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1 項目簡介
隨著城市現代化建設的發展，環境保護、生活用水的要求不斷提高。以前水廠的人工、banzidongshuichangkongzhixitongyijingyuanyuanbunengmanzuxiandaihuashenghuoheqiyeyunzuodexuyao，yincixianjindejisuanjikongzhijishuyingyunersheng。tongguoxianjindezidongkongzhixitong，keshixianduishuichangzhishui、汙水處理、水軟化、送配水等工程運作的監視和控製。江西省新餘市第四水廠於2008年9月建成通水，第一期規模為15萬噸/天。第四水廠采用圖1所示的工藝流程，主要包括取水泵房、加礬加氯間、V型濾池站和送水泵房等控製站。該水廠實現了自動控製和係統主要參數的在線監測；同時為節約水資源，保護水體不受汙染，對濾池反衝洗水進行回收，二期擬對汙泥進行濃縮處理。
圖1
2 係統構成
全廠設中控室及取水泵房、加礬加氯間、V型濾池站和送水泵房等4個PLC子站，考慮到係統盡可能分散的原則，在濾池單池設有PLC控製台，具體見圖2。
各PLC站與中控室之間采用工業以太網通訊聯絡。中控室由2台分別用於生產管理與監控的計算機及2台激光打印機組成。計算機采用Windows XP(sp2)操作係統。其中監控計算機采用世紀星組態軟件開發的應用軟件，可顯示多個包括涉及PLC控製的機電、加礬加氯設備與濾池等在內的模擬畫麵，可對係統的所有設備進行遠程操作和控製，並具備顯示工藝布置圖、實時動態參數、設備的工作狀態及實時/曆史報警信號、在線儀表的實時/曆史趨勢曲線、水泵運行時間等功能，同時可進行離線/在線編程及設定參數的修改，編製和打印生產與管理報表。管理計算機采用Excel軟件，用於采集與存儲監控計算機檢測的主要生產數據，以便用於管理。
依據PLC I/O模塊，涉及PLC自控的設備，均可通過在機旁控製箱手/自動轉換開關、在PLC站操作麵板XBT上設置來實現機旁控製箱、PLC站XBT、中控室監控計算機三地控製。 PLC站XBT上均能夠顯示與設置該站現場操作所涉及到的所有自控設備、儀表等運行參數及上下限報警值，同時這些參數均可通過網絡線傳輸到中控室監控計算機，由它來進行控製。
圖2
取水泵房站
該站主要監控3台水泵機組的運行工況及相關的參數，同時在取水泵房吸水井中裝有水位計，通過PLC可隨時顯示水庫水位狀況。取水泵房水泵機組開/停由清水池水位情況、送水泵的運行情況、用水高峰時段以及送水管網壓力等因素決定。水泵機組隻能在沒有配電線路故障、機組設備完好、出水電動閥門完好並且處於關到位的狀態才可依據程序自動開啟。
加礬加氯站
從取水泵房過來的原水進入位於淨水廠的流量計表井，在此通過在線儀表檢測原水的流量、濁度、pH值、溫度等，並將其轉換成4～20mA DC信號輸入PLC係統為加礬加氯係統提供控製參數。 加礬係統采用2套計量泵（配三菱變頻調速器）投加，變頻器運行頻率由流量信號控製，控製流量為取水流量與回收流量之和，計量泵行程由流動電流儀(SCD)值控製。2 套計量泵1用1備，當正在使用的計量泵出現故障，PLC係統會自動切換。2套投礬係統的礬液取自3個貯礬池，每個貯礬池均裝有液位計，可隨時檢測礬液高度，同時通過裝在貯礬池的攪拌機定時攪拌，可防止藥液沉澱影響濃度。3個貯礬池出礬管線上均裝有電動球閥，通過手/自動轉換開關，可選擇機旁控製箱操作或中控室監控計算機人工操作，也可根據3個貯礬池液位PLC係統自動選擇，切換工作池。
