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水厂自动化范文1
近年来，我国供水事业蓬勃发展，各项新技术的应用日益广泛，其中自动化技术的应用是近年来自来水厂生产发展的最大特点，但同时其存在诸多设计、设备和管理方面的问题，严重制约水厂自动化水平的提高。
1.水厂自动化中存在的常见问题
1.1水厂自动化的设计问题[1]
水厂的生产过程是一个较为复杂的连续过程，对于其自动化系统的设计要求较高，涉及众多技术和设备，设计本身具有一定的难度，故在有些水厂自动化设计中存在的问题较多，影响了自动化功能的发挥，甚至影响了系统的正常运行。
（1）缺乏统一的发展规划。在有些水厂自动化设计中，对控制系统的持久性和未来发展规划一致性考虑不够全面，导致控制系统开放性和扩展性不够，造成系统很快落后于生产发展的需要。
（2）功能设置过于复杂。在有些水厂自动化设计中，由于片面追求高标准，致使功能设置过于复杂，而忽略了水厂的实际工艺情况和管理水平，使系统的故障率增高，而维护管理又跟不上，导致关键工艺的自动控制得不到保证。
（3）功能设置过于简单。在有些水厂自动化设计中，工艺过程的功能设置过于简单，达不到控制要求，特别是关键工艺的控制要求，造成虽有自动化系统，但关键工艺（如投药等）仍由手动完成的现象，失去了实现自动化的实际意义。
（4）设置过多的手动功能。有些设计为了在自动化系统故障时不影响生产，而设置了过多的手动操作功能，从设计上就将自动化系统置于可有可无的地位，既造成了设备的重复投资，也使生产人员产生了不正确的依赖心理，加上运行管理改革力度不够，出现了自控设备搁置不用而仍由人工手动操作的现象。
（5）设计人员水平不够。水厂的自动化设计涉及众多技术和设备，要求设计人员既要掌握先进的控制技术，又要熟悉生产工艺过程，同时对设备也要有相当的了解。但在有些设计中，由于设计人员对生产实际情况或对进口设备的性能了解不够，导致设计与实际生产有出入或出现设备选择不当，满足不了工艺要求，造成了自动化系统局部失败。
1.2水厂自控设备问题
设备方面存在的问题也是影响水厂自动化系统正常运行的一个主要因素，具体表现在如下几个方面：
（1）质量问题。水厂中有些设备容易出现质量问题，如碱度计、氯氨测定仪、溶解氧测定仪、浓度测定仪、压差变送器、加氯机、计量泵、调节阀、电磁流量计等，这些质量问题有的是设备本身的质量不过关，有的则是安装或维护质量达不到要求，但均影响了自动化系统的正常运行。
（2）配套问题。在有的水厂自动化系统中，设备如传感器、测量仪表及执行机构本身并无质量问题，而是精度不够或稳定性达不到系统要求，即与系统配套不合理，也是影响自动化系统正常运行的一个原因。
（3）备品备件问题。有些设备发生故障后，由于缺乏备品备件而一时无法修复，这对进口设备尤为明显。如果由原产品供应商修理，则时间长、费用高，特别是有的产品已更新换代而根本无法得到备品备件，造成了这些设备的检修十分困难，从而导致这些设备长时间处于瘫痪状态，影响了自动化系统的正常运行。
（4）检修和改造问题。对于部分进口设备如网络设备，由于外商对通信协议和通信软件的公开性不够，且本身的技术要求也较高，既增加了这些设备的维护和检修难度，也降低了自动化系统的开放性，影响了系统的正常更新和改造工作。而且很多进口通信设备较难与国内设备互联，致使更新和改造困难，从而降低了自动化系统的合理性和统一性。
1.3水厂自动化的运行管理问题
（1）操作人员对设备性能和操作要求不够熟悉，不能完全掌握仪表技术。不少水厂反映，操作工人对仪表设备的使用要求不能完全掌握，致使仪表使用不正常，对仪表的调校保养缺乏必要的技术和专门知识，常常不重视仪表必要的日常清洁和维养工作，不懂得仪表的定期保养、检修等的规定和内容要求，所以往往使仪表精度降低，甚至不能正常工作，影响加药、加氯自动化的实施。
（2）缺乏专业维修队伍。之前，水厂在人员编制上，只有泵机值班工和电工，不设置仪表工。现在水厂自动化纷纷上马，水厂编制上也配置了一些仪表工，但是这些仪表工的配置数量和本身的专业技术水平均不能满足要求，有的甚至用电工代替仪表工，因此当仪表或监控设备发生故障后，不能得到及时的修复和处理。在保修期过后，不敢与国外联系，不少搁置起来，渐渐由“伤风感冒”而导致“全身瘫痪”。
（3）操作工人、管理人员以及领导层对自动化设施的认识不够全面。1）对自动化控制在水厂中应用的迫切性认识不够：不少水厂配备自动化只是为赶时髦，将其作为水厂的点缀。认为全国大、中、小水厂都纷纷实现自动控制，我们也不能不上，实为大势所趋。认为一个新的水厂要体现其先进，必须有自动化内容，而且尽量争取高标准。在国外考察后更是要求设备齐、标准高。这种想法在筹建部门较为普遍。2）对仪表和自控系统实质上缺乏信心：怕麻烦，表示明显的不信任感，最好少一些自动化内容，以免自找麻烦，这种想法在生产部门较为普遍。
2.解决水厂自动化问题的对策
2.1用国产设备直接取代
