水厂自动化范文

时间:2023-03-11 21:57:04

水厂自动化

水厂自动化范文第1篇

目前我国现行的水厂,与国外水厂相比,普遍存在着设备自动化程度不够,管理机构庞大,职工人数多。而后两者中,管理机构庞大的主要原因是办公自动化程度较低,其二主要原因是生产设备的自动化程度低,甚至有许多厂还是以继电器控制、手动加药、人工加氯。职工人数多也主要是因为自动化程度较低。也正是因为有庞大的管理机构和自动化程度较低的生产设备,而导致生产成本高等不利。

机器解放了人的双手,而自动化能使人从低级简单重复的低级脑力劳动和体力劳动解放,使人的思维更高级。从制水的工艺环节来看,目前我国最普遍的制水工艺环节有:取水、配水、加压、加药、反应、沉淀、过滤、消毒,近来先进的制水又工艺增加了加氨等工艺环节。在自动化程度比较低的厂里,这些环节的控制、操作和维护都需要由人来完成。一个环节一个班少的需要两个人,多的则需要四至五人,每天至少两轮班。这样值班人员就需要二、三十人。再加上电、钳工,以及管理人员,一个厂就有职工六十至一百多人。虽然有这么多人,然而每人的工作尤其是两班制、三班制职工,每天都是简单而重复的工作内容,工作期间的其他时间和精力无法得到利用。另外,一般车间的操作员都是采用定时巡视,往往突如其来的水质变化等情况不能得到即时处理,而导致生产材料的浪费,甚至设备的损坏。

现在我国许多水厂已经着手开始进行自动化改造,而新建的水厂也开始大量使用自动化控制技术。目前重庆市茶园新区主要的自动化水厂是朱家岩水厂。这个厂都实现了制水工艺的自动化控制。加药采用计量泵计量投加,减小了人为加药的偏差,降低了药材的消耗;朱家岩水厂使用了游离电荷自动控制加药,使操作更简单,控制更精确。加氯使用PID自动加氯控制器控制真空负压加氯机,采用闭环控制自动投加氯。在提升水位环节,采用了自动变频调速控制,从而避免了制水水量的变化,也节省了电能。送水泵都实现了一步化控制、紧急停车自动保护、电机冷却水保护等,当电机无冷却水时不能启动,而电机运行过程中,长时间无冷却水则停电机,电机意外停止时,紧急关闭出水阀,使机泵设备的意外受损可能性降到最低,而PLC(可编程控制器)或DCU(分布式现场控制器)的使用也使可靠性比原有的继电器控制提高了许多。过滤采用PLC自动控制,自动周期反冲、高出水浊度反冲、高水头损失反冲,自动冲洗控制,自动过滤控制,现在基本实现了滤池的无人值班。集中分散型控制系统使厂里各个生产环节的情况能得到即时地全面的监视,不仅提供了友好的人机界面,也提供了生产数据的记录、处理和报警指示,使各个工艺环节得以统一调配,加快了对生产中出现的问题的解决和处理,减小了事故发生的可能性,避免了生产事故损失的扩大,也提高了生产效率,提高了生产质量。目前我国主要采用地水厂自动控制也主要是这几种。另外还有一些自动控制也在其他水厂中得到了应用,如配水的变频控制。

现在可以说,我们已经步入了计算机时代,进入了科技信息时代。自动化技术在水厂的应用不仅提高生产的质量、可靠性和生产水量,还能使我们水厂的管理机构简化,管理水平、效率提高,从而更有效的管理,更有力的保障了生产的正常进行。目前我国的水厂办公自动化程度还较低,计算机的应用、管理的电子化都很缺乏。从现有的技术来看,水厂办公自动化可以从以下几个方面着手:库房管理电子化,库房的管理可以用计算机管理,这样复杂的物资管理变得井然有序;档案电子化,这是电子办公的前提,也是我国档案管理的必然之路,档案电子化了,档案的修改更简单方便,档案的保存更安全可靠,文件的发送、精神的传达更迅速,而档案电子化又包含历史档案的电子化处理和档案的计算机制作;生产数据、报表的计算机管理,尤其是采用了现代集散型控制技术或微机控制技术,生产数据的电子报表的形成和电子处理更是可行,而这也为生产成本、生产效益核算提供了方便,也可以将生产历史数据和成本核算结合,自动累积比较,从而更合理的总结生产经验,促进改进生产方式,提高生产效率,降低生产材料消耗。计算机的联网更是为统一管理、联合管理提供了条件,如库房物资进出与生产时间或生产事故相关联,就好比在原来的借条上写上借物原因等,而这种关联更加详细、明了;又如生产报表,不仅可以方便地给技术人员提供设备的运转信息,也可以作为厂长等职能部门的生产管理的生产实践依据。

