米鋪水廠的控制系統(tǒng)

申請(qǐng)免費(fèi)試用、咨詢電話：400-8352-114

簡(jiǎn)介： 對(duì)地面水廠采用一般處理工藝的自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)作了詳盡介紹，并對(duì)原設(shè)計(jì)的不足及運(yùn)行后出現(xiàn)的問(wèn)題談了辦法。
關(guān)鍵字：地面水廠 常規(guī)處理 自控系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：tu991.35
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：c
　　文章編號(hào)：1000-4602(2000)06-0051-03

　　?？谑凶詠?lái)水公司米鋪水廠是公司唯一的一座地面水廠，擔(dān)負(fù)著向?？谥行牡貐^(qū)供水的重要任務(wù)。二期擴(kuò)建工程利用德國(guó)政府貸款，進(jìn)口全套水處理工藝、設(shè)備。二期擴(kuò)建后，米鋪水廠的供水能力從一期的7.5×10⁴ m³/d提高到24×10⁴m³/d，大大改善了海口市的供水狀況。水廠工藝流程如下：

　　1 控制系統(tǒng)組成原理

　　主控制器為西門子S5系列可編程控制器，其原理見圖2。

　　根據(jù)工藝設(shè)計(jì)選擇的要求，米鋪水廠采用了比較流行的PLC+PC控制系統(tǒng)，將水處理中全部工藝參數(shù)由采樣處理到調(diào)節(jié)過(guò)程全由微機(jī)實(shí)現(xiàn)三級(jí)監(jiān)控，即：現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備手動(dòng)控制、各站PLC獨(dú)立控制、中央控制室集中監(jiān)控，由此構(gòu)成了先進(jìn)可靠的集中監(jiān)視、分散控制系統(tǒng)。采用集散型控制系統(tǒng)，能使控制功能和任務(wù)分散，分散出現(xiàn)故障的危險(xiǎn)性，提高系統(tǒng)的可靠性。全廠控制系統(tǒng)由泵站控制中心MCC1、濾站控制中心MCC2、加藥加氯控制中心MCC3、中控室、模擬屏PLC4組成。

　　1.1 加藥、加氯控制中心(MCC3)

