從國情出發(fā)搞好水廠自動化建設(shè)
論文類型 | 運營與管理 | 發(fā)表日期 | 2001-05-01 |
來源 | 2001年全國水處理自動化控制學術(shù)研究會年會 | ||
作者 | 王都喜 | ||
關(guān)鍵詞 | 水廠 自動化 PLC 控制單元 | ||
摘要 | —— 普寧蓮花山水廠自動化系統(tǒng)介紹 王都喜 順德科力給排水工程發(fā)展有限公司 摘要:本文介紹了由國內(nèi)自控公司自行研制開發(fā)的普寧市蓮花山水廠自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),對系統(tǒng)中的幾個網(wǎng)絡(luò)配置進行了說明,最后詳述了水廠自控系統(tǒng)的幾個主要控制單元的功能,并對整個自動化系 ... |
—— 普寧蓮花山水廠自動化系統(tǒng)介紹
王都喜
順德科力給排水工程發(fā)展有限公司
摘要:本文介紹了由國內(nèi)自控公司自行研制開發(fā)的普寧市蓮花山水廠自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),對系統(tǒng)中的幾個網(wǎng)絡(luò)配置進行了說明,最后詳述了水廠自控系統(tǒng)的幾個主要控制單元的功能,并對整個自動化系統(tǒng)進行總結(jié)。
關(guān)鍵詞:水廠、自動化、PLC、控制單元
一、概述
隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,水對人民生活與生產(chǎn)的影響日益加強,對供水的質(zhì)量與安全可靠性的要求不斷提高。自80年代以來,隨著微電子等現(xiàn)代科技高速發(fā)展,水工業(yè)專用檢測儀表與裝備不斷發(fā)展與完善,大大地推動供水系統(tǒng)的自動監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展。濁度、pH值等水質(zhì)關(guān)鍵參數(shù)的在線檢測質(zhì)量過關(guān),微電腦控制器、計量泵、調(diào)節(jié)閥等控制、執(zhí)行設(shè)備性能良好,加之西方發(fā)達國家雄厚的經(jīng)濟實力與技術(shù)基礎(chǔ),國外供水系統(tǒng)的自動監(jiān)控已得到普遍應用,一些水廠己實現(xiàn)全自動運行。這種高度自動化運行的模式是符合西方國情的。我國自80年代中后期起,陸續(xù)有一些較大型的水廠利用外資建設(shè),同時引進了成套的水廠現(xiàn)代化監(jiān)控儀表與設(shè)備。一些水廠自動監(jiān)控基本照搬西方的模式,雖然采用了龐大的自動化系統(tǒng)、投資很大,然而在一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)上的調(diào)控功能并不強,供水管網(wǎng)沒有管網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng),不能全面實時監(jiān)視水廠及管網(wǎng)運行情況,給供水企業(yè)的運行和管理造成困難。研制開發(fā)城市供水系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng),必須考慮到中國供水行業(yè)的技術(shù)與經(jīng)濟力量,我國水廠目前的基本現(xiàn)狀是;水工業(yè)整體裝備基礎(chǔ)薄弱,技術(shù)水平低,多數(shù)水廠面臨缺資金、少技術(shù),成套國外監(jiān)控設(shè)備買不起。這一實際情況決定了發(fā)展中國供水行業(yè)的現(xiàn)代化不能全盤照搬西方發(fā)達國家的經(jīng)驗,通過引進,學習國外的先進技術(shù),結(jié)合國情研究開發(fā)出適合國情的水廠自動化控制系統(tǒng)。我們在普寧蓮花山水廠自動化系統(tǒng)建設(shè)中,引進了國外先進的加藥、加氯、閥門設(shè)備,在工藝處理的關(guān)鍵部位安裝在線式智能儀表,發(fā)揮國內(nèi)自控公司的技術(shù)力量,建設(shè)了一個較為先進的自動化水廠。