水厂自动化范文第2篇

【关键词】模块化;自动化

模块化净水厂是新近兴起的水厂建设方式,其自动化控制系统分为基本配置和高级配置。

模块化净水厂基本配置的自动化系统的每个子系统都具有自动运行的功能。此系统专门针对单元净水模块的组合型工艺进行设计研发,采用一对一控制法,控制效果比同一等级下相当水平的传统控制方式要好,节能较明显,安全性能也有很大的提高。

自动化高级配置系统是在基本配置的自动化控制系统上,为满足不同程度上的更高级的要求而添加的自动化高级辅助控制系统。高级配置提升了中央控制系统的功能,使其包含净水厂运行的组态监控及安全监控,同时在净水厂数据信息管理上采用了信息化系统,主要是SQL数据库管理、web service信息等。另外,增添水质在线监测系统。

模块化净水厂整体系统的全自动控制采用基于485总线的集散控制方式,各个子系统内部的过程控制采用闭环控制方式。上级主管信息中心与净水厂中央控制系统、中央控制系统与净水控制主站系统、中央控制系统与其它控制系统(一级提水控制系统、二级供水控制系统、反冲洗控制系统、消毒控制系统等)、净水控制主站系统与净水控制从站系统之间的控制采用集散控制方式的485总线技术。

一、自动化系统基本配置

1.入水系统

模块化净水厂系统的入水系统主要组成为流量在线检测仪表、入水流量调节阀构件等,可满足不同程度上的要求。可分别进行手动、自动控制。手动状态下,可以根据实际需要处理要求,手动调节入水流量控制器,使每台设备的入水量达到需要量即可。操作简单易行。自动状态下,入水系统会自动根据净水系统的工作情况需要,流量在线检测仪表返回的流量信息,确定每台净水设备的入水流量。入水控制系统根据控制软件程序设定程序控制入水流量调节阀构件,达到系统自动设定的入水量。

2.净水系统

模块化净水厂系统由若干5000吨/天的单元净水模块组成,单元净水模块均采用技术先进的新型组合净水工艺。工艺流程包括:净水过程和反冲洗过程两部分。根据反冲洗对象不同分别反冲洗石英砂滤料和活性炭。净水控制主站的DCS分散控制方式:净水控制主站系统通过DCS分散控制方式的485总线串联多台净水控制从站系统,向各个净水控制从站系统收集或传送数据、请求或控制指令,根据净水量的要求协调各个净水控制从站系统的投入或退出。中央控制系统通过DCS分散控制方式的485总线串联净水控制主站系统及其它控制系统,向各个控制系统收集或传送数据、请求或控制指令,根据净水工艺要求协调各个控制系统的运行或停止。

3.二级变频供水系统

二级供水控制系统,采用变频供水系统,系统的控制主件为变频器、软启动器,智能控制主令件采用可编程控制器(PLC),人机对话操作平台采用触摸式文本显示器,外部压力/流量信号采集采用智能模拟及数字采集模块。二级供水控制系统,运行方式由手动及自动两种。二级变频供水系统采用用户末端多点控制法及大小泵匹配运行模式。节能效果较基本配置的净水厂出厂压力为基准的变频控制技术节能达40%以上。

4.絮凝剂制配投加系统

絮凝剂制配投加系统,负责絮凝剂溶液的制配搅拌工作;絮凝剂投加系统分为自动启停手动调整投加量型和全自动自主控制型,负责制配的絮凝剂溶液的投加量控制。

5.消毒系统

消毒系统采用二氧化氯消毒法。制配原料为盐酸和亚氯酸钠。

二、自动化系统高级配置

1.中央控制系统

中央控制系统是整个水厂的神经中枢。负责各系统工作的协调,各种参数的采集及命令的下达,数据的处理及存储,在高级配置模式下并与供水信息中心进行数据交换,一起构建供水管理数据库。

1.1控制中心功能。①能远程手动或自动控制模块化净水厂内水泵、阀门以及相关设备的运行;②能采集、显示、汇总模块化净水厂内相关的被控对象的数据信息,并形成日报、月报、年报以及变化曲线;③日报、月报、年报及曲线格式。

1.2中央控制系统的DCS控制方式。中央控制系统采用DCS控制方式,即将各个独立的性能或功能控制分解到各个子系统中自行控制,各个子系统之间彼此独立,各个子系统通过485总线方式将自己的数据上传到中央控制系统,中央控制系统将数据进行集中管理,根据数据反馈情况协调控制各个子系统运行。中央控制系统在数据共享上采用有线网络或无线GPRS传输方式,将采集整理后的净水厂系统数据信息上传至上级主管机关,上级主管机关通过净水厂管理软件接收数据,显示净水厂系统的运行情况,同时可以对净水厂系统的各个控制对象实施远程遥控。

2.信息化系统

2.1SQL数据库。数据库是信息资源管理的先进工具,信息处理的核心,在整个系统中起着关键性作用,是系统中重要的组成部分,它负责对数据的输入、整理、归档、查询、打印,进行统一管理,有效共享。