　　從龍?zhí)了磸S過(guò)來(lái)的源水進(jìn)入流量分配井，在此通過(guò)在線儀表檢測(cè)源水的濁度、pH值、溫度、余氯、流量、PAC投加量等，其中源水濁度、源水流量、PAC投加流量作為加藥控制的重要參數(shù)，在線儀表將其轉(zhuǎn)換為PLC可識(shí)別的4～20 mADC信號(hào)，并調(diào)用專用PID控制功能塊對(duì)變頻加藥泵進(jìn)行控制。由于源水基本沒受到污染，水質(zhì)符合《地面水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，只有在臺(tái)風(fēng)或暴雨季節(jié)出現(xiàn)濁度偏高的現(xiàn)象，因此在控制程序設(shè)計(jì)時(shí)選用根據(jù)濁度投加的方法。程序能夠根據(jù)源水的濁度選取不同的投率，分為濁度＜10 NTU、10～50 NTU、＞50 NTU三檔，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行證明，此控制能夠滿足工藝要求，沉后水濁度為5 NTU左右。此外為了保證系統(tǒng)的可靠靈活以適應(yīng)不同的情況(如濁度偏大偏小，或藥液濃度改變等)，專門在中控室PC機(jī)上設(shè)計(jì)了一窗口，用來(lái)改變投加率，在保證工藝要求的前提下，起到節(jié)能降耗的目的。另外，加藥車間貯藥池裝有液位計(jì)，可隨時(shí)了解藥池情況，每個(gè)藥池裝有攪拌器，定時(shí)自動(dòng)攪拌，以防止藥液沉淀影響濃度。
　　加氯系統(tǒng)采用真空加氯機(jī)，由于加氯機(jī)本身為一個(gè)控制器，只需送入所需的流量和余氯信號(hào)，再通過(guò)相關(guān)的參數(shù)設(shè)置，加氯機(jī)即可自動(dòng)投加。加氯機(jī)所需的流量信號(hào)由PLC送來(lái)，余氯信號(hào)由余氯分析儀在線檢測(cè)?？紤]到源水加氯主要消除藻類等，對(duì)出廠水余氯影響不大，所以采用比例投加；后加氯對(duì)出廠水余氯影響比較大，所以采用復(fù)合環(huán)控制以穩(wěn)定出廠水余氯。加氯車間還可檢測(cè)到氯瓶組重量、氯庫(kù)泄漏及其吸收等信號(hào)。
　　1.2 濾站控制中心(MCC2)
　　濾站控制中心根據(jù)工藝要求控制12格普通快濾池的過(guò)濾、反沖過(guò)程及相關(guān)的參數(shù)。每個(gè)濾池都裝有一超聲波液位計(jì)，用于檢測(cè)濾池水位。濾池出水閥為一0～100%無(wú)級(jí)可調(diào)比例閥，由4～20 mADC控制PLC程序，根據(jù)液位、閥門的開度信號(hào)控制閥門開度，從而保持濾池水位恒定在80%。如果水位為100%，同時(shí)閥門開度為100%，PLC即判斷為反沖條件，從而調(diào)用相應(yīng)的反沖程序。反沖方式有三種：①水頭損失，②定時(shí)，③強(qiáng)制放沖。濾池的操作方式有三種：①就地控制柜操作，設(shè)于每個(gè)池旁，每個(gè)柜裝有5個(gè)閥門控制按(旋)鈕及LED顯示的開/關(guān)、故障信號(hào)；2臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)、3臺(tái)反沖泵開/停、故障信號(hào)及水池水位、風(fēng)機(jī)壓力、流量、反沖水壓力、流量、空壓機(jī)壓力等信號(hào)較為直觀，易于操作。②濾池控制室控制，由OP37通過(guò)畫面顯示每個(gè)池及相關(guān)設(shè)備的信號(hào)、參數(shù)以及操作。③中控室控制，由于每個(gè)池控制所涉及的開關(guān)量較多，而現(xiàn)場(chǎng)距濾池控制室較遠(yuǎn)，因而12格池的開關(guān)及量信號(hào)由PLC擴(kuò)展模塊與PLC通訊，從而節(jié)省了大批量電纜，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)。另外，濾池控制程序?yàn)槟K化結(jié)構(gòu)，過(guò)濾、反沖等每一步驟只需調(diào)用相應(yīng)的功能塊并賦于相應(yīng)的參數(shù)即可。
　　1.3 泵站控制中心(MCC1)
　　泵站控制中心主要監(jiān)控6臺(tái)高壓電機(jī)、水泵的運(yùn)行工況以及相關(guān)的參數(shù)。泵站的控制原理主要根據(jù)二路出水管壓力，同時(shí)根據(jù)吸水井水位、相關(guān)的電機(jī)桂、管道上的閥門情況相結(jié)合來(lái)開停電機(jī)。此外，每臺(tái)泵都裝有壓力、流量傳感器，二路出水管裝有余氯分析儀、壓力、濁度、流量傳感器以檢測(cè)水廠的生產(chǎn)和衛(wèi)生指標(biāo)。泵站的操作也由三級(jí)組成：①機(jī)旁操作箱控制；②泵站控制箱控制；③中控室控制。
　　中控室各站的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)通過(guò)PLC的通訊模塊及RS485與2部PC機(jī)組成一個(gè)L2-Pro 總線網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)2部PC通過(guò)網(wǎng)卡聯(lián)機(jī)，實(shí)現(xiàn)資源共享。各站的OP37除了對(duì)該站設(shè)備進(jìn)行操作顯示外，還可了解其他站的情況。所用的監(jiān)控軟件為INTOUCH，通過(guò)DDE(動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換)與L2-Pro總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。INTOUCH軟件人機(jī)界面好，能夠根據(jù)需要進(jìn)行動(dòng)畫鏈接，生動(dòng)、直觀。主要窗口有：①進(jìn)水窗口，②加藥車間窗口，③加氯車間窗口，④濾站窗口，⑤泵站窗口，⑥高壓配電柜窗口，⑦實(shí)時(shí)報(bào)警窗口。每一窗口顯示相關(guān)的生產(chǎn)工藝參數(shù)，并能進(jìn)行相關(guān)設(shè)備的操作。中控室的一部打印機(jī)用于實(shí)時(shí)故障打印，一部用于畫面打印。另外INTOUCH還具有實(shí)時(shí)、歷史趨勢(shì)功能，能夠了解生產(chǎn)參數(shù)的動(dòng)態(tài)情況。中控室還配有一大型馬賽克模擬屏，由PLC4驅(qū)動(dòng)，用于顯示整個(gè)水廠主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)(手動(dòng)/自動(dòng)/開/停/故障等)及主要工藝參數(shù)，使人一目了然，便于生產(chǎn)調(diào)度管理。