加氯係統采用真空加氯機，三點投加，濾前濾後出水各1台。濾前按比例流量投加，濾後采用流量與餘氯信號雙因子控製投加。加氯機所需的流量信號由PLC係(xi)統(tong)輸(shu)入(ru)，餘(yu)氯(lv)信(xin)號(hao)由(you)餘(yu)氯(lv)分(fen)析(xi)儀(yi)在(zai)線(xian)檢(jian)測(ce)。濾(lv)前(qian)加(jia)氯(lv)機(ji)投(tou)加(jia)的(de)控(kong)製(zhi)流(liu)量(liang)取(qu)自(zi)取(qu)水(shui)流(liu)量(liang)與(yu)回(hui)收(shou)流(liu)量(liang)之(zhi)和(he)，再(zai)減(jian)去(qu)反(fan)應(ying)沉(chen)澱(dian)池(chi)排(pai)泥(ni)用(yong)水(shui)量(liang)。濾(lv)後(hou)加(jia)氯(lv)機(ji)的(de)控(kong)製(zhi)流(liu)量(liang)為(wei)濾(lv)前(qian)加(jia)氯(lv)機(ji)的(de)控(kong)製(zhi)流(liu)量(liang)減(jian)去(qu)濾(lv)池(chi)反(fan)衝(chong)用(yong)水(shui)量(liang)。出(chu)水(shui)加(jia)氯(lv)機(ji)的(de)控(kong)製(zhi)流(liu)量(liang)為(wei)出(chu)廠(chang)水(shui)餘(yu)氯(lv)信(xin)號(hao)。氯(lv)庫(ku)裝(zhuang)有(you)電(dian)子(zi)秤(cheng)和(he)自(zi)動(dong)切(qie)換(huan)單(dan)元(yuan)，同(tong)時(shi)裝(zhuang)有(you)泄(xie)漏(lou)報(bao)警(jing)儀(yi)，通(tong)過(guo)檢(jian)測(ce)泄(xie)漏(lou)報(bao)警(jing)信(xin)號(hao)經(jing)PLC係統可自動啟動氯氣回收裝置，並且PLC係統會自動關閉所有加氯係統等待故障處理。
V型濾池站
該站主要監控5格V型濾池的過濾、fanchongxiguochengjixiangguancanshu。meigelvchijunzhuangyouyigeshuiweijiheyigechayaji，yonglaijiancelvchideyeweihelvchidezusaiqingkuang。lvchideqingshuifaweiwujiketiaobilifa（開啟度為0～100%），根據濾池的液位、阻塞值（即水頭損失值）、清水閥現有開度的反饋信號通過PLC係統自動調整閥門的開度，從而確保濾池恒水位過。濾池反衝洗的控製方式有3 種：①強製反衝；②根據阻塞值PLC係統自動反衝；③根據過濾時間PLC係統自動反衝。優先原則是：第①種方式最為優先，第②種方式次之，最後為第③種。
濾池的操作方式有3種：①單池PLC控製台操作，每格濾池單獨設有PLC控製台，每個控製台裝有5個閥門（進水閥、清水閥、水衝閥、氣衝閥、排汙閥）控製按鍵與1個顯示麵板，可顯示5個閥門；②公共衝洗泵PLC站XBT操作；③中控室監控計算機操作。
公共衝洗泵站
該站主要監控3台鼓風機、3台衝洗泵、2台空壓機開/停、故障信號以及濾池水位、阻塞值等參數及反應沉澱池36個氣動排泥閥的狀態。
送水泵房站
該站主要監控1台變頻水泵與1台大水泵及2台小水泵運行工況及相關的參數，同時在出廠管線上裝有壓力表、流量計、濁度計、餘氯分析儀、pH計等儀器儀表，用於在線檢測出廠水的生產與衛生指標。送水泵房水泵機組開/停由管網壓力等因素決定。送水泵運行必須要求配電係統、機組設備等性能完好，且吸水井達到一定水位才能正常實現。
3 係統特點
3.1 畫麵監控功能豐富，所有需要監測的各種參數的實時和曆史曲線圖，各種運行和管理報表，水廠的工藝流程圖和動畫等顯示。
3.2 實現快速數據采集，並能對這些數據進行處理和分析，處理後的數據記錄到曆史數據庫，以備係統調用和隨時查詢。
