智慧水務(wù)-城鄉(xiāng)供水一體化

自來水廠凈水生產(chǎn)自動化的概念就是采用各種在線式水質(zhì)分析儀表，對凈水處理生產(chǎn)流程中的各項工藝技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行連續(xù)檢測，并以直觀的形式將這些指標(biāo)實時反饋給自動化控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)便可根據(jù)在線檢測的結(jié)果對生產(chǎn)工藝設(shè)備進(jìn)行及時調(diào)整，從而使制水生產(chǎn)的可靠性和穩(wěn)定性得到充分的保障。
自動化控制對于流水化作業(yè)的凈水生產(chǎn)工藝來說具有以下優(yōu)點(diǎn):

1. 減輕工人的勞動強(qiáng)度；
2. 提高制水生產(chǎn)的可靠性和穩(wěn)定性；
3. 降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)管理水平；
4. 減少質(zhì)量事故

• 1.水質(zhì)指標(biāo)在線監(jiān)測，通過各種在線式水質(zhì)分析儀器對凈水生產(chǎn)過程中的各種水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行連續(xù)檢測，使生產(chǎn)水質(zhì)實現(xiàn)全過程監(jiān)控。
• 2.凈水生產(chǎn)自動化控制，通過控制系統(tǒng)對凈水生產(chǎn)過程中加氯、加藥、濾池清洗等工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行自動控制，進(jìn)一步減輕工人的勞動強(qiáng)度，實現(xiàn)水廠生產(chǎn)全過程的自動化控制。
• 3.水廠運(yùn)行實現(xiàn)計算機(jī)管理，通過計算機(jī)系統(tǒng)對生產(chǎn)過程的實時監(jiān)控，實現(xiàn)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、事故記錄、歷史數(shù)據(jù)查詢、報表統(tǒng)計打印等管理功能，進(jìn)一步健全和完善水廠的生產(chǎn)管理模式。

總之，凈水廠自動化控制系統(tǒng)的建設(shè)需要依靠先進(jìn)的技術(shù)手段，提高水廠生產(chǎn)的自動化水平和管理水平，達(dá)到有效降低能耗，控制生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強(qiáng)度的建設(shè)目標(biāo)。

• 1.自動化控制系統(tǒng)
• 2.在線檢測儀表系統(tǒng)
• 3.加氯消毒系統(tǒng)
• 4.加藥系統(tǒng)
• 5.濾池控制系統(tǒng)
• 恒壓供水控制系統(tǒng)

由于自來水生產(chǎn)工藝主要具有以下特點(diǎn)

• 各生產(chǎn)工藝段相對獨(dú)立，單體設(shè)備多；
• 采集的數(shù)據(jù)量大且種類多，但上下游相關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)參數(shù)少；
• 自來水生產(chǎn)具有連續(xù)性、不可替代性和不間斷性；
• 各工藝段距離遠(yuǎn)，設(shè)備分散，組網(wǎng)相對復(fù)雜。
• 根據(jù)以上特點(diǎn)，本系統(tǒng)選用西門子 S-1200 系列的中小型 PLC 對各工藝段或設(shè)備分散控制，通過以太網(wǎng)組成網(wǎng)絡(luò)，各工藝段控制室和中控室設(shè)置上位機(jī)，構(gòu)建人機(jī)界面進(jìn)行生產(chǎn)管理和對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)處理。全廠控制網(wǎng)絡(luò)如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖所示。

自來水廠自動控制系統(tǒng)架構(gòu)圖

自來水廠自動控制系統(tǒng)人機(jī)界面

該系統(tǒng)人機(jī)界面由若干個畫面組成：總畫面（水廠水處理工藝）、各系統(tǒng)工藝圖、報表窗口、報警窗口等。為增加畫面的可讀性和可觀賞性，主要畫面均采用平面圖形式，在畫面的相關(guān)位置顯示該設(shè)備的所有主要運(yùn)行參數(shù)