　　2 幾點(diǎn)看法

　?、?采用分散控制和集中監(jiān)視的控制方式，各站之間獨(dú)立操作，包括采用了手動(dòng)/自動(dòng)的控制方式，能夠消除相互之間的影響。
　?、?如何對(duì)自動(dòng)化設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)自然是一件重要的任務(wù)，在使用過(guò)程中我們遇到以下一些問(wèn)題：
　　a.PLC模塊和儀表?yè)p壞。分析原因，主要有電壓偏高、過(guò)電壓、或安裝時(shí)沒有按照要求正確接地。
　　b.設(shè)備誤動(dòng)作。如濾池誤反沖，電機(jī)誤跳閘，余氯，濁度超標(biāo)報(bào)警等，分析原因一般為儀表故障所致。儀表作為自動(dòng)控制的“眼睛”，必須按要求定期清洗、校驗(yàn)，才能保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
　　c.常因外線路故障而造成停電，恢復(fù)送電時(shí)出現(xiàn)設(shè)備的誤動(dòng)作情況。原因?yàn)橹鳈C(jī)判斷失誤所致，沒有嚴(yán)格按照先外而后的順序操作；許多儀表剛送電時(shí)都有一個(gè)自檢過(guò)程，此其間會(huì)送出不正確的信號(hào)，從而引起主機(jī)判斷失誤，或引起PLC諸如超時(shí)等故障，造成系統(tǒng)死機(jī)癱瘓。
　　d.由于二期建的接觸池加氯管線較長(zhǎng)，還有流量信號(hào)取自源水流量，造成接觸池余氯變化很大。發(fā)現(xiàn)后，在該接觸池計(jì)量堰板旁加裝了流量計(jì)，結(jié)合超聲波液位計(jì)算接觸池流量，流量信號(hào)通過(guò)L2—BUS傳輸?shù)郊勇葯C(jī)控制器，從而穩(wěn)定了接觸池余氯。
e.原先設(shè)計(jì)時(shí)沒有報(bào)表打印功能，為提高管理水平，利用電子表格的DDE功能，每小時(shí)記錄主要設(shè)備、儀表及工藝的參數(shù)，每天打印出一份完整的生產(chǎn)報(bào)表，彌補(bǔ)了原先設(shè)計(jì)上的不足。
　　③ 要充分利用現(xiàn)有的PLC接口資源對(duì)已有的設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化改造，以提高整廠的自動(dòng)化水平。
　?、?由于泵站選用6臺(tái)定速電機(jī)，還有受到源水、城市管網(wǎng)等因素影響，泵站的自動(dòng)化運(yùn)行還需進(jìn)一步優(yōu)化。

電話：(0898)5341580?
mailto:caiwn@public.hk.hi.cn
收稿日期：2000-02-21