二、普寧供水局情況
普寧地處粵東經(jīng)濟不太發(fā)達地區(qū),至八十年代末,全市僅有一個平頭嶺水廠日供水能力3.2萬m3,1995年又建成了日供水能力3萬m3湯坑水廠市區(qū)建設(shè)規(guī)模從1985年的10.5平方公里擴展至21.34平方公里,市區(qū)自來水用戶從1985年的15000戶增加到1995年的41000戶,市區(qū)迅速擴大與供水滯后的矛盾異常突出,市區(qū)很多區(qū)域供水不足,水壓水質(zhì)偏差,徹底改變普寧市區(qū)及周邊地區(qū)的供水問題,促進經(jīng)濟發(fā)展成為當前市領(lǐng)導的重大事情,在市政府的直接領(lǐng)導下,于1996年4月成立供水局,普寧蓮化山水廠工程建設(shè)指揮部正式成立。通過政府貸款、華僑捐款、國債、企業(yè)自籌多渠道籌措資金建設(shè)一個日產(chǎn)20萬m3(首期10萬m3)蓮花山水廠。水廠自動化工程于1999年5月進行公開招標,幾經(jīng)篩選,最后由廣東順德科力給排水工程發(fā)展有限公司中標承建該項工程,于2000年3月普寧蓮花山水廠自動化系統(tǒng)正式投入運行。
三、自動化控制系統(tǒng)組成
普寧供水局下屬有三家水廠:即平頭嶺水廠、湯坑水廠、蓮花山水廠(新建),分布在市區(qū)25公里范圍內(nèi)。通過建立蓮花山水廠自控系統(tǒng),使蓮花山水廠自動控制系統(tǒng)、供水局無線電供水調(diào)度及供水局的管理信息系統(tǒng)聯(lián)接起來,組成供水管理局的企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)。自控系統(tǒng)和調(diào)度系統(tǒng)所采集到三間水廠和幾個管網(wǎng)壓力實時數(shù)據(jù)送供水管理局管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫,被供水局企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)中的所有子系統(tǒng)共享,在供水管理局內(nèi)部網(wǎng)上任何一個終端在授權(quán)情況下能監(jiān)視到平頭嶺水廠、湯坑水廠、蓮花山水廠和管網(wǎng)的運行情況,對水廠的各類生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)進行監(jiān)測和控制,動態(tài)掌握三間水廠及管網(wǎng)的運行情況,做到心中有數(shù)、合理調(diào)度,降低生產(chǎn)運行成本,提高生產(chǎn)效益,提高管理局和水廠的生產(chǎn)管理水平,自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
自動化系統(tǒng)分成兩個網(wǎng)絡(luò),一個是供水局與蓮花山水廠通過一對HUB構(gòu)成點對點通訊與供水管理局組成的以太局域網(wǎng),另一個是新建的蓮花山水廠作為一個獨立的自控系統(tǒng),建立水廠的工業(yè)控制網(wǎng)一Mondbus plus網(wǎng)。從圖1中可以看出,共有七個SCADA節(jié)點和一個查看節(jié)點以以太網(wǎng)構(gòu)成LAN,蓮花山水廠中控室一臺電腦配置Fix Sewer,供水局調(diào)度室配置一臺Fix Client查看節(jié)點,提供共享數(shù)據(jù)。
1、蓮花山水廠與供水局通訊
