１３４ 应用科学 ２科０蔫１Ｏ辜崭蟊 年第７期 对水厂自动控制系统主要功能的研究 张华军 （广州市自来水公司，广东广州５１０６１０） 摘要水厂自动控制系统主要负责采集和显示现场仪表、水泵、阀门、搅拌器等设备的运行数据、状态，负责执行通过操作员面板发出的 手动命令和能按照应用软件程序对现场设备进行自动控制，并能自动存储工艺数据和自动打印报表和故障信息等。主要探讨水厂自动化控 制系统的功能。 关键词水厂；控制系统；功能 中图分类号ＴＰ２７３ 文献标识码Ａ 文章编号１６７３—９６７１一（２０１０）０４１—０１３４—０１ 某水厂自动化控制系统包括滤池的全自动控制，加矾、加氯和加氨 １）滤池：按恒水位滤水，当水位高于上限时，调节打开滤水阀 的自动控制，进、出水泵房的自动控制、沉淀池的自动控制，各配电系 门，当水位低于下限时，调节关闭滤水阀门。 统的自动控制，同时由水厂控制室计算机系统对整个水厂各部门的生产 ２）反冲洗泵房：①定时反冲洗：根据实际需要设置合适的定时时 运行现状，进行全面的实时监测和控制。下面分别阐述各部分的功能。 间，ＰＬＣ将根据每组滤池的申请时间进行排队，ＰＬＣ将自动关闭滤池进 １中心控制室 水阀和滤水阀，再打开反冲洗阀和排水阀进行反冲洗，每次反冲洗一组 负责水厂工艺和设备过程控制、数据备份、数据处理。在监控计算 滤池，按照排队顺序依次进行冲洗，先排先冲洗，后排后冲洗。②按阀 机上可以显示水厂各处理单元模拟画面，包括工艺布置图、实时动态参 位开启度自动反冲洗：滤池滤水阀门的开启度间接反映了滤池需要反冲 数、设备的运行状态及实时／历史报警信号、在线仪表的实时／历史趋势 洗的要求程度，因为滤池按恒水位过滤，当滤水阀门的开启度越大，说 曲线等，并周期循环发布日报表、月报表、年度报表。同时，可进行离 明滤料越脏，则滤池需要反冲洗的要求越大。我们可以根据实际运行情 线／在线编程及修改设定参数。 况，在ＰＬＣ中设置一定的开启度（３￣７０％），当滤水阀门达到该开启度 ２现场设备控制层 时，则该组滤池就提出反冲洗申请，然后进行自动反冲洗。③强制反冲 现场设备控制层分为五个分站：取水泵房分站、加药间分站、加氯 洗：根据现场需要，如果想对任何一组滤池随时进行反冲洗时，只要在 ＰＬＣ的操作面板或控制室中对该组滤池输入反冲洗的命令，然后Ｐ【 按 分站、滤池分站、送水泵房分站。 照操作程序自动进行反冲洗。 ２．１取水泵房分站 ３）排水泵房：根据排水水位控制排水泵的开停以及运行台数。根据 由于取水泵房距离水厂距离较远，该分站与厂区控制系统采取有线 设计和实际运行情况可以设定一个排水泵运行水位范围，在这个范围内 通讯的实际操作性难度较大，因此采取了以ＭＯＤＢＵＳ协议（借助总公司 分设几台污水泵的开启和停止水位值，ＰＬＣ通过这些水位值来自动控制 的无线网络）的无线传输方式将该分站的一些重要数据发送至厂区的送 排水泵的运行。 水泵房分站，从而传送到系统网络，传送的信号有取水水位，水泵出水 压力，水泵的开／停做障，开关柜合闸／断开做障，泵机分电量，调节阀 ２．５加氯间分站 监测范围：滤后水流量，滤后水余氯值、压力计，氯瓶重量，泄氯 门的信号。 报警及各设备状态等。 监测范围：取水水位，水泵电流，水泵出水压力，水泵的开／停／故 障，开关柜合闸，断开做障，泵机分电量，泵站总电量，调节阀门的信 ２．