通过对国内市场的细致调查，找到种类、性能指标、接近于进口产品后，直接取用而代之。例如：安徽省滁州市自来水公司一水厂将国产在线浊度仪、计量泵应用在自动加药系统中，效果较好；引用国产电磁流量计和超声波流量计对原水、出厂水进行测量，计量较准确；同时该水厂还积极利用国产仪表应用在自动化系统的改造工程中，不仅完全达到了自控系统的各项功能技术要求，而且节约了大量的技改资金。
2.2自我改进消化吸收
拥有自己技术开发队伍的水司，应充分了解引进设备的性能特点，对系统中存在的问题进行仔细分析、改进，找出解决问题的办法。例如：滁州二水厂的自动投矾系统改造，就充分体现了技术人员对控制系统改造持有比较新颖的思路。他们没有采用较为流行的流动电流控制器，而是根据原水水质的特点，利用原水流量和滤前水浊度作为主要控制参数，滤后水浊度和PH值、水温作为后反馈控制参数，构成闭环控制系统，运行效果较好。
2.3谨慎选用进口设备
经过数十年的运行表明，进口设备虽然具有许多优点，确实在城市供水事业中起到了举足轻重的作用，但是也客观存在着一些问题，不得不引起广大供水同仁的高度重视。通过多年的运行效果表明，有的国产设备使用效果良好，维护也比较方便，备品备件能得到及时供应，售后服务能得到保障。所以建议在功能、技术参数能满足自控系统要求的前提下，尽可能使用国产设备。
2.4推陈出新，横向联系
在对进口设备的性能充分了解的基础上，寻找合适的厂家进行制造，不仅解决自身的设备问题，而且还可以推而广之，帮助其他使用同类设备的厂家排忧解难。例如：计量泵的隔膜片、加氯机的管配件等等，都可以委托国内厂家生产。同时要加强供水行业之间的技术交流，互通有无，积极推广成熟技术，共同提高自动化技术水平。
3.结束语
技术人员应提高相应技术水平，重视水厂自动化系统的生产、运行、维护和管理等问题并加以不断地研究，解决实际碰到的问题，才能将上述的自动化控制系统发挥到最佳水平，实现可靠、连续、优质供水。
水厂自动化范文2
对水厂实施自动化的根本目的认识不够全面或出现偏向，是造成一些水厂自动化系统未能充分发挥作用的一个原因。水厂实现自动化的根本目的是提高生产的可*性和安全性，实现优质、低耗和高效供水，获得良好的经济效益和社会效益。但是，有的水厂实现自动化是为了赶时髦，将其作为一种点缀；有的水厂是迫于形势，在大批水厂纷纷实现自动化的情况下，自己也不能不上；有的水厂使用的自动化功能过于复杂，特别是在考察自动化水平较高的水厂后，更是盲目地提高标准；有的水厂则自动化功能过于简单，主要是对自动化不熟悉，缺乏必要的信心，怕造成麻烦；有的水厂是为了凑合贷款数，不得已而配置自动化系统和设备。这些不正确想法的存在，使水厂实现自动化的根本目的发生了偏向，造成了自动化设计不切合水厂实际，不注重生产过程特别是关键工艺环节的自动化，并忽略了在运行和管理模式方面的相应改革，从而导致自动化未能充分发挥作用，甚至建成后处于闲置状态。
2水厂自动化的设计
2.1未解决的相关理论问题
在水厂自动化中，工艺理论对自动化提出的控制要求本身存在未解决的理论问题或理论不够完善，使控制未能达到规范化和最优化，系统运行达不到理想的控制状态，从而影响了自动化的实际运行效果。（1）絮凝理论不够完善。
加药系统是一个大延时、强耦合、干扰因素多的非线性系统，目前广泛采用的控制方法为：用原水流量按比例前馈调节计量泵的频率，用流动电流仪（SCD）反馈调节计量泵的冲程，从而构成加药复合控制系统。由于凝聚作用本身有多种理论，决定加药量多少的水质成分因素在理论上还不够完善，如原水浊度、温度、pH、污染因素以及非胶体颗粒干扰因素等参数变化都对SCD有很大影响，而在SCD反馈调节方法中，只采用了反映水中胶体稳定度的参数ζ电位来代表全部水质因素，因此该控制方法并不完全符合生产实际。同时，传感器缝隙小易造成堵塞，加药后不易形成絮粒，特别是滞后反应和水质变化对SCD影响较大，导致该方法适应性较差，准确度不够，达不到优化自动加药的要求，实际使用效果并不理想［1］。在有的系统中，虽然采用了智能技术如专家系统、自学习模糊控制等方法，取得了一定效果，但并未完全解决加药量优化控制的问题。
(2)加氯系统理论问题。
在加氯系统中，传统的控制方法为：前加氯采用流量比例控制，后加氯采用余氯反馈控制。由于影响加氯效果的因素很多，如水质、天气、水厂的具体工艺特点等，而且后加氯存在时间滞后问题，同时对控制方法和投加氯氨存在的问题目前有不同的看法，特别是对水射器安装位置和余氯取样位置的规范化确定目前尚无完整的理论［1］，从而使加氯系统不够规范，实际运行效果也不是十分理想。在有的系统中，虽然采用了一些其他控制方法，如采用双因子控制方式（用流量和余氯控制前加氯和后加氯）或多参数非线性控制方式，取得一定的效果，但并未完全解决加氯系统存在的问题。
(3)其他理论问题。如变频供水泵和定速供水泵的台数比例确定、变频供水泵的自动调节方法以及供水泵的科学调度等问题，理论上还未完全解决，管理上还有待进一步研究。
2.2技术规范和设计标准问题