蓮花山水廠與供水局大樓僅一墻之隔,相距約100米,直接將水廠中控室兩臺電腦接入到公司的網(wǎng)絡(luò)中,在水廠中控室與供水局調(diào)度室各配置一對HUB接線器構(gòu)成點對點的以太局域網(wǎng),采集水廠的實時數(shù)據(jù)送到供水局服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中,實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
2、無線電供水調(diào)度系統(tǒng)
供水局無線電供水調(diào)度系統(tǒng)于九七年建成,該系統(tǒng)投入三年以來,基本到達原設(shè)計要求,但隨著普寧供水管網(wǎng)的不斷擴大,蓮花山水廠的建設(shè)、供水局辦公大樓的搬遷,以及近年來計算機、自動化及遙測技術(shù)的發(fā)展和新產(chǎn)品的出現(xiàn),原有的無線電供水調(diào)度系統(tǒng)不能適應新的形勢發(fā)展的要求。需要對無線電調(diào)系統(tǒng)進行改造擴容。為了節(jié)省資金,保留原有的普寧市供水管理局無線電供水調(diào)度系統(tǒng)端機和電臺設(shè)備,在原系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了4個管網(wǎng)測壓點,將調(diào)度中心遷至供水局新辦公大樓。
3、蓮花山水廠與里湖泵站通訊
里湖泵站與蓮花山水廠18Km,實現(xiàn)兩地之間的通訊有無線和有線兩種方式,采用無線擴頻通訊方式與水廠自控系統(tǒng)通訊,具體有兩種方案:第一種方案在水廠自控系統(tǒng)中配置一個Modbus到Modbus Plus網(wǎng)橋,在里湖泵站PLC接一臺無線擴頻收發(fā)設(shè)備,在網(wǎng)橋BM85上接一臺無線擴頻收發(fā)設(shè)備實現(xiàn)里湖泵站與水廠PLC之間的數(shù)據(jù)通訊。第二種方案是在里湖泵站計算機接一臺無線擴頻收發(fā)設(shè)備,在水廠中控室電腦上接一臺無線擴頻收發(fā)設(shè)備,實現(xiàn)兩地計算機之間通訊。第一種方案將里湖泵站PLC通過網(wǎng)橋直接接入水廠自控網(wǎng)絡(luò), 成為一個分控站,整個水廠自控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較好、可靠性高,但需要增加網(wǎng)橋設(shè)備,成本較高。第二種方案實現(xiàn)兩地計算機之間通訊,無需增加設(shè)備,造價較低,但可靠性較差。在蓮花山水廠自控系統(tǒng)的實施過程中,兩種方案都進行了實驗,由于普寧地區(qū)地處出區(qū),兩地相距較遠,中間被山相隔,接收的信號經(jīng)常出現(xiàn)中斷數(shù)據(jù),解決這一問題的辦法是需在兩地之間的山上建立一個信號中繼塔,工程造價太大。系統(tǒng)在運行一段時間后改為租用電信局專用電話線,很好地解決了兩地之間的通訊,但租用專用電話線存在著月租費用較高,依賴于電信局線路可靠性有限的問題。
4、水廠自控系統(tǒng)PLC選型及網(wǎng)絡(luò)
目前國內(nèi)外水廠自控系統(tǒng)比較常見的型式是工業(yè)計算機(IPC)和可編程序控制(PLC)組成的分布式控制系統(tǒng)。其性能已達到DCS的要求,價格比DCS系統(tǒng)低,且開發(fā)方便。普寧蓮花山水廠的自控系統(tǒng)采用計算機-PLC控制系統(tǒng)。FLC自控產(chǎn)品種類很多,水廠應用較多的PLc產(chǎn)品有美國AB公司的PLc—5、德國SIEMENS公司的S5、S7以及法國施耐德公司的Quantun等產(chǎn)品,各家公司同檔次的PLC性能大同小異,其價格也相差無幾,考慮到在廣東粵東地區(qū)施耐德公司的產(chǎn)品應用較廣,工程技術(shù)人員對該公司的產(chǎn)品比較熟悉,對將來的維護和使用帶來方便,我們選用了Quantun43412高性能PLC產(chǎn)品。編程軟件為ConCept2.1,上位監(jiān)控軟件為Intellution公司Fi7.O