６自动控制 号等。 １）加氯：以滤后水流量为前馈量（比例环节）、滤后水余氯为反 自动控制：在取水水位允许的情况下，根据水厂的水库水位操作员 馈量组成闭环系统，根据工艺需要的余氯设定值，输出４－２０ｍＡ电流控制 在ＯＰ３７面板上手动控制水泵的开停，当水库水位较低时，开启或增开取 加氯机进行投加，有效地保证后加氯系统的稳定性和可靠性，较好地适 水泵；当水库水位较高或取水水位较低时，减少取水泵的台数；当取水 应水量和水质的变化，达到消毒的效果。 水位很低或水泵出现或故障水泵电流异常或出水压力异常时，自动控制 ２）中和装置：加氯间装有泄氯报警装置，当泄氯报警探头检测出 系统将不允许开启取水泵。 加氯间的氯气含量超过允许的范围后，将发出声音报警，并将报警信号 ２．２加药间分站 送至ＰＬＣ，由ＰＬＣ自动启动中和装置，降低加氯间的氯气含量，确保人员 安全和降低环境污染。 监测范围：源水流量，源水浊度，源水ＰＨ＋温度，药剂混合池、准 备池的水位，ＳＣＤ值，沉淀池出口浊度以及各设备的运行状况等。 ３）氯气瓶的切换：加氯间有两组氯气瓶，一用一备，相互切换， １）自动加药系统。根据加药准备池的水位状态自动进行输、配药 当氯瓶的重量过低时，系统会发出报警，提醒工作人员进行更换，此时 控制，采用闭环控制加药泵进行自动投加加药量，通过调整加药计量泵 该组氯瓶的气压将会降至很低，ＰＬＣ自动将切换阀开到另外一组氯瓶进 的变频器的频率来实现。采用ＳＣＤ仪与源水流量计一起构成前馈——反 行加氯。 馈控制的混凝自动投加系统。 ２－７送水泵房分站 ２）刮泥桥。刮泥桥的自动控制方式有两种：定时开停；根据沉淀 该分站负责水泵和阀门的监测和控制，出厂水质和变配电系统等设 池出水浊度值进行自动控制。对刮泥桥设置三种运行模式：将沉淀池平 备的监测，并通过ＲＴＵ与取水泵房分站进行通讯。 均分为三段，第一种模式是刮泥桥在沉淀池的进水方向三分之一段来回 检测范围：出厂水瞬时流量，累积流量，余氯，出厂水压力，清水 运行；第二种模式是刮泥桥在沉淀池的进水方向三分之二段来回运行； 池水位，ＰＨ值＋温度，交流电压、交流电流、电量等。 第三种模式是刮泥桥在整个沉淀池上来回运行。由于进水方向的泥量较 自动控制：由“管网压力信号（由压力传感器所测—控制器—变频 多，越往沉淀池出Ｅｌ方向，泥量越少，这样，在进水方向段，可以使刮 器一水泵机组）”构成一个闭环系统。当管网压力低于压力设定值时， 妮桥刮泥的次数增加，在出水方向段，可以减少刮泥次数。即：第一种 ＰＬＣ将自动调增水泵速度或增加水泵台数，以增加供水量和压力；当管 模式运行次数最多，第二种模式运行次数次之，第三种模式运行次数最 网压力高于压力设定值时，ＰＬＣ将自动降低水泵速度或减少水泵台数， 少。刮泥机在排水泵站污水水位过高出现报警时禁止自动开启。 以减少供水量和降低压力。 ２．３滤池分站 该分站包含：２４￣ｉ１滤池，反冲洗泵房，排水泵房的控制和监测。 监测范围：滤池水位，滤水阀门的开启度，反冲洗水位，反冲洗压 参考文献 力，反冲洗泵状态，排水水位，排水压力，排水泵及各阀门的状态等。 ［１］杜慧琳．浅谈基＝￣ＰＬＣ的水厂控制ＩＪ】．科技风，２００９，０５． ２．４自动控制 ［２］李辉．浅谈ＰＬＣ在水厂中的应用［Ｊ】．科技创新导报，２００９，１６．