• 1.總畫面：表現(xiàn)的是整個水廠的水處理工藝（立體圖形式），從取水、投藥、投氯、絮凝沉淀、過濾到供水。在相關(guān)位置顯示水處理的各主要控制參數(shù)以及重要設(shè)備的主要控制參數(shù)，可以點(diǎn)擊進(jìn)入各分站。
• 2.各系統(tǒng)工藝圖：主要有取水工藝圖、投礬工藝圖、投氯工藝圖、絮凝池、排泥車、濾池、送水工藝圖、高低壓配電圖等。除配電圖外，均采用立體圖形式，畫面直觀醒目，而且能夠表達(dá)比平面圖更豐富的信息。
• 3.報警窗口：所有報警顯示的同時，現(xiàn)場聲光報警器會一直響到確認(rèn)為至。也可以按需要分類顯示。也可根據(jù)客戶需求配置手機(jī)、短信報警裝置，當(dāng)有異常報警時，可根據(jù)報警等級以短信、電話通知至于值班人員、主管人員手機(jī)，可設(shè)置報警等級，一般報警通知值班人員，重大異常報警通知主管人員。
• 4.設(shè)備控制參數(shù)設(shè)定：參數(shù)設(shè)定時會檢查輸入?yún)?shù)是否正確（錯誤參數(shù)不能輸入）、參數(shù)有無正確下載至 PLC，如果出錯會報告操作人員。
• 5.生產(chǎn)報表：分生產(chǎn)情況（設(shè)備運(yùn)行參數(shù)）、生產(chǎn)統(tǒng)計兩種報表。老系統(tǒng)沒有生產(chǎn)情況報表，生產(chǎn)統(tǒng)計報表也不能正確生成。針對這種情況，我們?nèi)嫘薷牧?PLC 程序，并且為節(jié)省存儲空間和查詢方便起見，將平時的生產(chǎn)數(shù)據(jù)都存放在歷史數(shù)據(jù)庫里，在需要時可即時生成報表。
• 6.歷史：可查詢?nèi)珡S所有主要運(yùn)行參數(shù)的歷史情況。為便于設(shè)備運(yùn)行情況分析，可以在同一畫面下同時顯示設(shè)備的歷史運(yùn)行情況與當(dāng)前的運(yùn)行情況以作對比。
• 7.為確保設(shè)備及處理工藝運(yùn)行安全，所有設(shè)備分別有中控（中控室上位機(jī)控制）、現(xiàn)控（現(xiàn)場車間上位機(jī)控制）、自動、手動（設(shè)備不受 PLC 控制）3種控制方式，當(dāng)自控系統(tǒng)故障時，可手動運(yùn)行設(shè)備，避免工藝流程中止。

自來水廠自動控制系統(tǒng)工程畫面

• 1.主畫面
• 2.泵房監(jiān)控畫面
• 3.加藥系統(tǒng)
  
• 4.數(shù)據(jù)曲線
  
• 5.數(shù)據(jù)監(jiān)測
  
• 6.管網(wǎng)數(shù)據(jù)
  
• 7.低壓配電數(shù)據(jù)
  
• 8.參數(shù)報表
  
• 9.電氣設(shè)備
  

• 1.實時監(jiān)控水廠的運(yùn)行狀況，并且根據(jù)管網(wǎng)情況和水源地情況及時地調(diào)節(jié)，以保證供水服務(wù)；
• 2.通過調(diào)度中心實現(xiàn)對水廠的遠(yuǎn)程監(jiān)控，同時可以在水廠設(shè)立二級調(diào)度中心，以水廠為中心，通過水廠調(diào)度中心直接監(jiān)控管網(wǎng)情況和水源地運(yùn)行狀況，它與調(diào)度中心相互通訊；
• 3.可集中控制整個水廠的水工藝的全自動過程，比如：加藥、加氯和過濾池等水處理環(huán)節(jié)，使水處理更加準(zhǔn)確和完備，同時能夠自動對整個處理過程和處理情況進(jìn)行監(jiān)測和控制；
• 4.二級調(diào)度中心可以采取有線和無線兩種方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制，水廠監(jiān)控各類數(shù)據(jù)如：壓力、流量、水位、泵的開停、轉(zhuǎn)速、溫度、余氯、濁度、電度、電流和電壓等各類信號，可以進(jìn)行擴(kuò)充；
• 5.調(diào)制解調(diào)壓力數(shù)據(jù)，并準(zhǔn)確地發(fā)往調(diào)度中心，并接收調(diào)度中心指令；
• 6.信號適用數(shù)據(jù)范圍廣，如：0-5V，4-20mA ,0-10V，脈沖信號，232/485等類型；
• 7.實時對水廠進(jìn)行監(jiān)控，對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，二級調(diào)度具有與調(diào)度中心相類似的功能，所有的數(shù)據(jù)和信息可以通過無線和有線兩種方式傳輸?shù)秸{(diào)度中心；
• 8.二級調(diào)度中心對二級調(diào)度所屬的管網(wǎng)、水廠運(yùn)行、水源地運(yùn)行具有統(tǒng)計、匯總和分析的功能；
• 9.具有斷電保護(hù)功能，保證數(shù)據(jù)不丟失；同時還數(shù)據(jù)追補(bǔ)功能，對調(diào)度中心未接受到的數(shù)據(jù)進(jìn)行追補(bǔ)；
• 10.無線通訊和采用標(biāo)準(zhǔn)無線通訊協(xié)議，有效防止誤碼出現(xiàn)；有線通訊協(xié)議主要是 232/485 和 TCP/IP 等通用協(xié)議，保證通訊質(zhì)量和準(zhǔn)確性；