到目前为止，我国在供水行业自动化控制方面，除《城市供水行业2000年技术进步发展规划》等少量规划性技术文件之外，尚无制定供水行业自动化控制方面的技术规范和设计标准，致使水厂在实施自动化过程中，技术上缺乏统一的规范性，设计上存在一定的盲目性和随意性，不同类型的水厂自动化分别应该达到的主要功能和主要技术指标不明确，影响了自动化系统配置的科学性和合理性。而在其他行业，如水电行业，国家有关部门早已经颁布了相关的技术规范和设计标准，这对该行业的自动化设计和实施起到了积极的促进作用。
2.3专著和文章问题
我国供水行业的自动化起步较晚，总体发展水平也不高，致使在供水自动化方面发表的文章数量有限，总体质量也不太高，出版的专著更少，既不利于在实施自动化时提供必要的理论指导和技术参考，也不利于行业内的技术交流和经验交流，影响了自动化知识普及和提高的速度。而在其他行业，如电力，除有大批专著可供参考外，还有大量的文章可供参阅。另外，每年还举行众多的技术研讨会和交流会，这对提高该行业的自动化水平起了很大地推动作用。当然，这与该行业从业人数多、技术力量雄厚、期刊数量大等多种因素有关。
2.4设计中存在的一些具体问题
水厂的生产过程是一个较为复杂的连续过程，对于其自动化系统的设计要求较高，涉及众多技术和设备，设计本身具有一定的难度，故在有些水厂自动化设计中存在的问题较多，影响了自动化功能的发挥，甚至影响了系统的正常运行。
（1）缺乏统一的发展规划。在有些水厂自动化设计中，对控制系统的持久性和未来发展规划一致性考虑不够全面，导致控制系统开放性和扩展性不够，造成系统很快落后于生产发展的需要。
（2）功能设置过于复杂。在有些水厂自动化设计中，由于片面追求高标准，致使功能设置过于复杂，而忽略了水厂的实际工艺情况和管理水平，使系统的故障率增高，而维护管理又跟不上，导致关键工艺的自动控制得不到保证。
（3）功能设置过于简单。在有些水厂自动化设计中，工艺过程的功能设置过于简单，达不到控制要求，特别是关键工艺的控制要求，造成虽有自动化系统，但关键工艺(如投药等)仍由手动完成的现象，失去了实现自动化的实际意义。
（4）设置过多的手动功能。有些设计为了在自动化系统故障时不影响生产，而设置了过多的手动操作功能，从设计上就将自动化系统置于可有可无的地位，既造成了设备的重复投资，也使生产人员产生了不正确的依赖心理，加上运行管理改革力度不够，出现了自控设备搁置不用而仍由人工手动操作的现象。
（5）设计人员水平不够。水厂的自动化设计涉及众多技术和设备，要求设计人员既要掌握先进的控制技术，又要熟悉生产工艺过程，同时对设备也要有相当的了解。但在有些设计中，由于设计人员对生产实际情况或对进口设备的性能了解不够，导致设计与实际生产有出入或出现设备选择不当，满足不了工艺要求，造成了自动化系统局部失败。如有的设计中滤池出水阀选择了两位阀，虽配置了完备的自动化控制设备，但却无法实现滤池水位的自动调节功能。
3水厂自控设备存在的问题
设备方面存在的问题也是影响水厂自动化系统正常运行的一个主要因素，具体表现在如下几个方面：（1）质量问题。水厂中有些设备容易出现质量问题，如碱度计、氯氨测定仪、溶解氧测定仪、浓度测定仪、压差变送器、加氯机、计量泵、调节阀、电磁流量计等，这些质量问题有的是设备本身的质量不过关，有的则是安装或维护质量达不到要求，但均影响了自动化系统的正常运行。（2）配套问题。在有的水厂自动化系统中，设备如传感器、测量仪表及执行机构本身并无质量问题，而是精度不够或稳定性达不到系统要求，即与系统配套不合理，也是影响自动化系统正常运行的一个原因。（3）备品备件问题。有些设备发生故障后，由于缺乏备品备件而一时无法修复，这对进口设备尤为明显。如果由原产品供应商修理，则时间长、费用高，特别是有的产品已更新换代而根本无法得到备品备件，造成了这些设备的检修十分困难，从而导致这些设备长时间处于瘫痪状态，影响了自动化系统的正常运行。（4）检修和改造问题。对于部分进口设备如网络设备，由于外商对通信协议和通信软件的公开性不够，且本身的技术要求也较高，既增加了这些设备的维护和检修难度，也降低了自动化系统的开放性，影响了系统的正常更新和改造工作。而且很多进口通信设备较难与国内设备互联，致使更新和改造困难，从而降低了自动化系统的合理性和统一性。
3管理方面存在的问题
水厂自动化系统建立后，管理水平滞后是影响自动化功能正常发挥的一个重要因素。由于管理人员受自身素质和传统观念的束缚，未能在管理方面进行及时的调整和改革，导致管理水平落后，无法适应水厂自动化的发展需要。如何提高管理水平和管理人员素质是自动化水厂目前面临的一个重要课题。
（1）不注重设计、安装、调试过程的人员参与。很多水厂在建设自动化系统时，由于受人员和素质的限制，常采用交钥匙工程的方式，这样在建设时轻松省事，但后患无穷，由于没有自己的技术力量参与设计、安装、调试过程，导致投产后出现很多问题，影响了系统的实际运行效果。