水廠控制網(wǎng)絡(luò)采用Modicon公司的Modbus Plus網(wǎng),該網(wǎng)絡(luò)是一種對等的令牌網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)傳輸速率為1Mbit/s,不使用中繼器傳輸距離達450米,水廠網(wǎng)絡(luò)總長約1000米,網(wǎng)絡(luò)上配置兩個中繼器NWRR85。
蓮花山水廠按照水廠的工藝配置、測控點的位置、數(shù)量,兼顧使用和維護的方便,水廠共分成五個分控站。即里湖泵房分控站、投藥消毒分控站、濾池分控站、二級泵房分控及水廠中央控制室。
四、自動化的幾個主要控制單元
1、投藥棍凝單元
加藥是水質(zhì)凈化最重要的環(huán)節(jié),而準確投加所需要的藥量則是取得較好混凝效果的關(guān)鍵。影響藥劑投加量的因素極為復雜,除混凝過程的水力條件外,還有原水懸浮物含量、粒徑組成、肢體顆粒性質(zhì),因此混凝投加控制是水廠控制的重點。
加藥控制普遍應用計量泵控制投加,國內(nèi)有些水廠利用原水流量優(yōu)化控制投加泵的頻率,計量泵沖程由現(xiàn)場手動或電腦上遙控;也有一些水廠采用流動電流儀內(nèi)置的PID功能閉環(huán)控制投加泵的頻率,計量泵沖程由現(xiàn)場手動或電腦上遙控。這兩種控制方法簡單,投資省,在水質(zhì)和原水流量比較穩(wěn)定時控制混凝投加效果較好,但當雨季原水濁度較大時就很難控制加藥量,特別是當原水流量發(fā)生突變,加藥量不能迅速響應原水流量的變化。蓮花山水廠加藥控制系統(tǒng)采用原水流量比例控制計量泵頻率,加藥混凝后的sc值反饋閉環(huán)控制投加泵的沖程。亦即:粗調(diào)頻率、微調(diào)沖程,領(lǐng)率和沖程均由加藥分控站PLC自動控制,確保原水流量發(fā)生階躍變化或原水濁度大幅變化時,控制系統(tǒng)的響應速度和穩(wěn)定性,最大限度地擴大控制范圍,保證投加效果,節(jié)約藥耗,其系統(tǒng)更具有靈活性。加藥控制系統(tǒng)的示意圖如圖2所示。
加礬計量泵控制頻率和沖程的數(shù)學模型如下:
If=Kf·Qm
其中: If—頻率控制量
Is—沖程控制量
B—輸出補償或前饋
E—偏差(SCD的設(shè)定值SP-過程變量PV)
Kp—比例增益參數(shù)
Ki—積分增益參數(shù)
Kd--分調(diào)節(jié)參數(shù)
Qm—原水流量瞬時值
加礬計量泵共三臺,根據(jù)加藥量一用二備,或二用一備,計量泵為美國Miltroy公司產(chǎn)品。計量泵頻率和沖程控制直接由PLC控制。在水廠自動化研制過程中,用一個國產(chǎn)手操器作現(xiàn)場手動調(diào)節(jié)控制沖程,不需配置計量泵沖程控制器,每臺計量泵沖程控制器價格一般在800美元以上,可大大減少設(shè)備成本。
2、加灰控制單元
原水為河水,水質(zhì)偏酸性,增加投石灰控制單元,控制原理由原水流量作前饋和混合后的pH值作反饋,組成帶前饋和反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng),由PLC控制器內(nèi)置PID功能經(jīng)優(yōu)化設(shè)計,控制加灰泵的頻率,沖程由電腦遙控或現(xiàn)場手動控制。
加灰計量泵共三臺,根據(jù)加灰量—用二備,或二用一備,計量泵為美國Miltroy公司產(chǎn)品。加灰控制計量泵頻率的數(shù)學模型同加礬控制計量泵沖程相同。
3、加氯消毒單元
加氯分前加氯和后加氯,前加氯作預處理,有效殺死藻類、魚類,避免其在沉淀池和濾池里大量繁殖;后加氯的作用直接關(guān)系到出廠水的水質(zhì)指標,保證供水管網(wǎng)含有一定氯,避免細菌繁殖。
前加氯機兩臺,美國W&T公司提供的V2020柜式真空加氯機,帶SCU控制器,互為備用。加氯機本身帶有比例控制單元(SCU)用于現(xiàn)場控制,自動控制直接由PLC控制器完成。
