員可及時(shí)按其經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)做出符合實(shí)際的判斷，下達(dá)指令去指導(dǎo)生產(chǎn)。（3）可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的先進(jìn)過程控制及優(yōu)化。在利用完整數(shù)據(jù)源的基礎(chǔ)上和電腦的計(jì)算能力，開發(fā)出先進(jìn)控制的數(shù)學(xué)模型，使與經(jīng)濟(jì)效益直接相關(guān)的產(chǎn)量、質(zhì)量提高和原料、能耗降低，從而獲得可觀的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。使凈水廠的運(yùn)作向系統(tǒng)化、信息化、科學(xué)化的生產(chǎn)模式發(fā)展，最終達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的目的。

我們水廠自控系統(tǒng)工程，自控系統(tǒng)具有穩(wěn)定性、可靠性的特點(diǎn)，在保證符合設(shè)計(jì)出水水質(zhì)要求前提下，還突出其先進(jìn)性，確保該系統(tǒng)達(dá)到或超過國(guó)內(nèi)的先進(jìn)水平。

4 我廠自控系統(tǒng)特點(diǎn)

4.1 先進(jìn)性、可靠性、合理性

水廠自動(dòng)化系統(tǒng)部件的可靠性是整個(gè)整個(gè)系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素。PLC、監(jiān)控站、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、監(jiān)控軟件等系統(tǒng)核心部件以及斷路器、開關(guān)電源、繼電器、端子等易損件均選用工業(yè)級(jí)、抗干擾能力強(qiáng)、工作環(huán)境、在水廠自動(dòng)化系統(tǒng)領(lǐng)域有長(zhǎng)期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的國(guó)內(nèi)外知名品牌。整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)能夠在嚴(yán)格的工業(yè)環(huán)境下長(zhǎng)期、穩(wěn)定地運(yùn)行。系統(tǒng)組件的設(shè)計(jì)符合真正的工業(yè)等級(jí)，滿足國(guó)內(nèi)、國(guó)際的安全標(biāo)準(zhǔn)。并且易配置、易接線、易維護(hù)、隔離性好，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，抗腐蝕，適應(yīng)較寬的溫度變化范圍，能夠承受工業(yè)環(huán)境的苛刻條件。

4.2 先進(jìn)性

AB公司的PLC控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，具有全范圍的高性能、可相互兼容的控制產(chǎn)品，能為各種控制需求提供正確的解決方案。具有模塊化結(jié)構(gòu)且配置靈活，能滿足中規(guī)模到大規(guī)模控制系統(tǒng)的高性能需求。高速數(shù)據(jù)通訊控制網(wǎng)介質(zhì)采用多模光纖，整個(gè)以太光纖網(wǎng)具有管理功能和自診斷功能，特別適合工業(yè)環(huán)境應(yīng)用。

4.3 實(shí)時(shí)性

我們選擇的系統(tǒng)設(shè)備高技術(shù)指標(biāo)保證了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，系統(tǒng)設(shè)備的實(shí)時(shí)性反映在系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)上，包括了主機(jī)處理、存貯器存貯，I/O接口響應(yīng)，數(shù)據(jù)采集處理，通道傳送和軟件等的速度或效率，而且還考慮了重載的影響。

4.4 開放性及擴(kuò)展性

開放性的系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)可以保證系統(tǒng)具有較長(zhǎng)的生命周期。從發(fā)展角度考慮，任何系統(tǒng)在投入運(yùn)行以后都可能會(huì)有一些變更，因此系統(tǒng)必須具有靈活的結(jié)構(gòu)，具有良好的開放性，在軟件和硬件的配置上應(yīng)能靈活增減掛接。具有強(qiáng)大的系統(tǒng)維護(hù)和診斷功能，保證系統(tǒng)安全、可靠的運(yùn)行。我們選擇系統(tǒng)硬件及軟件產(chǎn)品具有模塊化的特點(diǎn)，硬件擴(kuò)展方式多樣，具有各種I/O模塊適用不同的需求，支持多種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)主流通訊協(xié)議，實(shí)現(xiàn)透明傳送；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)立足于成熟可靠的計(jì)算機(jī)技術(shù)，分層、分級(jí)的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)為系統(tǒng)日后的變更、擴(kuò)容、升級(jí)提供方便；軟件支持多種數(shù)據(jù)交換方式，提供各種數(shù)據(jù)庫(kù)接口[3]。