（2）对自动化系统和设备不够熟悉。由于值班人员缺乏必要的技术知识，对自动化系统和设备不够熟悉或掌握不够，导致设备得不到正常的保养、调校和检修，造成仪表精度降低或设备故障；导致软件得不到必要维护和调整，造成因一些小软件故障得不到及时处理而影响系统正常运行；有的甚至出现误操作或引起人为故障。
（3）缺乏完善的自动化管理规程。水厂实现自动化后，其运行管理和维护管理已和传统水厂不一样，但不少水厂在这方面的改革力度不够，缺乏满足自动化生产需要的管理规程，如岗位职责、运行管理制度、操作规程和设备维护保养及检修规程等，致使运行管理满足不了生产需要，维护管理达不到要求。
（4）缺乏专业的、稳定的维护队伍。自动化系统和设备虽然具有较高的可*性，但也会出现故障，需要维护人员尽快排除。同时，设计情况与实际运行情况不一定完全一致，即使与投入运行时一致，过一段时间后也会有所变化，另外经过一段时间的实际运行后，一般都需要对系统中存在的某些缺陷进行改进，以使系统更加优化，这就要求维护人员对自动化系统和设备进行必要维护和调整，特别是当生产工艺变化后，需要对控制系统进行相应修改和开发。
但是，由于缺乏专业的、稳定的维护队伍，使一些小的软硬件故障得不到及时的修复和处理，渐渐由小问题变成大问题，甚至导致自动化系统瘫痪。
水厂自动化范文3
摘要：下文主要针对水厂自动化设计，做出简要分析，做出探讨，从设计方案逐步入手。
关键词：水厂；自动化；设计理念
一、系统总体方案
可以根据水厂各生产环节，按工艺及地理位置布局要求，水厂控制系统一般采用分布式控制方案，在每一生产区域设立现场控制站，完成对本区域内设备和过程的监视，操作和控制，区域则按工艺及设备分布划分，各站之间通过可靠性高和实时性强的工业局域网络相连，实现N:N对等通信，达到管理集中和控制分散的目的。因此需要采取分层结构模型，设立公司级，工厂级，区域级，单元级，设备级及装置级，据此，系统设置现场监控站和一个中央控制管理站。
现场监控站由现场控制单元和现场操作站组成，现场控制单元负责区域内所有设备和过程的数据采集，顺序控制和参数调节，由PLC或PLC网络组成，现场操作站承担CRT显示，故障报警，参数设置，现场操作和数据存储等工作由于控机和工控组态软件构成。现场控制单元和现场操作站均作为独立的节点。挂于局域网上，且均可视为局域网上的一个节点站。现场操作站的另一种设置方法为通过串行口直接连于现场控制单元PLC的串口上，此时，操作站则被视为控制单元的操作终端。中央控制管理站负责对全厂工艺流程及重要设备的工作状况进行监视、控制。通常由数台工控机组成，除含有各操作站各项功能外，还负责数据处理报表打印等功能。
二、系统构成及主要控制设备
1.系统功能:
根据地理位置及功能划分，由中控室主站及设在现场的三个子站和与公司供水调节SCADA系统互联通讯子站构成。
(l)中控室主站中控室主站设置三台工控机，一台作实时显示，对各分站监控管理;一台作数据处理;还有一台供维护、调试、管理使用。配一台数字式投影仪，大屏幕动态显示全厂工艺流程及设备运行状况。
(2)现场子站按照工艺流程及平面布局设置，设泵站、投加、滤池三个现场子站.各子站设操作员终端，方便现场监控、维护、管理。
①泵站子站
1#PLC子站负责监控及管理取水泵站、送水泵站、回收水泵站及配电系统。主控处理器设在送水泵站PLC机柜内。PLC监控7台送水机泵及闸阀工况，机泵启停操作及运行、保护等，采集出厂水流量、压力、浊度、pH、余抓以及清水池水位等参数.采用1400系列电量监测仪检测并显示各台机泵以及馈电、进线、母联回路的电量参数，并通过远程I/0链与主控处理器通讯.取水泵站采用适配器通过远程I/O链与主控处理器进行通讯”PLC监控5台机泵及闸阀工况及运行、保护等，采集吸水井水位、上水管压力及流量、原水pH、浊度、水温等参数，对机泵及清垃机启停操作控制。
回收水泵站采用适配器模块与主控处理器通讯，PLC监控回收水泵站机泵的启停。PLC还监控沉泥池2台排泥车的启停操作控制及故障检测，并在每台排泥车的电气控制柜内设置小型逻辑控制器(SLC)，对排泥车进行过程控制。
②投加子站2#PLc子站负责监测及管理投矾、加灰、加抓、加氨工艺及设备.主控处理器设在投加中央控制室PLC机柜内.因加灰点距此较远，故在那儿放置PLC机柜，设适配器模块经远程I/O链与主控处理器通讯.由于矾、灰、抓、氨投加均引进国外自动化设备，所以PLC仅用于投加设备的状态参数检测、越限事故报替及后加抓系统控制，并采集水质参数及药剂的称重量、投加量，送主站监视及处理。
③滤池3#PLC子站包括滤池和沉淀池.主控处理器设在滤池PLC机柜内.PLC对24格V型滤池出水气动蝶阀分别进行等速调节控制，保持过滤时砂面以上水位稳定。当过滤周期、水头损失、清水池出水浊度中任一个达到设定值时，滤池自动反冲洗。按工艺要求进行扫洗、气水反冲洗、漂洗的顺序控制，也可以人工请求手动强制冲洗。
④与SCADA系统联网采用MOTOROLA公司的MOSCAD系统设备与PLC互连.由MOSCADRTU收集调度所需的全厂必要数据，利用公司现有的800MH:集群系统，实现实时查询水厂及管网生产参数.