前加氯控制原理:按原水流量比較控制前加氯,其控制的數(shù)學模型如下:
If=Kf·Qm
其中: If—前加氯控制量(由原水流量確定)
Kf——比例系數(shù)
Qm—原水瞬時流量
比例系數(shù)Kf的設(shè)定根據(jù)原水水質(zhì)情況一般在1.5—2.5mg/L之間,這個參數(shù)設(shè)置成可調(diào)系數(shù),在上位機上由操作人員設(shè)定。
特別需要說明的是,加氯機的真空度必須在400——-800mbar之間才能較好地控制加氯,由于水壓或水射器原因,經(jīng)常造成加氯機的真空度差,導致加氯量與控制器的給出量不一致,在實際運行中,這種情況還不易發(fā)現(xiàn),因此,僅僅用原水流量開環(huán)控制前加氯量還不夠準確,為了確保加氯機給出的加氯量與要求的一致,在工程中我們對前加氯也采用閉環(huán)控制,用原水比例值I0作設(shè)定值,加氯機的開度即加氯量作反饋組成閉環(huán)控制系統(tǒng),控制加氯機的開度。
后加氯機兩臺,美國W&T公司提供的V2020柜式真空加氯機,帶PCU控制器,互為備用。
后加氯控制原理:以濾后水流量作前饋,濾后水在清水池入口處混合后的游離余氯作反饋,通過PID調(diào)節(jié)控制后加氯量,使游離氯控制在一定的范圍內(nèi)。要控制出廠水余氯,按嚴格的要求應該直接控制出廠水余氯。在實際生產(chǎn)中,由于濾后水在清水池滯留時間長,清水池內(nèi)游離氯少,會造成清水池腐蝕,實際生產(chǎn)證明,通過控制清水池入口處的余氯,亦即控制了出廠水余氯,也就沒必要再控制出廠水余氯,節(jié)省工程造價。
在水廠自動化研制過程中,加氯機本身帶有過程控制單元(PCU)用于現(xiàn)場控制,后加氯直接由PLC控制器自動完成。由于工藝配置時,消毒投藥設(shè)備一般都集中加藥間,與濾后水投加點相距較遠,控制系統(tǒng)存在一個時間滯后的問題,解決滯后的問題方法有幾個,將濾后水余氯分析儀設(shè)置在濾后水采樣點附近,縮短采樣時間,配置增壓泵、還可以加大加氯管的直經(jīng),大大減小了投加時間。在控制系統(tǒng)實施過程中,后加氯由PLC控制器來控制投加,由濾后水流量作前饋,濾后水余氯值作反饋信號,組成一個帶前饋和反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng),如圖3所示。加氯機開度的數(shù)學模型:
If=Kf·Qm
IO=Kp.E+Ki∫otEDT+Kd.d(E)/dt+B
其中:If——后加氯最小值(由濾后水流量確定)
IO——后加氯控制量
B——輸出補償或前饋
E—偏差
Kf—比例系數(shù)
KP—比例增益參數(shù)
Ki—積分增益參數(shù)
Kd——微分調(diào)節(jié)參數(shù)
Qm—濾后水瞬時流量
由加氯機自帶的比例控制單元(SCU)和過程控制單元(PCU)與直接由PLC控制器經(jīng)優(yōu)化PID控制兩種控制加氯方式比較,從控制效果上來講,PLC控制加氯效果更好,通過調(diào)試,找到最佳的FID參數(shù):比例因子、積分因子、微分因子,以及前饋量,而且控制系統(tǒng)更具靈活性,隨著水質(zhì)參數(shù)的大幅變化,僅需在中控電腦上對PID參數(shù)進行修正,特別是每臺加氯機節(jié)省了一個SCU或PCU控制單元,每臺SCU或PCU單元造價一般在1000美元以上,大大節(jié)省了設(shè)備成本。
4、濾池控制單元