4.5 故障診斷和可維修性

我們提供的系統(tǒng)硬件具有高度的在線維護(hù)性能。包括PLC、網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備、監(jiān)控軟等都具有完備的自診斷功能。任何節(jié)點(diǎn)故障、設(shè)為離線或從系統(tǒng)中移去不會(huì)影響其它節(jié)點(diǎn)正常運(yùn)行。PLC的I/O模塊可帶電插拔。當(dāng)PLC中某關(guān)鍵部件（如CPU）故障時(shí)，其I/O的狀態(tài)將返回到系統(tǒng)根據(jù)工藝要求預(yù)設(shè)置的狀態(tài)。監(jiān)控軟件是國(guó)際主流監(jiān)控軟件，產(chǎn)品具有全中文開發(fā)及操作接口，生動(dòng)的圖像畫面，簡(jiǎn)潔安全的操作接口，歷史趨勢(shì)記錄查詢，報(bào)表打印，實(shí)時(shí)聲光報(bào)警，歷史報(bào)警和事件查詢以及多級(jí)別的安全登陸系統(tǒng)。作為直接面對(duì)調(diào)度人員的接口，其功能強(qiáng)大實(shí)用，操作簡(jiǎn)單。

4.6 安全性

系統(tǒng)安全性主要考慮三個(gè)方面即：操作習(xí)慣和步驟的安全性；通信的安全性；硬件、軟件和固件的安全性。這些安全性的實(shí)現(xiàn)通過軟、硬件產(chǎn)品的自身質(zhì)量品質(zhì)保證以及應(yīng)用軟件的合理編制來保證。道進(jìn)行重發(fā)極限時(shí)，將發(fā)出適宜的警報(bào)。

4.7 可變性

系統(tǒng)可變性是對(duì)中央主控級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)控制裝置中點(diǎn)參數(shù)或結(jié)構(gòu)配置改變時(shí)難易程度的度量，由于該系統(tǒng)選用軟件的強(qiáng)大功能，將大大提高系統(tǒng)的可變性。

5 站點(diǎn)的設(shè)置

根據(jù)設(shè)備相對(duì)集中，工藝功能相對(duì)統(tǒng)一為原則，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置10個(gè)現(xiàn)場(chǎng)PLC控制站（PLC1-PLC10）：PLC1控制站為取水泵房控制站；PLC2控制站為一期加藥控制站，PLC3控制站為二期加藥控制站，這兩個(gè)站點(diǎn)負(fù)責(zé)對(duì)16個(gè)高負(fù)荷沉淀池進(jìn)行相關(guān)加藥控制單元；PLC4控制站為高密池A線控制站，PLC5控制站為高密池B線控制站，PLC6控制站為高密池C線控制站，PLC7控制站為高密池D線控制站，PLC8控制站為反沖洗泵房控制站，帶32個(gè)濾池現(xiàn)場(chǎng)控制單元（PLC8-1～PLC8-32）；PLC9控制站為加氯控制站；PLC10控制站為送水泵房控制站。系統(tǒng)控制設(shè)備之間相對(duì)獨(dú)立，現(xiàn)場(chǎng)控制站、設(shè)備控制單元發(fā)生故障時(shí)，不會(huì)影響到其它控制單元的正常運(yùn)行[4]。

5.1 PLC1控制站

PLC1主站負(fù)責(zé)取水及原水?dāng)?shù)據(jù)等有關(guān)設(shè)備及工藝水質(zhì)參數(shù)的檢測(cè)。該站設(shè)置一臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)做為人機(jī)界面，控制器通過帶光纖接口的工業(yè)型以太網(wǎng)交換機(jī)連入光纖環(huán)網(wǎng)。控制站包括控制機(jī)柜、控制器、電源模塊、各種I/O模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊適配器、不間斷電源等。變配電間的各種運(yùn)行數(shù)據(jù)經(jīng)由配電柜上的儀表通過總線方式進(jìn)入PLC1控制站；其它所必需的數(shù)據(jù)則直接由PLC1控制站的I/O進(jìn)入系統(tǒng)。PLC1的TCP/IP接口經(jīng)交換機(jī)后通過多模光纖環(huán)路送至水廠的控制室的主干交換機(jī)上，其所有監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)上傳至水廠中心控制室，并接受其遠(yuǎn)程監(jiān)控。

5.2 取水泵房PLC1控制主站功能設(shè)計(jì)

（1）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)取水泵房包括變配電間的工藝參數(shù)、重要設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)；（2）所有重要設(shè)備的控制均需設(shè)置手/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，具備手動(dòng)、自動(dòng)控制功能；（3）對(duì)供水機(jī)組進(jìn)行啟停控制，變頻調(diào)速機(jī)組能做到調(diào)速控制；（4）根據(jù)取水泵集水坑水位自動(dòng)控制排水泵的運(yùn)行；（5）根據(jù)取水泵的操作情況自動(dòng)控制抽真空系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行；（6）根據(jù)用戶需要定制各種生產(chǎn)報(bào)表。