2.系统组态软件设计
a.全厂平面布置图
b.全厂净水工艺流程图
c.全厂电气主结线图
d.取水泵站监视图及参数图
e.送水泵站监视图及参数图
f.全厂配电系统参考图
g.单台水泵电机监控图
h.出厂水24小时压力流量、水质参数图i，滤池总监视图1.单个滤池监控图及参数趋势图k.沉淀池监控图1.加氨工艺流程图m.加氯工艺流程图11.加矾工艺流程图0.加灰工艺流程图p.各类报警图考虑到仪表、设备更换等因素引起参数采集值变化，在画面上设计“参数设定”画面，必要时在键盘输入修正值即可。
另外，还设置事故报警提示画面，便于值班人员判断原因，迅速处理。在全自动方式下，一、二级泵站机组开停可由以下因素决定:一级泵站控制:
1.清水池水位低于下限时，必须有一台泵组运行;
2.清水池水位下降速率超过警戒限及清水池水位未达到上限替戒水位时，至少保持一台泵组运行;
3.泵组运行台数所进的水量与二级泵站出厂水量相对应;根据比值及清水池水位高低，水位上升或下降速率等因素决定泵组开停，尽可能保持清水池经常处于高水位，同时又要保证泵组不能频繁动作，每启动一台泵，运行时间不能少于1小时。
配电站控制:所有进线柜、母联柜、馈电柜均可通过计算机PLC自动合分闸，所有电气故障均立即在屏幕上显示，并发出声光报警信号，部分影响正常运行的故障则自动跳闸保护或切换开关，违反电气操作规程的操作，均被锁定，不予执行。在手动方式”LC自动跟踪手动调节器的运作及收集资料，自动调整模型参数，另一方面，又用来设置设定值，使其具有自学习功能，成为一模糊控制器。
与SCADA系统联网:公司中心调度室与水厂距离较远，为实现两者之间的通讯，系统采用MOTOROLA公司的MOSCAD系统设备与PLC互连。由MOSCADRTU收集调度所需的全厂必要数据，利用公司现有的800MHz集群系统，实现实时查询水厂及管网生产参数。
三、问题讨论
1.水厂自动化是一项综合课题，在系统总体设计时，除考虑实现安全供水和水质质量的主要目的外，还必须考虑到操作者的需要和供水服务的连续性要求，以及系统持久性与公司未来发展规划一致性间题。现场一级部分设备的手动控制机构仍有必要保留，以防PLC工作站万一出现较严重故障而不能迅速修复时，造成失控现象，从而提高整体全性。同时必须保证精确的检测仪表和动作可靠的执行机构。
2.部分水厂自控系统由公司科研室会同设计室、水厂共同设计、开发、安装、调试，这样有利于自己的技术人员掌握这套系统和日后的运行管理及维护，而且完全符合水厂实际运行情况，降低建设成本。而且由于统一选型，避免某些新建水厂由于各子站分别采用不同控制系统所产生的系统矛盾及缺陷。水人员直接参与系统安装和调试是保证系统正常发挥作用的重要条件之一。
3.冗员问题，是阻碍自来水行业实现自动化的障碍之一，自动化程度提高，必然导致出现富余人员，因此必须处理好安置间题，否则达不到自动化的目的，但自控系统需要增加一些专业找术人员来进行维护管理。
4.必须设立相应的维护班组，值班维护组可以处理任何操作间题.这个班组应具有系统所有设备的软件维修和硬件服务所需的技术知识。齐全的设备配件，可使维修组尽快地完成维修工作，使故障设备的停机时间缩至最短。必须认真对待信息处理，在对其进行后期处理时，不应破坏控制系统的实时性。
水厂自动化范文4
关键词：自动化控制系统；自来水厂；制水工艺；系统组成；控水方案
自动化控制系统、自动化技术、系统控制设备、机电仪表是实现自来水厂自动化的主要因素。其中自动化控制系统是最为关键的核心所在，以下本文就从自来水厂制水工艺、自动化控制系统的组成以及控制方案三个方面进行了简要介绍。
1自来水厂制水工艺介绍
我国地大物博，人口众多，根据不同地区实际情况的需求，所建设的自来水厂也有所不同，这些自来水厂之间存在着一定的差别，主要体现在工艺流程、设备等方面，但是也存在共通点，就是基础的制水流程是相同的。自来水厂的制水工艺流程分为以下几个步骤：取水制备投入药剂混凝平流沉淀过滤沉淀入管道送水。自来水厂制水中所采用的深度处理工艺会随着国家制定的新标准而不断升级革新，以便充分符合要求。自动化控制设备与仪表的系统为分布式集散控制系统，同时结合网络信息技术和计算机技术，以此实现自来水厂制水工艺的自动化管控，进一步提升自来水厂的生产效率及供水质量。
2自来水厂自动化控制系统组成介绍
自来水厂中的自动化控制系统是一个复杂的整体，具有多个控制站，且还存在级别之分。以任意一个一级控制站为例，对控制站中PLC在软、硬件中的设置情况进行重点分析。PLC硬件配置由多个配置共同组成，包括：基架、CPU模块、数字量输入输出模块、通讯模块、模拟量模块、电源模块等配置。其中基架采用拓展型基架，在基架上CPU模块和电源模块的位置是固定的，两者通常插在基架最左端的插槽中，其他模块能够随意进行安装，但是应注意一点，就是这些模块一旦安装好后就不能再次进行改动。硬件中的基架拨号需要根据实际情况进行设置。基架中有四个拨码，通常采用16进制，但是应注意0号主基架拨码不是采用16进制，并将其余拨码设置为“off”状态。
3自来水厂自动化控制方案
3.1加药系统控制方案
在自来水厂加药系统中采用单闭环自动控制方案，自来水加药过程是一个反馈控制的过程。自来水加药系统控制方案具体体现为：首先，参考原水特性参数，在中央控制系统中设定一个SCD值；其次，进行自动加药，将加药后混合的水进行搅拌；然后，由SCD对水质进行检测；最后，将检测结果转化为信号形式4-20MA向PLC进行反馈，将反馈结果与预设值相对比，利用PID进行计算并控制变频器频率，以便合理的调整计量泵，从而形成一个整体的循环控制体系，最终实现对自动加药量的合理控制。