2.2数据库系统分类。数据库系统根据联网情况可分单机数据库系统和网络数据库查询系统两种。

2.2.1单机数据库系统。单机数据库系统是指实时采集的数据存储于中央控制室内监控计算机上的数据库里,在此监控计算机上可进行数据的查询、删除、修改、打印等处理。监控计算机未联网,数据不进行远程无线传输,不可以通过网络查询数据。

2.2.2网络数据库查询系统。网络数据库查询系统主要是构建B/S方式的信息化查询系统,现场采集数据经GPRS无线传输写入服务器的数据库,数据库中的数据以Web方式,客户端通过IE方式浏览、查询。用户在客户端查询数据时通过IE向服务器发出请求,服务器端把用户的请求信息进行处理、检索后把结果返回给客户端IE,以供用户浏览。

2.3web service信息。全新的WebServer架构,全面支持画面、实时数据、历史数据以及数据库数据的。

3.水质在线自动监控系统

高级配置模式下具备水质在线自动监测功能,对出入水水质进行自动监测。出、入水水质监测项目可测定如下参数:①浊度②余氯③供水压力④入水流量⑤供水流量等。设备有:出、入水浊度仪、出水余氯仪、压力传感器、超声波流量计等仪表。

4.厂区安全监控系统

采用电视监控:摄像头为红外夜视型。对模块化净水厂运行情况以及水源进行电视监控,提高水厂及水源的安全性。对所监控画面24小时实时录像。

三、结论

模块化净水厂系统采用技术先进的自动化控制系统,使模块化净水厂的运行不仅实现了全自动及智能化,还实现了对净水厂的远程遥控、监视、数据共享等功能。在净水厂的工艺控制方面得到很大提升。

参考文献

[1]陈良宽主编.计算机网络与建筑智能化系统集成.北京:中国建筑工业出版社,2002

[2]黎连业.智能小区九大系统设计与实现.北京:科学出版社,2003

水厂自动化范文第3篇

关键词:自动化 控制 自来水厂

中图分类号: TU991.35 文献标识码: A 文章编号:

一 、 自来水水厂的自动控制

(一)自来水水厂的工艺流程

自动化控制系统在自来水水厂净化水的过程中主要是服务于工艺流程的。一般来说自来水厂主要分为以下几个工艺过程:

(1)取水:

通过多台大型离心泵将江、河、地表等处的水抽入自来水水厂。当然也有部分小水厂是通过高度差自流进入水厂的

(2)混凝:

包括混合与絮凝,即原水投入混凝剂后进行反应,并排出反应后沉淀的污泥。自药剂与水均匀混合起直到大颗粒絮凝体形成为止,整个称混凝过程。混凝剂可把水中不易沉淀的胶粒及微小悬浮物脱稳、相互聚结,再被吸附架桥,从而形成较大的絮粒,以利于从水中分离、沉降下来。机械混合过程要求在加药后迅速完成。混合的目的是通过水力、机械的剧烈搅拌,使药剂迅速均匀地散于水中。 经混凝反应处理过的水通过道管流入沉淀池,进入净水第二阶段。

(3)沉淀:

水流入沉淀区后,沿水区整个截面进行分配,进入沉淀区,然后缓慢地流向出口区。水中的颗粒沉于池底。絮凝沉淀的污泥经不断堆积并浓缩,定期排出池外。

(4)过滤:

过滤一般是指以石英砂等有空隙的粒状滤料层通过黏附作用截留水中悬浮颗粒,从而进一步除去水中细小悬浮杂质、有机物、细菌、病毒等,使水澄清的过程,整个过滤处理是在滤池中进行的。

(5)滤后消毒处理

水经过滤后,浊度进一步降低,同时亦使残留细菌、病毒等失去浑浊物保护或依附,为滤后消毒创造良好条件。消毒并非把微生物全部消灭,只要求消灭致病微生物。虽然水经混凝、沉淀和过滤,可以除去大多数细菌和病毒,但消毒则起了保证饮用达到饮用水细菌学指标的作用,同时它使城市水管末梢保持一定余氯量,以控制细菌繁殖且预防污染。消毒的加氯量(液氯)在1.0-2.5g/m3之间。主要是通过氯与水反应生成的次氯酸在细菌内部起氧化作用,破坏细菌的酶系统而使细菌死亡。

(6)送水:多台大型离心泵将自来水以一定的压力和流量送入供水管网。

(二)生产工艺流程中的自动控制

如果把自动控制系统中的PLC看作系统的大脑,那么在线仪器仪表就是自动控制系统的眼睛了。正是有眼睛看到了流量、PH值、浊度、余氯等等指标,才使系统进行自动控制成为可能!自来水厂的工艺特点是各工艺单元既相对独立,同时各单元之间又存在一定的联系。正因为各工艺单元相对独立,因此通常将整个工艺按控制单元划分。正是如此在线仪器仪表也是如此布置:例如进场原水的水质监测就集中包含了,流量计、PH/T仪、浊度仪等,相应的各构筑物所需的在线仪器仪表也是如此。