5.3 PLC2控制站～PLC3控制站

加藥控制站，PLC2控制站（加藥控制站）設(shè)于加藥間控制室，同時(shí)設(shè)置2個(gè)運(yùn)行子站（PLC2-1，PLC2-2）用以控制高負(fù)荷沉淀池上的設(shè)備，本站的自動(dòng)化控制由工藝廠商集成。該站設(shè)置一臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)做為人機(jī)界面，控制器通過帶光纖接口的工業(yè)型以太網(wǎng)交換機(jī)連入光纖環(huán)網(wǎng)。根據(jù)用戶需要定制各種生產(chǎn)報(bào)表。將工藝及控制流程集成到組態(tài)軟件。PLC2的TCP/IP接口經(jīng)交換機(jī)后通過多模光纖環(huán)路送至水廠的控制室的主干交換機(jī)上，其所有監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)上傳至水廠中心控制室，并接受其遠(yuǎn)程監(jiān)控。

5.4 PLC4控制站～PLC7高密池控制站

我廠是安徽省首家采用法國(guó)得利滿公司專利的高密池。我廠使用的沉淀池與一般國(guó)內(nèi)采用的沉淀池不一樣，它是得利滿公司運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)開發(fā)出嶄新的高密度澄清池系統(tǒng)，高密池可以很好地控制沉淀池出口水水質(zhì)。該系統(tǒng)應(yīng)用面廣泛，適用于飲用水生產(chǎn)、污水處理、工業(yè)廢水處理和污泥處理等領(lǐng)域。高密度澄清池帶有外部泥渣回流的專利澄清技術(shù)。高密度澄清池亦簡(jiǎn)稱為高密池。高密度沉淀池A～D線控制單元，設(shè)于高密池控制間，用以控制高負(fù)荷沉淀池各種設(shè)備的操作，所有數(shù)據(jù)通過光纖環(huán)網(wǎng)送至水廠的監(jiān)控操作中心，接受其遠(yuǎn)程監(jiān)控。當(dāng)班操作人員根據(jù)權(quán)限直接在上位機(jī)對(duì)各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備直接快速進(jìn)行操作，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，保障了出廠水水質(zhì)安全。

5.5 PLC8控制站、反沖洗泵房控制站

PLC8_1～PLC8_32控制子站：砂濾池控制子站共設(shè)計(jì)32套，PLC8站（反沖洗泵房控制站）設(shè)于反沖洗泵房變配電間控制室，下設(shè)PLC8-1～PLC8-32站點(diǎn)，32個(gè)運(yùn)行子站以控制32組V型濾池。該站設(shè)置一臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)做為人機(jī)界面，控制器通過帶光纖接口的工業(yè)型以太網(wǎng)交換機(jī)連入光纖環(huán)網(wǎng)。同時(shí)32個(gè)濾池子站（PLC8-1至PLC8-32）采用光纖方式與反沖洗泵房分站組成環(huán)網(wǎng)。控制站包括控制機(jī)柜、控制器、電源模塊、各種I/O模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊適配器、不間斷電源等。PLC8的TCP/IP接口經(jīng)交換機(jī)后通過多模光纖環(huán)路送至水廠的控制室的主干交換機(jī)上，其所有監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)上傳至水廠中心控制室，并接受其遠(yuǎn)程監(jiān)控。

5.6 反沖洗泵房PLC8控制站功能設(shè)計(jì)

（1）監(jiān)測(cè)反沖洗泵房反沖洗設(shè)備的運(yùn)行狀況，監(jiān)測(cè)32組V型濾池的運(yùn)行工況；（2）所有重要設(shè)備的控制均需設(shè)置手/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，具備手動(dòng)、自動(dòng)控制功能；（3）對(duì)32組V型濾池的過濾工藝實(shí)施自動(dòng)控制；（4）對(duì)32組V型濾池的反沖洗工藝實(shí)施自動(dòng)控制；（5）根據(jù)回水泵房水位及工藝運(yùn)行要求，自動(dòng)控制3臺(tái)回收水泵的運(yùn)行；（6）監(jiān)測(cè)反沖洗泵房變配電系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)；（7）PLC8-1～PLC8-32通過適當(dāng)?shù)姆绞脚cPLC8進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊；（8）根據(jù)用戶需要定制各種生產(chǎn)報(bào)表；（9）PLC8-1～PLC8-32機(jī)柜帶有給相對(duì)應(yīng)濾池電動(dòng)閥門配電的空氣開關(guān)。

