水厂供水自动控制系统的设计与实现

水厂供水自动控制系统的设计与实现【摘要】水厂供水质量及供水效率，直接关系着人民的生产生活，对国民经济的发展具有至关重要的作用。人民生活水平不断提高的同时，对水质及安全性的要求也随之增高，作为满足这一要求的重要措施，水厂供水自动控制系统显得非常重要。本文将对水厂供水自动控制系统的设计及其实现进行研究，并在此基础上提出一些建设性建议，以供参考。

【关键词】水厂；供水自动控制系统；设计与实现；研究

近年来，随着全球化经济的发展和用水量的不断增加，给水厂提出了更高的要求，迫切需要提供工作效率和供水质量。基于此，要对水厂供水自动控制系统的设计与实现进行研究，这具有非常重大的现实意义。

1、水厂供水自动化设计模式及问题分析

近年来，随着社会经济的快速发展和科技水平的不断进步，尤其是计算机与可编程控制器的应用，对于提高供水质量和供水效率具有至关重要的作用。从实践来看，当前国内所以采用的三种控制系统就是scaoa、p lc与pc，其中需要注意的是plc与p c控制系统，该系统相对常见。实践证明，该系统可以有效的实现集供水散控制，只有这样才能保持系统的稳定性、操作简便。

在水厂供水过程中，笔者建议在水厂主站应当设置至少3台以上的监控电脑，其中一台则处理生产数据进而相关的报表；其中的两台是对生产和经营过全剩中进行的科学化与监控化；同时，生产

监控过程中还要配置一些电脑，以便于对配置中的各项故障进行报警和打印处理，以便于及时实施报警项目。同时，在主站上还要设置适量的报警铃，对报警功能进一步进行计划。水厂应当立足实践，根据实际需要其建设，管理部门应当加强对办公室的设置监控与管理，这样即可对实际生产情况进行管理。在此过程中，一定要充分地考虑，否则plc网络通讯技术和相关情况；通讯线缆一定不要出现驳口，即加上讯缆其本身所具有的屏蔽，在通讯缆的外在布设之前，应当再加金属管加强屏蔽。构建的两座泵站，一个是水厂小型变电站，泵站自动化的基础是生产电量数据的搜集；其他的两个变电站也有自己的任务，那就是对水泵机的运行情况适时监控，而且也采集了出厂水质信息数据。一般而言，水泵电机所采用的是集电机温度、泵前后轴承温度、水泵出口压力大。目前来看，由于当前水厂供水设计方面存在着一定问题，因此该项技术济的经济效益与社会效益将不再那么明显。对于水厂而言，实践中有很多是为了保证泵站自动化和二泵站的半自动化。在水厂自动化设计过程中，要不断的增加路电视监视系统，尤其要对关键性的生产场所进行直接监视。

2、自动控制系统

水厂自动控制系统由中心控制站、现场监控子站及通讯网络构成，是由计算机和可编程逻辑控制器（plc）组成的集散型控制系统，是实现过程控制自动化与信息管理自动化相结合的管控一体化的综合集成系统。该自动控制系统可实现生产过程“集中管理、分

散控制”功能，系统运行可靠，能实现中心控制站、监控子站和现场手动操作的分级控制，模块化的结构设计具有扩展灵活、结构开放及组网能力强的特点。

（1）中心控制室

中心控制室主要包括：监控工作站、管理工作站、plc报警屏、闭路电视监控系统及ups备用电源等附属设备。①监控工作站用于对水厂生产设备的远程监视和控制。操作人员可通过人机界面切换到生产工艺中每个工艺单元的监控界面。在此界面下，可以通过各种窗口读取实时生产运行参数、设备运行状况及累积工作运行时间等；观察模拟量历史值及实时变化趋势坐标，若有必要可对模拟量值设定点进行调节；读取历史及实时报警内容；对某些设备进行远程控制等。②管理工作站用于生产运行管理及在线维护。在管理工作站，管理工程师可对控制系统的各个控制站进行在线维护、故障处理及软件优化。同时，生产管理人员可通过自动生成的报表系统进行数据分析，为生产提供依据。③闭路电视监控系统由室内外摄像单元、云台控制器、画面控制器、长延时录像机及监视器等组成，负责监视现场设备的运行状况及安全保卫工作。④plc报警屏采集全厂主要设施及设备的报警信号，并通过蜂鸣器和灯光闪烁提醒值班人员及时处理。⑤ups备用电源为中心控制站提供良好的电源储备。