当然光有眼睛看是不够的,自动化控制系统还需要手、脚(即执行机构)来完成控制。这就是自来水水厂内的电动控制设备了,它们采用就近控制原则,在设备集中区分别设置不同的PLC 站对该区域设备进行监控,再通过通讯网络,各PLC 站之间进行数据通讯,实现整个水厂的自动化控制。在控制单元内,PLC 站实现对该单元内设备的自动控制。这样的优点是使控制系统更加可靠,当某一控制单元发生故障时不会严重影响其它单元的自动运行,同时由于单元内控制设备、检测仪表就近相连,减少了布线成本。

一般根据土建设计,将水厂自动化控制系统按设备位置情况及功能进行组织分配,分为如下一些控制站点。

(1)中央控制室站点:对整个系统进行监控和调度,同时留有四遥(遥测、遥信、遥调、遥控)系统接口,与上层管理系统进行通讯。

(2)配电室控制站点:对高压及低压配电系统进行监控。

(3)取水泵房控制站点:取水泵、真空泵、潜污泵及轴流风机等进行监控。

(4)送水泵房控制站点:对送水泵(变频恒压供水)、潜污泵等进行监控。

(5)各构筑物控制站点:对构筑物范围内的电控设备,在线仪器仪表等进行监控。

(6)加药控制站点:对加药系统进行监控。

(7)加氯控制站点:对加氯系统进行监控(消毒系统)。

在实际工程当中,当控制站点较近时,可以将某些站点合在一起,当然根据功能及控制规模大小,有些站点可以设为从站或远程站点。

(三)安防监控系统的自动控制

最近一些年来,有把安防监控系统加入自动化控制系统的趋势。作为提供公共资源的自来水水厂往往把安防监控系统当作一个子控制站纳入自动化控制系统,从而方便管理,便于操作。

总的来说自来水厂自动化控制系统主要能够完成 1. 实时监控各项进出厂水和厂内生产水的指标。2. 通过自动控制加药加氯系统保证水质指标的稳定,合格。3. 通过自动控制或远程控制,操作、调节电动设备,降低劳动强度,减少人员误操作,提高效率。

二、自来水厂自动控制的问题

当然,自来水厂自动化控制系统并非完美无缺,凡事必然是有利必有其弊!

首先,自来水厂自动化控制系统固然是先进,省事,但同样它对人员的要求较高。

特别是需要进行定期维护时更是如此。在现实自来水厂中,可以经常看到一些水厂、甚至是大水厂出现取消自动控制,采用手动的情况。操作人员宁愿累一点,采用手动,感觉把握大一点,可靠一点的情况是很多的。其次,由于自来水厂自动化控制系统设计人员对工艺和人员操作习惯不了解而导致的问题。操作人员无法说出所以然,但就觉得不好使用,这样的问题也很使人无奈!

三、自动化控制的发展

随着信息技术的日新月异,网络化、智能化、信息化、管控一体化等概念向自动化领域的渗透,使得自动化系统的体系结构面临一场深刻的变革,这场变革对水工业自动化产生了非常重大的影响。在美国和加拿大等发达国家,已经建立了不少现代化的水厂,实现了整个供水系统的自动化。诸如象自来水管网地理信息系统(GIS),自来水管网优化系统,信息管理中心系统(IMCS)等系统都已建立运行。相比之下我国的供水自动化控制系统差距很大,因此我们只有学其所长,尽快迎头赶上!

参考文献

〔1〕王岚.中小型水厂自动化改造中存在的问题探讨[J]

〔2〕邵清.水厂自动化监控系统设计及容错技术应用研究[J];微型电脑应用

〔3〕沈玉凤.浅谈水厂自动化中存在的问题及解决措施[J];自动化与仪器仪表

〔4〕陈泽恩.浅谈水厂自控系统建设中数据库设计若干问题[J];四川建材

水厂自动化范文第4篇

关键词:现代水厂;自动化;综合控制系统;自动化设计

前言

自动化的应用是自来水行业近些年来工艺发展的主要方向,自动化技术控制系统、计算机技术的发展以及电子设备应用的日益普及,标志着自动化水厂在我国已经具备了良好的技术大环境,已经是一个逐渐成熟的领域。虽然这些自动化水厂的建设有了长足的进展,但是由于多种原因,当前国内还并没有能够真正实现全自动化的水厂主要原因是经济短缺和技术不足。

