1  水廠簡介

　　山東省引黃濟(jì)青工程棘洪灘水庫配套水廠是山東省引黃濟(jì)青工程管理局青島分局2004年度“211”重點(diǎn)工程之一，是為進(jìn)一步促進(jìn)棘洪灘水庫周邊城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展而建設(shè)的重點(diǎn)項(xiàng)目。該水廠設(shè)計規(guī)模為日供水量4萬立方桨座，其主要建筑物有：一級泵房、斜管沉淀池（緩建）蛉幸、V型濾池破讨、清水池、二級泵房及加藥加氯間等奕纫，水處理工藝較先進(jìn)提陶。

　　2  水廠自動化控制系統(tǒng)組成

　　該水廠自動化監(jiān)控系統(tǒng)為監(jiān)控中心與HOLLiAS-PLC構(gòu)成的集散型工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)時網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，其中監(jiān)控中心由一個工程師站匹层、兩個操作員站組成隙笆，兩個操作員站同時又作為一主一從服務(wù)器用來存儲實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)；PLC系統(tǒng)由三個PLC主控制站升筏、八個子PLC控制站及一個遠(yuǎn)程I/O站等單元組成仲器，其中，三個PLC主控制站與監(jiān)控中心之間由光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)組成環(huán)網(wǎng)，以提高網(wǎng)絡(luò)可靠性乏冀，各控制站與其子站間由PROFIBUS DP現(xiàn)場總線組成現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)蝶糯。水廠自控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如圖1所示。

　　3  水廠自動化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能

　　該水廠設(shè)計采用三種控制方式辆沦，即監(jiān)控中心遠(yuǎn)程控制昼捍、現(xiàn)場PLC控制、設(shè)備現(xiàn)場手動控制等丛滋，其優(yōu)先級別分別為：現(xiàn)場手動控制最高央匀，其次為現(xiàn)場PLC控制，最低為監(jiān)控中心遠(yuǎn)程控制技窝。各自動控制單元實(shí)現(xiàn)的功能分別是：

圖1  水廠自控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖

　　3.1  一級泵房控制站（2#RI/O）

　　采用HOLLiAS-PLC FM214-2BP02 CPU模塊试著，是加氯加藥控制站的DP從站，主要實(shí)現(xiàn)的功能有：采集取水電動機(jī)叙冕、電動蝶閥及現(xiàn)場儀表的狀態(tài)信號及數(shù)據(jù)信號并對以上設(shè)備發(fā)送控制信號橱柒，通過預(yù)裝PID調(diào)節(jié)程序自動調(diào)節(jié)電動機(jī)運(yùn)行頻率和電動調(diào)節(jié)蝶閥的開度。

　　3.2  加藥加氯間PLC（1#PLC）站

　　采用HOLLiAS-PLC FM214-2BT02 CPU模塊鹉某，是一級泵房控制站的DP主站主靡，主要實(shí)現(xiàn)的功能有：采集現(xiàn)場設(shè)備和儀表的狀態(tài)信號和數(shù)據(jù)信號，并對其發(fā)送控制信號继躁，通過自動控制程序?qū)崿F(xiàn)加氯和加藥設(shè)備的自動運(yùn)行控制：根據(jù)原水流量自動控制加礬量和前加氯量否艺；根據(jù)濾后水余氯反饋信號控制后加氯投加量。

　　3.3  濾池主站（3#PLC0）

　　采用HOLLiAS-PLC FM214-2BT02 CPU模塊虎炸，是V型濾池的控制主站盒苛，主要實(shí)現(xiàn)的功能有：作為主控制器與三個子控制站聯(lián)系，監(jiān)控6個濾池及反沖洗系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)身堡，控制根據(jù)該水廠實(shí)際供水情況邓尤，自動實(shí)現(xiàn)濾池的恒水位過濾（正常工作狀態(tài)），并實(shí)現(xiàn)對濾池的自動盾沫、定時或強(qiáng)制反沖洗三種控制方式裁赠。