3.2加氯系统控制方案与漏氯控制方案
3.2.1加氯系统控制方案
一是前加氯控制方案；以PLC3处理后得到的4-20MA信号为依据对原水进行加氯操作，该信号主要由中央控制器设定的一个前加氯值和原水的瞬时流量共同决定。二是后加氯控制方案；相较于前加氯控制方案，后加氯控制方案与前者不同的是其获取的信号是通过PLC4处理获得，而不是PLC3，PLC4处理获得的信号由实际测量得到余氯值和中央控制器对余氯的设定值所决定。
3.2.2漏氯控制方案
对于漏氯情况的控制，首先是由PCL3对漏氯进行检测，若是经过PCL3检测后所得出的氯气量值超过预先设定值，就会自动做出警示，与此同时还会自动启动漏氯吸收中和设备。
3.3滤池过滤与反冲洗控制方案
首先在滤池中设定一个液位，利用PCL控制滤池液位，为了使恒液位得到保障，利用现场液位变送器对滤池液位进行检测，并将检测结果与预设值相对比，若是现场液位值超出预设液位值，则PCL会自动开大出水阀门，若预设值高于现场液位值，则PCL会自动关小出水阀，以此形成一个持续循环反馈系统，对滤池恒液位起到保障。
3.4恒压供水控制方案
当前，大多数自来水厂主要采用恒压供水控制方案进行供水，利用闭环反馈控制系统来稳定水压，最终使得恒压供水得以实现。恒压供水控制方案与加药控制方案较为相似，先利用PCL预设一个水压值，然后将现场测定水压值与预设的水压值相对比，进而合理调整变频器频率，改变水泵转变，实现调节水压的目的，以此形成一个持续循环调节系统，最终实现恒压供水。自动化运行的水泵在运行过程中往往会遇到各种不同情况，从闭合变频器开关开始，利用PCL对水池水位进行检测，若水池水位与预先设定水位相符，则变频器输出频率会从0Hz向上提升，而后水压能够反馈出变频器输出频率，若是水压不足，则变频器输出频率会持续上升至49Hz，这时就需要使用工频泵。若是用水量变小，水压高于预设值，则输出频率也会降低，出水量会变小，使得出水压保持恒定。但若是出现水压高而输出频率却降低的情况，PCL就会进行计时，当计时到一定时间之后，若水压降低至预设值，则停止计时，继续变频器的正常调速运行；若计时到一定时间之后，水压没有降低至预设值，则PCL会独自运行一台变频泵以此降低出水量，这时应停运工频泵。利用中央控制系中的PC机能够对现场进行实时监控，为了达到这一目的就需要对现场进行相关检测并将检测所得数据输入PC机中。
4结语
总而言之，通过在自来水厂中长期实践自动化控制系统，实践结果表明自动化控制系统非常适用水自来水厂的生产运营，商业潜力非常大，将自动化控制系统应用于自来水厂中，有效提高了自来水厂的生产效率，出水质量，更加稳定，耗能也更低，值得大力推广。
参考文献：
[1]丁宝忠.自动化控制系统在自来水厂中的应用浅析[J].科技资讯,2014,29:48.
[2].现代自来水厂自动化控制系统的应用[J].科技展望,2014,11:26.
水厂自动化范文5
关键词：自来水厂；自动化控制；控制系统；系统实现
引言
若人不能摄取足够地水分就会口干舌燥身体不适，各项机能出现异常，严重缺水甚至会出现生命危险，因脱水而死。人对水的摄取量将直接影响身体的新陈代谢、呼吸系统、分泌系统、消化系统、血液循环等多个方面身体机能。水是人类身体中化验反应的媒介，是体内各种营养素和物质运输的平台，是保障身体正常运作的基础。自来水厂为人们用水提供着服务，满足着人们用水需求。但随着城市化进程的加快，传统供水控制系统已无法满足现代化快节奏的生活与企业运作用水需求，引进自动化控制系统，提高供水质量势在必行。
1 现代自来水厂自动化控制系统特点与功能
现代自来水厂指具有一定水生产设备，能按照相关工艺标准完成自来水生产过程，并且其水质符合一般生产用水和生活用水要求的企业，主要从事水生产、水销售，为人们提供供水服务，满足人们用水需求[1]。毫无疑问自来水厂担负着重要社会职能，影响着城市供水，影响着供水质量，若自来水厂控制系统出现问题，不仅会影响供水质量，甚至会影响水质，给居民生活造成不便。当前传统自来水厂控制系统已无法满足供水需求与行业发展需求，很多自来水厂开始引进自动化控制系统，以此提高生产效率，降低生产成本，全面提升水质[2]。自来水厂自动化控制系统融入了智能控制技术、传感技术、自动化控制技术、计算机技术，PLC技术、网络技术，整个控制系统由：中央控制站、现场控制总线、电气设备、PLC可编程逻辑控制器组成，通过该系统能实现信息化智能生产控制。而且该系统具有故障检测功能与系统状态检测功能，能实时对设备和系统状态进行检测，及时反馈故障问题，降低故障率，提高生产水平，节约运维成本，避免故障点扩大[3]。而且自动化控制系统，控制精度高，逻辑判断能力强能根据实时生产情况，自动做出控制决策。因此，现代自来水厂生产经营中应积极运用自动化控制系统，进行生产技术改革创新。
2 现代自来水厂自动化控制系统设计与实现