1 我国现代化水厂的自动控制现状

我国的水厂自动化进程起步比较晚,但是自动化发展的进程十分迅速。我国工业进入飞速发展时期,我国的水厂也加快了现代化发展的脚步。特别是伴随着大量外资企业的先进技术和资金被引入到了国内,建成了自动化的现代水厂,使得我国的自动化水厂建设的进程不断的加深。水厂的自动化水平和规模也大幅度提高,但是我国仍存在自动化水平还不是很高的水厂,自动化的发展也不是平衡。以沿海大城市为主的发达地区的水厂自动化水平较高,但是在一些较小的城市或者一些偏远的地区其自动化水平很低,更存在着某些地区水厂根本就没有进行自动化改造。在现如今已经完成自动化改造的水厂中,也存在自动化水平低于同行业自动化水厂的问题,这主要是水厂的自动化设备还没有发挥到应有的作用,某些水厂的自动化设备和系统居然没有运行过,长期处在闲置状态。更多的是大量投入资金的设备运行一段时间便不再使用了,这导致设备不能正常工作严重影响水厂效率,自动化的经济效益基本上是从新建和扩建的过程中获得的。大型水厂的盈利主要是依靠先进的技术和设备,水厂的自动化水平较高但是投资所需要的资金也数量巨大,一些中小型的水厂的自动化的设计和服务可以做到自主完成,但是综合的控制系统的技术和设备任然长期依赖于国外进口产品。在设备和服务上采用中西结合,这样的方式有很大的优点,进一步的降低了水厂自动化的控制系统设备的投资,同时也使水厂的设施更加的本土化,有助于促进本国水厂自动化改造的进步和发展[1]。

2 水厂自动化控制系统的设计

2.1启动和停止方式

起停方式可以分为1、直接起动:笼型交流异步电动机在起动的过程中会产生很大的电流,是其额定电流的数倍,这种情况被限制于功率小的电动机;2、定子串电抗/电阻降压起动:这种启动方式适用于轻载起动,可以极强的增加起动平稳性,并且有效减小电流。定子串电抗起动的过程中损耗较大,经济效益较差,所以,只在电机容量小的时候才使用;3、自耦变压器降压起动:这样的起动方式有失压和过载保护,可以有效减少电动机电流对于电网的影响,这种启动方式有一个缺点,体积大、结构复杂、价格昂贵并且非常不便于维修维护;4、软起动器起动:这种启动器的工作原理是利用可挖硅控制整流,通过改变可挖硅的控制角使电动机的电压按照相应的规律升为满载时,撤去控制信号软动器就可以退出运行,应用者项技术到水泵中可以规避水锤效应;4、变频起动:这种启动方式主要是变频器带动电机从静止起动,直到电机达到额定转速,通常采用电压频率的控制方法不会使得电流超过机器能承受的的范围,也是比较小的能够进行调速的启动方式,但是它也有一个不足之处,就是价格相对其他启动方式高,电磁兼容性差,通常使用在重载设备上[2]。

2.2系统总体设计

井群系统是指我们对水泵的控制大体可以分为三种形式,手动、水源地值班室控制、远程操控,手动控制主要是依靠人工来完成,水源地值班室控制通过相应系统进行,远程控制的操作者是通过远程控制中心。水厂的主要设备包括加氯车间、输水泵房、清水池,井群水泵的启动和停止是依靠水厂的蓄电池进行控制[3]。

2.3调度指挥中心

调度指挥中心是整个供水系统指令发出的地方,负责操作、收集、处理、监督、维护整个系统。通过检测软件的反馈,随时进行调整。

3结论

在建设现代化的大型水厂时,我们不光要采用现代化设备和先进的控制技术,同时还应该对水厂内部进行综合管理以期达到更高的效率,更要求实现对覆盖地区或者城市整体自来水供应系统管理的自动化。通过自来水厂的自动化升级来推动整个行业的技术革新。

参考文献:

[1]李守勇.自动化在中小水厂的应用[J].技术与市场,2013,11(11):101-102.

[2]林龙德.水厂三网合一综合自动化系统的应用[J].电气应用,2013,21(15):94-97.

水厂自动化范文第5篇

关键词:自控整合;PLC;综合自动化;自动化维护

1 某水厂简介及自控系统现状

1.1 水厂简介:

水厂设计规模为6万m3/日,供水面积87.3平方公里,服务人口6万人左右,于1967年初开始筹建,1969年12月25日建成投产,是胜利油田建成的第一座大型黄河水处理装置。

1.2 自控系统现状:

1.2.1 水厂整个工艺按控制单元划分,主要包括:送水泵房自动控制系统、加氯自动控制系统、高密度沉淀池控制系统、V型滤池气水反冲洗控制系统、配电控制系统、水厂中央控制室自动控制系统,自动化系统采用分散控制、集中管理的DCS系统,可实现工艺流程的全自动化操作。

1.2.2 自动化在水厂的应用节省了人力物力,生产过程由PLC系统自动控制,运行班组只需3-4人就能可实现全过程生产操作。采用了信息化技术,较之以前每年在降低能耗、药耗、漏耗上的节省的费用可观,自动化和信息化技术的应用极大地提高了供水水质、及安全可靠性,提高了分公司的整体管理水平。

1.3 新工艺改造:

2007年,水厂新建中置式高密度澄清池和v型滤池工艺处理流程,设计水处理能力为60000 m3/d,2008年底投产运行。其自控系统主要由V滤交换机、老清水泵房DSC基站、高密度沉淀池DSC基站、加氯加药DCS基站、反冲泵房DCS基站,中央控制室主站组成。中间由光纤组成环网传输数据信号,其PLC采用的是美国奥普图公司的opto22,自动化组态软件采用Wonderware公司Intouch。