　　3.4  1#～6#濾格（3#PLC1～3#PLC3）從站

　　采用HOLLiAS-PLC FM115-6BL21 CPU模塊，是V型濾池的控制從站赴精，主要實(shí)現(xiàn)的功能有：根據(jù)該水廠生產(chǎn)的實(shí)際情況佩捞，進(jìn)行濾池的恒水位過濾（正常工作狀態(tài)），并可實(shí)現(xiàn)濾池的自動蕾哟、定時或強(qiáng)制反沖洗控制一忱；根據(jù)濾池水位，通過預(yù)裝PID調(diào)節(jié)程序調(diào)節(jié)清水閥的開啟度谭确，實(shí)現(xiàn)濾池恒水位過濾帘营；根據(jù)濾池水頭損失和過濾周期票渠，與設(shè)定值相比較，達(dá)到?jīng)_洗條件時向3#PLC0發(fā)出“請求沖洗”信號芬迄，得到允許后裙闪，自動完成本格濾池的反沖洗。

　　3.5  二級泵房（4#PLC）站

　　采用HOLLiAS-PLC FM214-2BT02 CPU模塊瘤贷，是二級泵房控制主站俯够，與五個子控制站組成現(xiàn)場控制系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)的功能有：采集現(xiàn)場設(shè)備和儀表的運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)信號招惜，并根據(jù)用戶實(shí)際的用水情況峰适，通過預(yù)裝PID調(diào)節(jié)程序自動調(diào)節(jié)電動機(jī)運(yùn)行頻率，達(dá)到恒壓供水的目的棚泛；根據(jù)出水總管實(shí)際壓力自動開啟或關(guān)閉水泵運(yùn)行臺數(shù)靶姻，并通過預(yù)裝PID調(diào)節(jié)程序調(diào)節(jié)2#或3#電機(jī)變頻器的運(yùn)行頻率，達(dá)到恒壓供水的目的牢米。

　　3.6  監(jiān)控中心

　　該水廠計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用SmartPro3.1.2系統(tǒng)怀拨，該系統(tǒng)提供了友好的人機(jī)界面，具備如下功能：

　　(1)  實(shí)現(xiàn)了工藝流程監(jiān)控

　　該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了水廠整體工藝流程狮屏、各主要工藝設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)结阅、過程控制及各生產(chǎn)環(huán)節(jié)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時采集與顯示仓陆，主要畫面有：全廠工藝流程圖瞎嬉、一級泵房工藝流程圖、濾池工藝流程圖厚柳、二級泵房工藝流程圖氧枣、加藥加氯間工藝流程圖及在線儀表實(shí)時參數(shù)顯示表、生產(chǎn)數(shù)據(jù)歷史趨勢圖等别垮。實(shí)現(xiàn)的工藝生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控功能有：所有被監(jiān)控制設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)便监、啟停控制碳想、設(shè)備與設(shè)備之間的連鎖控制烧董、工藝參數(shù)的PID設(shè)定以控制設(shè)備開啟度，以及設(shè)備溫度胧奔、電流逊移、壓力、液位龙填、流量等參數(shù)的顯示胳泉、報警、記錄岩遗、趨勢以及累積量計算等扇商。

　　報表打印所有受控設(shè)備的工作情況、工作狀態(tài)，儀表測點(diǎn)設(shè)備的溫度桑趴、流量盟拨、壓力、液位等參數(shù)的定時記錄打印盔连，以及各種管理報表兆剃、班報表、日報表华媳。

　　(2)  系統(tǒng)的安全管理

　　對重要設(shè)備的操作被核、重要參數(shù)的修改均會自動記錄，包括登錄的操作員娇紊、對設(shè)備進(jìn)行的操作勃提、時間以及修改前的參數(shù)值、修改后的參數(shù)等触茎，以利于進(jìn)行管理及事故分析凹尺。

　　另外，系統(tǒng)設(shè)置為多用戶希俩、多區(qū)域方式吊宋，各類用戶均有自己的用戶名和密碼，對應(yīng)著不同的安全級別颜武，決定了操作員可觀察的范圍璃搜、可使用的功能、可修改的參數(shù)等鳞上。最多可以設(shè)置為8級用戶这吻、8級區(qū)域。