（2）现场监控子站

现场监控站控制系统由可编程逻辑控制器、在线监测仪表及执

行器等组成，主要功能是完成生产过程的逻辑控制及工况参数的采集与处理，包括网络通讯、修改模拟量设定点、远程诊断及自诊断，共设有5个子站，按工艺流程分别为：

①格栅、混合、沉淀池控制单元。根据工艺需求，主要完成对格栅、混合、沉淀池净水工艺部分设施设备的控制，包括根据格栅前后水位差控制格栅清污机的自动运行；根据时间控制吸砂机、吸泥机、气动排泥阀等设备的自动运行。②反冲洗间控制单元。主要完成反冲洗水泵、出水阀门、鼓风机、出气阀门等的顺序控制和故障判断、保护。同时，作为网桥连接下端24格滤池plc站，负责滤池整体的运行。③自用水泵房控制单元。完成自用水水泵及其出口阀门等的顺序控制、故障判断和保护，同时检测自用水量。此外，还完成出厂水水质指标及出厂水流量的检测，并实现对出厂水电动调节阀的自动控制、故障判断及保护功能。④加氯投药问控制单元。主要完成自动加氯控制和自动加药控制；完成氯气气源的自动切换，各组溶液池的切换，各主要工艺设备如加氯机、计量泵、电动球阀的工况检测、故障判断和保护，同时完成对原水浊度、流量、ph、碱度、温度等指标及加药过程量、沉淀水浊度、滤后水余氯等参数的检测。⑥滤池控制单元。

每格滤池设1台plc控制单元，完成每格滤池的自动反冲洗控制，恒水位闭环调节控制，水位、差压、出水阀开度和阀门工况的采集，以及对阀门的故障检测和故障保护控制。

3、水厂自动化控制系统中的可编程控制器应用

如果泵站采用计算机及plc可编程控制器构成集散控制系统，对全泵站包括水厂总变电站的运行状况进行监测和控制、自动化程度高。整个系统可用2台计算机组成上位机2台构成下位机、上位机与下位机及网络电缆、各种电控设备和测量仪表组成独立的完整的、开放性的人机界面友好的自动化监控系统。实现了整个泵站的自动监控，并通过网络电缆与水厂中控室进行通讯，实现整个水厂调度管理工作。泵房中的下位机实现了泵房的数据采集处理，并完成泵房水泵的自动控制功能。编程时在图控画面上可设计程师钥匙、操作员钥匙及复位钥匙，从而防止一般操作人员进入软件中的深层结构进行非法访问，防止篡改和破坏软件，加强系统的安全性。

4、水厂自动化的发展方向及生产管理

降低自动化投资，提高水厂自动化设计中设备国产化使用比率及控制软件的智能化程度。水厂自动化控制部分是建立在国产设备的基础之上，有效地降低了自动化投资，但在自动化运行中会出现设备误动作或故障的现象，这就需要在自动化设计工作中逐步提高设备国产化使用比率降低自动化投资，加强控制系统可靠性，提高控制程序智能化程度。技术人员要熟悉水厂国产设备的性能，准确设定监控报警信号，监控及保护程序的功能，加强设计方案的安全性和可行性，只有在自动化设计工作中加强和改善这些问题，才能有效降低水厂自动化投资、提高水厂自动化运行安全系数。

结语：水厂自动化控制系统关系着人民的生产生活，因此应当