自來(lái)水廠由一級(jí)泵房、加氯間、鼓風(fēng)機(jī)房、絮凝沉淀池、濾池、清水池和二級(jí)泵房等組成。水源首先經(jīng)過(guò)一級(jí)泵房(或取水泵房)至自來(lái)水廠，經(jīng)過(guò)前消毒后進(jìn)入絮凝沉淀池;經(jīng)過(guò)絮凝—沉淀后進(jìn)入濾池。濾池是水廠中的重要部分，用于過(guò)濾水中懸浮物，在過(guò)濾的過(guò)程中要實(shí)現(xiàn)濾池恒水位調(diào)節(jié)、濾池反沖洗(氣沖——水沖——?dú)馑旌蠜_)等功能，至清水池，經(jīng)后消毒后由二級(jí)泵房送至城市管網(wǎng)。

　　在自來(lái)水廠中采用以和利時(shí)公司LK系列可編程控制器(PLC)為主的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自來(lái)水廠的生產(chǎn)控制、運(yùn)行操作、監(jiān)視管理，系統(tǒng)不僅有可靠的硬件設(shè)備，還有功能強(qiáng)大，運(yùn)行可靠，界面友好的系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件、編程軟件和控制軟件。運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用低，操作方便。

圖1 水廠工藝流程示意圖

　　自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　為了保證自來(lái)水廠工程控制過(guò)程的安全可靠和生產(chǎn)的連續(xù)性，提高自動(dòng)化水平，采用以和利時(shí)公司LK系列PLC為主的集中和分散相結(jié)合的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，主要用于自來(lái)水廠的生產(chǎn)控制、運(yùn)行操作、監(jiān)視管理。

　　整個(gè)系統(tǒng)由1個(gè)中央監(jiān)控站、6個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站(PLC1~PLC6)和8個(gè)PLC分站(PLC2-1~PLC2-8)組成。中央監(jiān)控站由兩臺(tái)中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)(互為備用)、服務(wù)器、大屏幕背投系統(tǒng)、GPRS DTU、廠長(zhǎng)室計(jì)算機(jī)、工程師室計(jì)算機(jī)、生產(chǎn)部門計(jì)算機(jī)等構(gòu)成。現(xiàn)場(chǎng)控制站采用可編程控制器(PLC)，對(duì)工藝系統(tǒng)各過(guò)程進(jìn)行分散控制，分別設(shè)于加藥加氯間(PLC1)、凈水間(PLC2)，8格濾池(PLC2-1~PLC2-8)、送水泵房(PLC3)、污泥脫水機(jī)房(PLC4)、純凈水制備車間(PLC5)、換熱間(PLC6)，其中PLC5、PLC6為工藝設(shè)備廠家配套提供。中控室監(jiān)控計(jì)算機(jī)與廠長(zhǎng)室、工程師室、化驗(yàn)室、大屏幕背投等計(jì)算機(jī)、交換機(jī)、集線器(HUB)或路由器構(gòu)成100Mbsp工業(yè)以太網(wǎng)。

　　中央控制室(操作站、工程師站)與分控站(PLC)之間采用工業(yè)以太網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)為光纖環(huán)網(wǎng)，控制站≥40臺(tái)，通訊波特率為100Mbps，兩個(gè)光纖鏈路模塊之間的通訊使用多模光纖，最長(zhǎng)距離可達(dá)3000米。取水泵站與中央控制室監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間采用GPRS通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。變電站監(jiān)控系統(tǒng)隨10KV電氣設(shè)備提供，通過(guò)MODBUS協(xié)議將變電站監(jiān)控系統(tǒng)連接到自控系統(tǒng)中。

圖2 自來(lái)水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)示

　　工藝控制策略

　　一級(jí)泵房

　　采集取水電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)蝶閥及現(xiàn)場(chǎng)儀表的狀態(tài)信號(hào)及數(shù)據(jù)信號(hào)并對(duì)以上設(shè)備發(fā)送控制信號(hào)，通過(guò)預(yù)裝PID調(diào)節(jié)程序自動(dòng)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率和電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥的開度。

　　加藥加氯間

　　采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和儀表的狀態(tài)信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)，并對(duì)其發(fā)送控制信號(hào)，通過(guò)自動(dòng)控制程序?qū)崿F(xiàn)加氯和加藥設(shè)備的自動(dòng)運(yùn)行控制。

　　沉淀池

　　根據(jù)排泥周期自動(dòng)進(jìn)行排泥操作。排泥周期與排泥閥排泥時(shí)間通過(guò)操作站可修改設(shè)定。

　　濾池

　　濾池是水廠中的重要部分，用于過(guò)濾水中懸浮物，在過(guò)濾的過(guò)程中要實(shí)現(xiàn)濾池恒水位調(diào)節(jié)、濾池反沖洗(氣沖——水沖——?dú)馑旌蠜_) 等功能。

　　濾池過(guò)濾過(guò)程的恒水位調(diào)節(jié)

　　根據(jù)水位設(shè)定值對(duì)濾池出水閥開度進(jìn)行調(diào)節(jié)，保持濾池恒水位運(yùn)行。

　　濾池反沖洗控制

　　濾池的反沖洗由一臺(tái)公用的PLC來(lái)控制。當(dāng)達(dá)到反沖洗條件時(shí)，濾池提出反沖洗請(qǐng)求，PLC根據(jù)濾池的優(yōu)先順序，組成一個(gè)請(qǐng)求反沖洗隊(duì)列。

　　濾池反沖洗的控制條件主要是設(shè)定時(shí)間和濾池液位。

　　二級(jí)泵房

　　主要實(shí)現(xiàn)的功能有采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和儀表的運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)信號(hào)，并根據(jù)用戶實(shí)際的用水情況，通過(guò)預(yù)裝PID調(diào)節(jié)程序自動(dòng)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率，達(dá)到恒壓供水的目的。