通过前文分析可知道，自动化控制系统在自来水厂生产控制中应用的重要意义。从现代自来水厂自动化控制系统设计与实现思路来看，系统控制基本单元应能实时对运行工况进行控制，对设备进行保护，对设备故障进行检测，并自动生成监控数据信息，且所生成信息具有直观性、可视性，能进行显示输出，能为生产操作控制提供依据。系统结构设计方面，要保证结构灵活性与兼容性，应采取模块化设计思路，从而降低设计难度和系统实现成本，主要模块应包括：中央控制模块、数据库模块、控制命令执行模块、工作站模块、数据采集模块、数据处理模块、通信模块、故障诊断与报警模块等等，涉及到的子系统包括：仪表系统、加药控制系统、配电系统、总线系统、PLC系统、流量调节系统等等。各模块与各子系统间应有良好兼容性，以保证系统良好运行，通过各子系统的协调来实现现场数据的采集、处理、传输，发送控制指令，对生产工艺和流程进行自动化控制。
从流量调节子系统设计来看，该系统应能根据控制指令及PLC控制编程条件，设置流量定值目标，自动对流量进行调节控制，同时要满足准确性要求，能准确控制流量。而加药控制子系统，应能根据系统指令，自动对药液浓度、配药参数进行自动控制和调节，保证加药符合预期目标，使水质符合标准，避免资源浪费。配电子系统应能够根据生产需要，自动选择适合功率，主动进行无功补偿，调节电压、电流，保证各类仪表与设备保持良好的运行状态，降低故障率。具体系统设计与实现中，不仅要考虑到系统的经济性与功能性，还要保证系统先进性、可靠性、可拓性。保证系统先进性，能提高生产水平，保证系统控制性能，避免自动化系统过早更新换代，导致资源和投资浪费，增加运维成本。而可靠性是自动化控制系统应用的前提，若系统无法保证可靠性，时常发生系统崩溃或误动现象，必然对自来水厂正常生产造成影响，影响正常供水。可拓性是指系统应预留升级空间，能进行系统结构升级。在原有基础上进行系统升级，能降低升级成本。因此，自来水厂在进行自动化系统设计中，应合理选择设计方案，做好系统结构设计，保证可行性和合理性。
3 结束语
人类离不开水，水是人类生存的重要物质资源，加强自来水厂建设，保障供水质量和水平具有重要意义。传统自来水厂控制技术已难以适应用户需求和市场要求。因此，自来水厂应积极进行技术改革创新，在控制系统中融入自动化控制技术，进行自动化生产控制，以提高水厂效率和水平，降低自来水厂运维成本，提高供水质量。
参考文献
[1]丁小丽.基于模糊控制的自来水厂控制系统的研究与实现[D].昆明理工大学，2014，11：30-33.
水厂自动化范文6
关键词：污水厂；改扩建；监控系统
随着国民经济的高速发展、水资源的短缺、污水排放指标的实施、环保意识的提高，使得已投运的部分污水厂需要改扩建。
1 电气改扩建设计
污水厂用电负荷属于二级，要求两路电源或一路专线供电，并尽量保证厂内重要负荷供电的连续性。
1.1电气改建
污水厂改建是为了达到排放水标准而改造原工艺流程或工艺参数，增加深度处理等设施。该污水厂水处理规模为一级处理深度，二期工程是通过调整工艺处理过程中的各种参数改变其出水水质，然后再与二期出水合并后进入深度处理，以达到国家排放水标准。
1.1.1供电电源现状
由于一期水处理规模小，只能与其他用户合用一路10kV供电电源，不能满足原设计的两路电源的要求，供电可靠性较低。
1.1.2变配电设施
对一期工程进行了实地考查，获取了竣工资料，与用户座谈了解运行中存在的问题，并核对实际运行情况和历年主要运行参数后认为：原设计安装的用电设备、变压器容量及变配电系统运行方式均合理，可由原系统承担原负荷，不需要调整。
1.1.3工艺参数的调整
一期工程水处理规模经过常规处理后的排放水达不到二期要求的标准。作为一个污水应把一、二期整合成一个标准，因此提出了对一期工艺的改造。改建中要尽量减少停电时间，维持生产运行；其次是通过调整工艺参数来提高其出水水质；充分利用原设施。在此原则上确定的改建方案是：调整各工艺段的工艺参数，将常规处理后的水与二期处理后的水合并后再进行深度处理，这样就使得工艺、结构、电气改造的工作量减小到最小。
1.2电气扩建
扩建是指处理水量的增加，通过各种管道的连接使一、二期完全整合在一起，除进水泵房和脱水机房经改造后能利用外，其他所有构筑物均为新建。
1.2.1 10kV配电系统
二期新增负荷基本都在新的区域内，需要在10kV设备的负荷中心即鼓风机房新建10kV配电系统，为4台鼓风机配电控制，还需要新建3座10/0.4kV变电站(其中1座位于鼓风机房l0kV配电站内)。
经过研究，把新建10kV系统作为全厂一级系统，引出2路10kV电源至原10kV系统，引出6路至二期新建的3座10/0.4kV变电站；再引出2路至原变电站内新增的2台800kVA、10/0.4kV变压器；同时为鼓风机房内的4台鼓风机供电及控制。此方案安全、可靠、合理，新建主变配电站靠近全厂负荷中心；有预留远期发展的条件；对一期变电站改造量少，节省工程投资和施工时间。因此确定把二期新建的10kV系统作为全厂的一级配电系统。外线电源直接接至新建l0kV进线柜，新配电系统建成运行后，原10kV系统接入。
1.2.2合理设置变配电站
凡有10kV电机的构筑物，且相距较远时均应设置10kV配电系统，由总变配电站直接馈电至各构筑物后再设置二级配电系统，以减少10kV馈电电缆，方便控制和继电保护。
在一期变配电站预留的变压器室内新装2台800kVA变压器，负责进水泵房、粗格栅间的电气设备的配电、控制和保护。在负荷相对集中又较大的二次提升泵房、滤池反冲洗设备间和紫外消毒深度处理区域，在脱水机房、污泥泵房和细格栅间区域，在生物池、二沉池和加药间区域分别设置l0/0.4kV变电站，负责各区域内用电设备的配电、控制和保护。
1.3电气新建