1.4 水厂自控系统改造

新清水泵房内安装有6台清水泵,清水泵均采用变频控制加电动蝶阀,泵房内安装真空引水装置1 套,通过Modbus现场总线采集高压配电系统台综合保护装置4台,6台清水泵变频器及22台低压配电柜多功能电力仪表相关电气参数 ,每台清水泵配备压力传感器,检测每台清水泵出口压力,设置4台超声波液位计分别检测两座清水池和两座吸水井液位,同时安装相关仪表检测出厂水余氯、浊度、压力参数,厂区安装台流量计分别检测南线和北线供水管的出水流量。新清水泵房自动控制系统采用美国 OPTO 公司 SNAP\PAC\S1 DCS 冗余系统构建。应用变频器驱动水泵,通过压力传感器检测出水管网的压力,经过智能 PID 调节器对实际值(PV)与设定值(SP)的分析、比较、运算后,输出信号给速度 控制器来控制电机的转速,以此来达到保证供水管网压力恒定的控制要求。

自控系统能根据管网上用水量的变化,及时调节水泵转速及水泵运行台数以达 到恒压变流量供水,同时亦可以达到较大幅度的节能和节水。在 24 小时管网需 求水量不均衡的系统中,节电率一般达到 10%~30%(与不调速情形相比较),节 水 5% 以上(恒压后,可进一步减少压力过高时的管网漏损以及用户水笼头处水 压过高时,关闭不及时的浪费),管网的恶性爆管率可进一步降低,管网抢修开 支减少。

2 水厂自控系统的整合思路

2.1 我国水厂自控系统的发展过程可分为3个阶段

2.1.1 分散控制,分别进行自动控制,各独立系统互不相关;

2.1.2 水厂综合自动化阶段,整个水厂作为一个综合自动化控制系统进行生产,同时各个独立子系统又可以独立工作,该系统共享整个水厂的信息,同时又有分散控制的可靠性。目前我国的中小型水厂大部分处于第一或第二阶段;

2.1.3 供水系统的综合自动化阶段,该阶段要求在一个区域的供水企业共享信息,实现整个城市或地区供水系统的自动控制。我国只有很少大型水厂达到了第三阶段,而在国外,如加拿大、美国等发达国家基本实现了供水系统的全自动化,而且开始进行分质供水,同时对水厂内部的自控系统也在不断地进行改进和提高。

2.2 水厂现有的新工艺自控系统和新清水泵房两套自控系统目前处于完全各自独立的状态

自控系统没有实现水质处理、泵房外输系统的对接, 原水提升、回收回用泵房、调节水库、门禁管理等也没有一并纳入集中控制管理系统,从这一角度来看,还没有实现水厂的完全自动化控制,仍处于上述的分散控制和水厂综合自动化这两个阶段之间,和国内外先进水司、水厂相比差距还是显而易见的。

2.4 具体的整合思路

2.4.1水厂综合自动化控制系统的整合,将新工艺及新清水泵房自控系统信号通过光纤分别引致新中控室,进行现有的两大主要生产自控系统整合。

2.4.2因原水水源离水厂驻地有7KM左右,在水厂和水源队分别加装远距离网桥以实现原水提升控制系统信号传输至新中控室、同时水源队和油田局域网衔接也解决了水源队网上生产汇报及办公的问题。

2.4.3回收回用泵房加装一座小型DCS基站,包括回收回用泵房4台KSB电潜泵运行、故障、保护状态、远程启停功能,电流、电压、流量计信号、地暖空调控制、保护、故障、紧急停机、调节水库液位信号、水位高低限报警;回收回用泵房自控系统作为一个新增加的系统也一并传至新中控室进行系统整合。

2.4.4建立生产要害部位及门禁管理系统,氯库、加氯间、加药间、滤池、沉淀池、反冲泵房、门卫等装设电磁锁,实行刷卡进入,进行相应级别的权限管理,3座调节水库装设红外对射预警装置,生产要害部位及门禁管理系统设在加药间一并和新中控室进行系统整合,在中控室就可以实现各个生产要害部位、门禁的管理和进入权限控制。

3 自动化维护存在的问题

3.1 自控设备

由于受建厂时间和处理工艺系统不同,各套自控系统也不同,自控设备发生故障后,由于缺乏备品备件而一时无法修复,进口设备更加明显。由原厂家修理,则时间长、费用高,部分产品已更新换代而无法得到备件,造成了设备检修十分困难,导致设备长时间处于瘫痪状态,影响了自动化系统的正常运行。

3.2 维护机制

3.2.1水厂在改造自动化系统时,工程完工后一般采用交钥匙的方式,由于在设计、安装、调试过程中水厂方技术力量参与力度不够,造成投产后出现设计与实际不完全相符等问题,会间接影响自动化系统的实际运行效果。