過濾是水處理工藝的最后的把關(guān)環(huán)節(jié),其控制系統(tǒng)的開發(fā)研制也是水處理工作者多年來一直研究的課題之一。目前濾池的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式大致有兩種,其一是整個濾池由一臺PLC集中完成濾池的過濾和反沖洗控制,其二是每格濾池由一臺小型PLC控制,公共反沖部分由一臺較大的PLC完成控制,濾池系統(tǒng)組成自成一個控制網(wǎng)絡(luò)。這兩種控制系統(tǒng)形式在水廠比較常見,各具特點。前一種方式,控制集中、簡單、造價較低,但整個控制系統(tǒng)的由一臺PLC完成,程序、調(diào)試工作量大,而且一旦PLC損壞,造成整個濾池不能自動控制,可靠性差;后一種控制系統(tǒng),每格濾池控制分散,可靠性高,而且每格濾池的程序編制一樣,僅需編制、調(diào)試好一格濾池即可,大大地減少了工作量,但系統(tǒng)配置復雜,成本高。蓮花山水廠濾池控制系統(tǒng)采用后一種控制方式,由公共PLC和每格濾池PLC組成濾池控制網(wǎng)絡(luò),每格濾池操作臺內(nèi)置一臺小型的Momentum系列PLC,完成每格濾池的過濾控制和數(shù)據(jù)采集,并與公共PLC交換數(shù)據(jù)信息。由公共PLC負責反沖洗控制和與其它分控站及中控室通訊。從蓮花山水廠運行一年多來看,實現(xiàn)了濾池的恒水控制,自動反沖洗控制,實現(xiàn)三臺沖洗水泵和三臺鼓風機輪循控制。
5、泵站控制單元
里油泵站和送水泵站設(shè)備配置相同,有四臺10kV送水泵機組和高、低壓配電設(shè)備,主要實現(xiàn)對高、低壓設(shè)備和水泵機組的遙控、保護,并對水質(zhì)及運行參數(shù)的的在線監(jiān)測。
6、中控室
水廠中控室配置兩臺電腦,一臺用于操作,另一臺用于監(jiān)視,互為備用,提高系統(tǒng)的可靠性。
基于Windows NT平臺下開發(fā)的Intellution公司監(jiān)控軟件Fix7.0,具有良好的人機界面功能,功能強大,簡單易開發(fā),非常適合水廠開發(fā)監(jiān)控畫面。在水廠工藝總平面監(jiān)控畫面上點擊某一點,自動顯示該單元的控制畫面;在設(shè)備畫面上點擊,自動顯示設(shè)備操作畫面,對設(shè)備進行啟、停操作和優(yōu)化參數(shù)設(shè)定;在水廠工藝流程畫面上點擊,自動顯示工藝參數(shù)趨勢曲線。在蓮花山水廠自動化系統(tǒng)中,我們開發(fā)了一套適合于水廠生產(chǎn)要求全套監(jiān)控畫面,畫面立體設(shè)計,形象逼真,簡便,易操作。
為了保證生產(chǎn)數(shù)據(jù)可靠、準確,生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)均由PLC采集并處理,生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)均由PLC運算處理,直接產(chǎn)生小時生產(chǎn)數(shù)據(jù)、日生產(chǎn)數(shù)據(jù)、月生產(chǎn)數(shù)據(jù)、季生產(chǎn)數(shù)據(jù)、年生產(chǎn)數(shù)據(jù),—般情況下PLC是不會中斷運行的,F(xiàn)ix7.0監(jiān)控軟件還具有數(shù)據(jù)補調(diào)功能,即使有某些數(shù)據(jù)丟失,還可以補調(diào)回來,避免了電腦數(shù)據(jù)因關(guān)機、停電、或電腦故障等原因,造成數(shù)據(jù)丟失,無法產(chǎn)生完整的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。蓮花山水廠開發(fā)了適合生產(chǎn)管理的生產(chǎn)日志、生產(chǎn)日報表、生產(chǎn)月報表、生產(chǎn)季報表、生產(chǎn)年報表、生產(chǎn)年臺賬,水廠自動化投入運行一年多來,生產(chǎn)報表準確,給水廠生產(chǎn)管理提供了極大的方便,大大地減少了過去繁重的數(shù)據(jù)處理工作。
7、供水局調(diào)度室