该污水处理厂和其他企业在生产过程中产生大量污泥，需要同步配套建设污泥处理厂。该污泥厂建于污水厂外，将含水率为80％的污泥干化成约为50％左右的粘稠的污泥后再焚烧成粉末，粉末可作为建材再利用。在我国可借鉴的污泥处理工程很少，其特点是在整个污泥处理过程中人为判断控制因素较少，主要依据在线仪表检测参数自动控制其生产过程，因此其自控水平很高。
2仪表自控及视频系统改扩建设计
2.1仪表、监控系统改建
仪表是根据工艺流程、生产管理和自动控制的要求配置的。在工艺改建过程中会涉及到仪表的拆除和新增，一般是工艺部分拆改多，仪表增减也就多。由于该污水厂期一处理工艺维持不变，只是将其出水再进行深度处理，所以仪表、监控系统基本不变，充分体现了节省投资，施工周期短，对原生产影响小的设计原则。
2.1.1自控系统现状
一期设有3个PLC现场控制站，即水线现场控制站PLC1，置于原总变配电站；泥线现场控制站PLC2，置于脱水机房；随鼓风机成套的现场控制站PLC3，置于鼓风机房。待二期监控系统建成后，将一期的3个现场控制站接入二期工控网上。
2.2 仪表、监控系统扩建
二期工艺流程为：粗格栅、进水泵房细格栅、曝气沉砂池生物池沉淀池提升泵房V型砂滤池紫外消毒渠，相应建设鼓风机房、污泥脱水机房、排水池、冲洗水池、加药间等。
在新建的办公楼内设中心站，系统配置将考虑已建工程、扩建工程、污泥处理工程，并预留远期接口，重新设置软、硬件以提升污水厂的监控水平。
2.2.1监控系统层次
监控系统分为4层，即过程设备层、现场控制层、中心监控层、信息管理层。
过程设备层是指工艺流程中的过程设备，如各类水泵、风机、药剂制备装置、紫外线消毒设备、阀门执行机构等；电气控制设备，如智能IMCC、现场控制箱、现场变送器、随工艺设备成套的第三方控制设备；在线仪表，包括物位仪表和水质仪表。
现场控制层是指挂接在控制网络上的各现场控制站、工业以太网交换机以及操作员界面设备等，主要完成过程数据采集、转换、控制算法的执行、控制参数的设定及调整、过程设备的监测及控制指令的输出，是监控系统的核心层。
中心监控层即工程师、操作员站，实时接收PLC上传的各种数据，建立全厂生产过程信息数据库。主要完成数据、图形、状态的显示；故障声光报警并记录打印；数据分类、检索、历史数据存档访问、管理；定时或实时生产报表打印；实时动态调整回路参数、优化控制参数。通过人机界面功能及时地、全面地、准确地了解各现场控制分站的运行情况。向信息管理层上传污水厂数据和信息。
信息管理层是指厂长、总工、化验室计算机，厂级管理人员可实时监视全厂生产过程的各种信息、设备运行工况、历史记录、打印报表等，并发出调度指令。
2.2.2监控系统网络
监控系统分为3网，即现场层网络、控制层网络、信息层网络，如图2所示。
现场层网络采用现场总线和I/O接点连接相结合的数据交换方式，将各现场设备与其相应的现场控制站连接，全厂统一现场总线通讯协议。
控制层网络采用标准的全双工1000Mbps快速光纤以太环网，在环网发生故障时，网络结构可以在小于30ms的时间内切换成总线结构，系统照常运行，传输介质采用多模光缆。
信息层网络采用100Mbps以太网星型网络拓扑结构，传输介质采用同轴电缆或双绞线。
2.2.3监控系统控制方式
操作地点为三处：就地、现场控制站、中心站。
就地设有“就地／远方”选择开关，当处在就地位置时，监控系统只能监视设备工况，不能控制；当处在远方位置时，监控系统能够监控现场设备。
现场控制站、中心站均设有“手动／自动”两种控制方式，前者多为单机控制，后者多为按事先编好的程序而进行的自动控制。现场控制站与中心站控制的优先权是以“申请优先”的方式通过程序确定，为无扰动切换。当中心站监控设备发生故障时，各现场控制站可按预先设置的运行模式来监控水厂的运行；当现场控制站发生故障时，可将就地的“就地／远方”选择开关切换至“就地”，实现就地手动操作；当控制层网络出现故障时，各现场控制站可独立完成本站的监控任务，仍能保证污水厂正常生产。
2.2.4视频监控系统
视频监控系统可对污水厂内的主要生产过程和安全防范的重要位置进行实时中央监视和实时录像，具有事后查询的功能，能对主要出入口、重要场所及车辆进出情况进行实时观察。该闭路电视监控系统能以数码方式记录下所有被观察的现场信息以备案，循环保存时间超过2周。
在厂前区、各构筑物内外必要处安装摄像机，在中控室内设置视频监控计算机和服务器，监控计算机可控制若干个摄像机，进行画面切割处理，在一个显示器上显示多个或一个画面；同时可进行24h录像，重现和放大其中的任何一个图像；可控制各摄像机的云台、镜头，进行图像切换。
2.3 仪表、监控系统新建
本着先进、可靠、实用、开放、经济的原则，在污泥厂新建1套仪表、监控、视频系统，做到全厂运行管理的集中监视、调度和分散控制，实现无人值守。
2.3.1监控系统配置
监控系统的配置与污水厂致，同样是四层三网。主要由中心站、7个PLC现场控制站和自愈式1000Mbps光纤环网组成，自动化监控系统与视频监控系统合用一网。
中心站设在办公楼内；在接收储仓输送系统、干化系统、干泥输送系统、污泥焚烧系统、烟气处理系统、公共系统共设6个现场控制站。该6个站均随工艺设备成套供货，全厂的变配电站设1个现场控制站。各站均服从于全厂通讯协议。
由于污泥处理各工艺过程是相对独立的，其配电、控制设备已随工艺设备成套提供，而仪表设备又直接参与污泥处理的过程控制，且工艺过程逻辑顺序控制是极为严格的，因此仪表也随工艺设备成套供货。