3.2.2运行人员特别是中控人员自动化必要技术知识的缺乏,如对自动化操作和设备不够熟悉或掌握不够,造成因操作失误和一些小故障得不到及时处理而影响系统正常运行。

3.2.3水厂自动化系统控制软件的后期维护力度不够。长期以来软件得不到必要维护和调整,缺乏完善的自动化管理规程,注重硬件而忽视软件是水厂自动化维护的一个误区。

3.2.4水厂中自动化系统和设备设计算是比较先进,但其功能并未充分发挥出来。有的自控系统功能从未运行过,一直处于闲置状态,例如余氯的PID控制受反冲洗、回用水的困扰就基本没有使用;有的运行一段时间后变为了手动,甚至处于瘫痪状态,造成了自动化系统和设备的极大浪费。

3.2.5专业自动化维护人员缺乏。自控系统和硬件设备虽具有较高的可靠性,但也会出现故障,需要维护人员尽快排除。经过一段时间的实际运行后,当初的设计缺陷会初步明显,必须改进,优化系统,这就要求维护人员对自动化系统和设备进行必要维护和调整,如果发生故障得不到及时的修复,最终甚至会导致整个自动化系统瘫痪。

3.2.6各水厂自动化改造完成后,后期维护的资金投入力度不够,没有系统的维护规划,结果非常被动;一个水厂自动化运行开始后每年都应对自动化设备维护进行资金投入,对到期的易损件必须按照手册规定进行更换,例如各种橡胶垫、空气及油滤子等。

3.2.7水厂自动化系统建立后,管理水平是影响自动化功能正常发挥的一个重要因素。管理水平落后,则无法适应水厂自动化的发展需要。

3.3 自动化管理经验:

3.3.1变频器定期维护:变频器散热系统、电路部分处于长时间负荷工作,灰尘积聚对自控系统硬件稳定性产生不利影响,特别是在夏季、雨季期间;为此要及时对水厂所有变频器进行定期除尘。

3.3.2自控设备硬件维护:根据运行状况每半年或每季度对中控室微机硬件部分包括主控机、备用机、视频监控机的机箱、电源、CPU 风扇进行清理。

3.3.3软件维护:负责自动化维护人员定期对自控系统进行系统、应用软件的维护工作,定期对主控机进行备份,做到有备无患。

3.3.4控制系统主机使用:严格控制水厂主控机、备用机、视频监控机的使用、做到专机专用、禁止运行与系统无关的软件、防止病毒传染。

3.3.5规范中控室管理:严格执行管理制度、经常清扫,保持无尘,确保温度、湿度条件,严禁吸烟和带入易燃易爆物品,不堆放杂物,消防设施齐全,定期进行规范检查。

3.3.6改善自动化设备散热状况:PLC、变频器等设备具备条件的在机柜顶部安装了散热风扇,改善了炎热夏季高温下设备的工作条件。

3.3.7加装稳压电源:一些精密加药泵设备加装在线稳压电源,以尽量减少电源波动对设备运行的影响。

3.3.8加装避雷器:在机房、中控室加装电源侧避雷器,避免雨季由于雷击对自控硬件的损伤,以及感应对自控信号的影响。

4 结论

水厂实现综合自动化的根本目的是为了提高生产的可靠性和安全性,实现优质、经济和高效供水,提高劳动生产率,获得良好的经济效益和社会效益。实现过程必须根据水厂自身实际情况确定解决问题的思路。自动化是现代化水厂的发展趋势,随之而来的就是自控系统、设备维护保养工作量的大幅提升,同时建议加大对专业技术人员培训,培养一支高素质、高水平的自动化维护管理人员也是现代化水厂的重要保障。

参考文献

1、王鼎顺. 湖南大学 《现代化水厂自动化控制的研究与实现》 2007年

2、王静、高欣 石家庄供水集团有限公司 河北科技大学唐山分院 《自来水厂PLC的应用于维护浅析》

作者简介:

水厂自动化范文第6篇

[关键词]水厂;自动化控制系统;现场总线;以太网;PLC

水厂自动化控制系统是根据水厂的工艺要求和实际生产条件,设计由中央控制站、PLC可编程控制器和现场设备、现场总线组成的自动化控制系统,运用现场总线技术、以太网技术、冗余技术为支持,实现管理和控制一体的供水信息化智能化,保证系统效益的同时便于上级部门的监控和管理。

一、水厂自动化控制系统的基本状况

1、水厂的常规处理工艺流程

截取原水(通过多台离心泵将江河、地表等处的水抽入水厂)药剂的制备与投加(按工艺要求投加适量的消毒剂、混凝剂)反应池(保持投加药剂的充分反应)沉淀池(反应充分的水低速流过平流沉淀池,实现悬浮颗粒的沉淀)砂滤池(通过石英砂颗粒介质去除悬浮杂质,定时对石英砂冲洗)消毒(对添加药剂等的消毒)清水库(符合使用标准的水)二级泵房城市管网用户。