5.7 PLC9控制站

加氯控制站，PLC9控制站（加氯控制站）設(shè)于加氯間控制室。該站設(shè)置一臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)做為人機(jī)界面，控制器通過帶光纖接口的工業(yè)型以太網(wǎng)交換機(jī)連入光纖環(huán)網(wǎng)。控制站包括控制機(jī)柜、控制器、電源模塊、各種I/O模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊適配器、不間斷電源等。PLC9的TCP/IP接口經(jīng)交換機(jī)后通過多模光纖環(huán)路送至水廠的控制室的主干交換機(jī)上，其所有監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)上傳至水廠中心控制室，并接受其遠(yuǎn)程監(jiān)控。

5.8 加氯間PLC9控制站功能設(shè)計(jì)

（1）利用電子秤對(duì)氯瓶進(jìn)行秤量，并設(shè)低限報(bào)警開關(guān)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)壓力切換，保證不間斷供氯；（2）采集加氯間所有重要設(shè)備的運(yùn)行狀況；（3）所有重要設(shè)備的控制均需設(shè)置手/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，具備手動(dòng)、自動(dòng)控制功能；（4）在保證出水水質(zhì)的前提下，通過控制加氯設(shè)備的運(yùn)行，盡可能地降低原料消耗；（5）根據(jù)用戶需要定制各種生產(chǎn)報(bào)表。

5.9 PLC10控制站

送水泵房控制站，設(shè)于送水泵房變配電間控制室。該站設(shè)置一臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)做為人機(jī)界面，控制器通過帶光纖接口的工業(yè)型以太網(wǎng)交換機(jī)連入光纖環(huán)網(wǎng)。控制站包括控制機(jī)柜、控制器、電源模塊、各種I/O模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊適配器、不間斷電源等。變配電間的各種運(yùn)行數(shù)據(jù)經(jīng)由配電柜上的儀表通過總線方式進(jìn)入PLC10控制站；其它所必需的數(shù)據(jù)則直接由PLC5控制站的I/O進(jìn)入系統(tǒng)。PLC10的TCP/IP接口經(jīng)交換機(jī)后通過多模光纖環(huán)路送至水廠的控制室的主干交換機(jī)上，其所有監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)上傳至水廠中心控制室，并接受其遠(yuǎn)程監(jiān)控。

5.10 送水泵房PLC10控制站功能設(shè)計(jì)

（1）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)送水泵房包括變配電間的工藝參數(shù)、重要設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)；（2）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)出廠水各類水質(zhì)、流量參數(shù)；（3）所有重要設(shè)備的控制均需設(shè)置手/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，具備手動(dòng)、自動(dòng)控制功能；（4）對(duì)供水機(jī)組進(jìn)行啟停控制，變頻調(diào)速機(jī)組能做到調(diào)速控制；（5）根據(jù)送水泵集水坑水位自動(dòng)控制排水泵的運(yùn)行；（6）根據(jù)送水泵的操作情況自動(dòng)控制抽真空系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行；（7）根據(jù)用戶需要定制各種生產(chǎn)報(bào)表。

6 運(yùn)行效果

我廠設(shè)計(jì)日供水能力60萬(wàn)m3，是安徽省制水廠中生產(chǎn)規(guī)模最大的一個(gè)制水廠。管理運(yùn)行這么大規(guī)模的制水廠，離不開一個(gè)可靠穩(wěn)定的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。我廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)自2009年11月投入試運(yùn)行以來，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠，其使用率一直保持在100%以上，實(shí)現(xiàn)了水廠的全自動(dòng)化運(yùn)行，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，同時(shí)也保證了供水質(zhì)量，為合肥市實(shí)現(xiàn)“大湖名城”的理想奠定了堅(jiān)實(shí)可靠的保障。

參考文獻(xiàn)

[1]弭洪濤.PLC實(shí)用技術(shù)[M].科學(xué)技術(shù)出版社，2013.

[2]尚麗.PLC在自來水廠計(jì)算機(jī)生產(chǎn)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2001（11）：23-26.

[3]劉國(guó)宏.無(wú)線電監(jiān)控系統(tǒng)在自來水公司中的應(yīng)用[J].自動(dòng)化博覽，2006（4）：66-67.

[4]張?jiān)苿?工業(yè)組態(tài)技術(shù)與應(yīng)用[M].人民郵電出版社，2008.