3.3 具有完善的報警和安全訪問功能，保證係統的安全。
3.4 係統可擴展性好，與二期汙泥處理工藝、與企業的生產工藝調度、生產水質監控等密切結合的自動信息係統提供接口。
4 軟件應用
中控室監控計算機采用Windows XP操作係統，與各PLC站之間通過以太網交換機，用工業以太網通信聯絡實現資源共享，各PLC站之間通過工業以太網通訊聯絡，除了對本站設備進行操作顯示外，還可了解其他站的情況。
上位監控係統用世紀星V7.22組態軟件開發，該監控係統人機界麵精美，能直觀、生動呈現整個水生產過程中的工藝，動畫形式多樣、直觀、逼真，且與各種型號的PLC通訊簡單。該中控室監控計算機監控係統完成的功能主要有：
A、遠程控製各PLC現場子站，實時接收PLC采集的各種數據，建立檢測參數數據庫；處理並顯示各種數據。
B、監測整個生產工藝流程和各細部的動態模擬圖形。該係統實現了水廠整體工藝流程、各主要工藝設備運行狀態、過程控製及各生產環節生產數據的實時采集與現實。主要流程畫麵有：取水泵房流程圖、加礬間流程圖、加氯間流程、反應沉澱池流程、V型濾池流程、公共衝洗泵房流程、送水泵房流程、10kV一次係統、低壓係統等畫麵。實現的工藝生產設備監控功能有：所有被監控設備的運行狀態、啟停控製、設備與設備之間的連鎖控製、工藝參數的設定，以及設備溫度、電流、壓力、液位、流量等參數的顯示、報警、記錄、趨勢及累積量計算等。
C、從檢測項目中，按需要顯示曆史記錄和趨勢分析曲線。能夠了解生產參數的動態情況，便於生產調度管理。
D、重要設備主要參數的工況及事故報警、打印製表。包括工藝數據報警、設備故障報警、係統故障報警，並根據不同的報警信息提供不同的報警畫麵。
E、編製和打印生產日、月、年統計報表。
F、對各種數據進行實時存儲。
下圖為世紀星開發的組態畫麵示意圖：
圖3
5 小結
該gai係xi統tong實shi現xian了le水shui廠chang全quan自zi動dong化hua控kong製zhi，提ti高gao了le水shui質zhi處chu理li的de效xiao率lv，減jian輕qing了le運yun行xing人ren員yuan的de負fu擔dan，提ti高gao了le水shui廠chang運yun行xing的de安an全quan和he可ke靠kao性xing。世shi紀ji星xing組zu態tai軟ruan件jian開kai發fa的de監jian控kong係xi統tong具ju有you運yun行xing穩wen定ding、操作界麵直觀友好、報警、報表、數據記錄、趨(qu)勢(shi)顯(xian)示(shi)分(fen)析(xi)和(he)安(an)全(quan)管(guan)理(li)等(deng)功(gong)能(neng)完(wan)善(shan)的(de)特(te)點(dian)，完(wan)全(quan)實(shi)現(xian)了(le)規(gui)劃(hua)的(de)功(gong)能(neng)，係(xi)統(tong)操(cao)作(zuo)和(he)維(wei)護(hu)都(dou)十(shi)分(fen)簡(jian)便(bian)，為(wei)水(shui)廠(chang)的(de)安(an)全(quan)運(yun)行(xing)提(ti)供(gong)了(le)可(ke)靠(kao)的(de)保(bao)障(zhang)，並(bing)且(qie)利(li)用(yong)世(shi)紀(ji)星(xing)良(liang)好(hao)的(de)開(kai)放(fang)性(xing)為(wei)係(xi)統(tong)的(de)二(er)期(qi)功(gong)能(neng)集(ji)成(cheng)提(ti)供(gong)了(le)很(hen)好(hao)的(de)接(jie)口(kou)。
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