供水局調(diào)度室與水廠中控室構(gòu)成點對點的以太局域網(wǎng)通信,調(diào)度室配置一個2.5米高、10米寬大型模擬屏,一邊顯示蓮花山水廠的工藝流程和平頭嶺水廠、湯坑水廠的主要工藝水質(zhì)參數(shù)和設(shè)備運行狀態(tài),另—邊顯示供水調(diào)度系統(tǒng)管網(wǎng)圖,顯示各測壓點的壓力。將水廠工藝流程和供水管網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)在同一個模擬屏顯示,使整個供水局生產(chǎn)情況,一目了然,管理非常方便。調(diào)度室作為供水管理部門,只對生產(chǎn)進行調(diào)度,但不能對蓮花山水廠設(shè)備進行操作。
8、系統(tǒng)的安全性
供電電源的可靠性:雙電源市電保證供電可靠,另外公司調(diào)度室和水廠中控室及各分控站配置有在線式UPS電源,能確保PLC、儀表等自控設(shè)備不會因市電短時停電中斷工作。系統(tǒng)后備;水廠控制室內(nèi)兩臺電腦和調(diào)度室內(nèi)兩臺電腦可互相備用。
防雷擊措施:普寧城區(qū)屬多雷發(fā)區(qū),經(jīng)調(diào)查水廠附近的電信、電視廣播中心等幾家單位經(jīng)常遭遇雷擊,造成了巨大的經(jīng)濟損失。在蓮花山水廠自動化實施過程中,系統(tǒng)的防雷措施顯得格外重要。自控公司和佛山富蘭防雷研究所反復討論防雷方案,首先做好防直接雷的措施,對各建建筑物裝設(shè)避雷帶和接地系統(tǒng),保證接地電阻小于1歐姆;同時對自控系統(tǒng)供電電源采用雷電波波前零秒響應裝置防雷,克服國內(nèi)外避雷器在對特別尖銳雷電脈沖因沖動延時的瞬時(ns級)設(shè)備被毀的弊病,滯后雷電波到達的時間;儀表信號傳輸線、PLC及計算機設(shè)備網(wǎng)絡(luò)線是傳輸、擴展雷電波雷害的主要途徑之一,為了杜絕由信號線引入的感應雷和雷電“二次反擊”造成的損毀,在信號線的進出端串接安裝防感應雷的信號避雷器。經(jīng)過兩個雷雨季節(jié)的考險,自控制系統(tǒng)未到雷擊破壞,保證了自控制系統(tǒng)的正常運行。
五、結(jié)束語
普寧蓮花山水廠自動化系統(tǒng)自2000年3月投入運行,一年多來出廠水濁度控制在1.0NTU以內(nèi),達到一級水司的標準,其它水質(zhì)參數(shù)如余氯、PH均控制良好。通過不斷摸索和提高,逐步掌握了其運行規(guī)律,生產(chǎn)管理日趨成熟,下面就蓮花山水廠自動化作一個簡單總結(jié)。
1.實現(xiàn)供水局對下屬幾家水廠全盤調(diào)度,數(shù)據(jù)采集準確、可靠。
2.實現(xiàn)加礬、加氯自動控制,濾池恒水位過濾、反沖洗控制,泵站設(shè)備的遙控,大大降低工人勞動強度,改善工作條件,提高工作效率。
3.實現(xiàn)生產(chǎn)的優(yōu)化控制,強化工藝處理效果,確保出廠水水質(zhì)。出廠水質(zhì)各項指標均符合或優(yōu)于國標。
4.先進的自動化技術(shù)提高了凈水生產(chǎn)的穩(wěn)定性、連續(xù)性與供水的安全性、符合供水行業(yè)現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的要求。
5.系統(tǒng)采取的防雷擊措施,通過幾個雷雨季節(jié)的考驗,證明是有效的。
6.通過國內(nèi)自控公司自行開發(fā)、設(shè)計,在工藝關(guān)鍵部位采用進口的在線智能儀表和設(shè)備與國產(chǎn)設(shè)備相結(jié)合,大大節(jié)省了工程造價。
我國水廠遍布全國各地,普遍需要建立自動化監(jiān)控系統(tǒng),但長期受經(jīng)濟、技術(shù)等因素困擾而難以實現(xiàn),蓮花山水廠通過國內(nèi)自控公司自行設(shè)計、開發(fā)取得成功,大大地減少了系統(tǒng)的造價,對全國各地水廠尤其是經(jīng)濟不發(fā)達的地區(qū)水廠建設(shè)提供了成功應用的經(jīng)驗。
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