　　4  該套水廠自動控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

　　(1)  實(shí)現(xiàn)全過程自動調(diào)節(jié)

　　該水廠自動調(diào)節(jié)由預(yù)設(shè)PID程序控制篙议，主要調(diào)節(jié)點(diǎn)是：

　　利用折板反應(yīng)池預(yù)設(shè)水位自動調(diào)節(jié)進(jìn)水管道電動調(diào)節(jié)碟閥開啟度唾糯，以保證按需取水；

　　利用預(yù)設(shè)清水池安全運(yùn)行水位自動調(diào)節(jié)濾池投入運(yùn)行個數(shù)鬼贱，當(dāng)清水池水位較低時逐個增加濾池投入個數(shù)移怯，當(dāng)清水池水位較高時，逐個減少濾池投入個數(shù)这难；

　　利用進(jìn)水量大小并結(jié)合濾池水位設(shè)定值自動調(diào)節(jié)清水閥門開啟度舟误，實(shí)現(xiàn)按需制水；

　　利用預(yù)設(shè)供水壓力自動調(diào)節(jié)水泵電機(jī)運(yùn)行頻率慎瓮，達(dá)到按需供水菜臣；

　　根據(jù)進(jìn)水流量自動調(diào)節(jié)加PAC計量泵運(yùn)行頻率、一次加氯投加量捧法，利用SCD儀所測量加PAC后水中游動離子含量自動調(diào)節(jié)計量泵沖程萄天，達(dá)到自動投加PAC异瞭；利用濾后水余氯含量自動調(diào)節(jié)二次加氯投加量，以保證出廠水含有一定的余氯卦须，殺除出廠水管道中的細(xì)菌防止二次污染等睛宝。

　　(2)  系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)冗余性強(qiáng)

　　該水廠自控系統(tǒng)主網(wǎng)絡(luò)采用了光纖環(huán)網(wǎng)。中央控制室摊壳、加氯加藥控制站（1#PLC）酬楚、濾池控制站（3#PLC）、出水泵房控制站（4#PLC）組成了環(huán)形的光纖網(wǎng)絡(luò)粒颂，這樣保證了一旦在環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的任意點(diǎn)意外斷開的情況下谜珠，不會影響系統(tǒng)通訊功能，同時又實(shí)現(xiàn)了對電氣信號的隔離仑萧，避免了雷電信號士修、浪涌信號在網(wǎng)絡(luò)間的傳輸。

　　(3)  系統(tǒng)性價比高

　　該系統(tǒng)所采用的HOLLiAS-PLC系統(tǒng)設(shè)備性能穩(wěn)定可靠樱衷、擴(kuò)展性強(qiáng)棋嘲、通訊協(xié)議開放、具有較高的性能價格比矩桂；所采用軟件人機(jī)界面友好沸移、實(shí)時性強(qiáng)、監(jiān)控性能優(yōu)越侄榴、執(zhí)行時間快捷雹锣。

　　5  運(yùn)行效果

　　該系統(tǒng)自2005年8月下旬投入試運(yùn)行以來，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠牲蜀，其投用率一直保持在98%以上笆制，實(shí)現(xiàn)了水廠的全自動化運(yùn)行绅这，達(dá)到了設(shè)計要求涣达，同時也保證了供水質(zhì)量（出廠水濁度始終保持在0.2-0.5NTU之間，符合城鎮(zhèn)居民生活飲用水新國家標(biāo)準(zhǔn)证薇，出水壓力可根據(jù)管網(wǎng)實(shí)際情況隨時變頻調(diào)節(jié)）度苔。由于該水廠自動化控制水平較高，這對管理運(yùn)行人員提出了較高要求猬肖，要求運(yùn)行人員業(yè)務(wù)素質(zhì)較高余窖，所掌握的知識面廣、專業(yè)跨度大函以，尤其是計算機(jī)森片、自動化知識要扎實(shí)，但同時也減少了運(yùn)行人員的數(shù)量（全廠運(yùn)行人員共12人轨畏，比常規(guī)水廠運(yùn)行人員數(shù)大大減少）毯炊，經(jīng)濟(jì)效益可觀令袒。

（王德文 于 軍 肖茂亮）

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