2、水厂自动控制系统的构成

2.1设计思想。水厂自动化控制系统由控制单元对生产工艺过程进行实时运行工况的控制,包括监控实时生产数据、设备实时运行工控、设备故障、设备保护等,通过中央控制系统的液晶显示屏展示,方便操作人员对生产全过程的控制和管理。2.2系统的结构。按水厂的工艺流程将系统构成分为四层控制结构,第一层是信息化管理层,位于中心机房,由智能化控制中心系统、中央数据库、水厂生产执行系统组成;第二层是管理控制层,由工程师站、中控室操作员站、监控站、工业光纤环网组成;第三层是控制网络层,由进水流量调度子系统、加药控制子系统、泵房监控总系统、配电监测子系统的的PLC及现场人机界面组成;第四层是设备层,包括现场总线、各类现场设备、仪表等组成。2.3自动控制系统的功能。①数据采集和控制功能:各控制系统的子系统完成现场生产数据的采集、分析和处理,实时传送至中央控制系统,中央控制系统根据数据的解析结果对PLC设计指令实现工艺的控制,实现操作员的远程控制并根据参数的变动进行在线修改;②信息处理功能:中央控制系统设计工艺流程动态图及变配电系统实时图,将工艺流程节点的数据实时传输和存储,实现历史数据及趋势曲线、故障等显示,生成生产管理报表及图表。③通信功能:现场总线技术的应用实现了水厂全部系统的实时通信,并通过以太网技术与外网连接,实现多系统的双向通讯。④自我诊断报警功能、智能故障分析处理功能及故障预测规避功能等。

二、水厂自动化控制系统的应用

1、系统控制功能模块的划分

1.1进水流量调度子系统

操作人员根据生产工艺的需要在中央控制室完成进水流量的目标值给定设置,通过现场总线将控制指令传送到进水流量控制的PLC控制其中,完成程序的编制,监控系统对给定流量进行跟踪调节,完成准确的流量控制。

1.2加药控制子系统

操作人员对PLC设置必要的参数,包括药液原液的浓度、欲配溶液的目标浓度及配药过程中液位的高度等,数据设置完毕后启动控制器,控制其根据参数自动进行溶液池使用的切换,并根据参数的变化调节进水电磁阀,保证溶液的目标比完成。

1.3配电监测子系统

配电系统按照设备的特点选择适合功率的配电保护装置的安置,配电系统加设智能化综合数字保护继电器,通过现场总线技术实现配电系统与继电保护器接入控制系统,系统运行后,智能继电器根据设备的运行状况及功率运转情况调节电流和电压,实现对设备的运转功率调整,保护设备和仪器,并将监测数据实时传回控制中心,信息采集的准确可靠,对事故的发生有重要的预测作用,实时调控继电器的运行规避故障的发生,或对故障进行迅速处理。

1.4泵房监控子系统

该系统主要是对取水泵房、提升泵房、出水泵房的机组实现远程联动开停控制及运行的监测。系统通过监测功能将电机组的功率、电压电流数据、泵房真空系统运行状态等数据记录并传输至中央控制系统,PLC根据中央控制指令调节控制数据,并实现对机组的统一调度,该系统的功能还包括记录运行机组跳闸故障保护信息及实时报警信息等。

1.5滤池监控子系统

滤池控制系统主要功能是控制过滤和反冲洗过程。高程滤池采用恒定水位控制原理实现滤池的自动反冲洗,当实际液位超出系统预设的数值时,控制系统对阀门进行关闭指令;低程滤池采用流量控制与恒定水位结合的控制方式,流量或水位超出设定值系统进行报警并关闭阀门。

2、水厂自动化控制系统的主要特点

2.1系统的先进性

现场总线技术实现了控制中心及各子系统、PLC的连接并形成高性能的控制平台,实现过程控制、顺序控制、传动控制、运动控制的任意组合控制,模块化的设计对子系统的编程具有现场意义,节省了工程实施费用和人员培训费用,对工人的技术要求专业化细致化,有利于充分保证水质。

2.2系统的可靠性

工业以太环网和冗余控制网的嵌入保证了网络的无扰动切换,对数据交换及存贮不产生影响,具有的短线自我诊断及恢复技术,保证了编辑操作、对等通讯、控制器实时互锁等数据的发送具有稳定性和安全性。

2.3系统的兼容性和扩展性

现场总线技术及PLC控制器、中心控制台的架构设计保证了系统的兼容性和扩展性,平台的多接口及处理方式允许架构多种处理器及网络,增加或减少控制器及通讯模块的数量,保证数据的传输和系统的控制。

结束语

水厂自动化控制系统的优化设计可以为居民的生活用水、企业的生产用水提供符合标准的水质,提升水厂的经济效益,自动化控制系统的自动调配降低了生产中的不合理损耗和电能耗用,并实现生产过程的可控性、信息化,为水质监控及上级调度提供了技术基础,实现了现代化企业的生产要求。

参考文献

[1]岳小翔.水厂自动化控制系统设计的论述[J].应用能源技术,2014,11:30-33.

[2]王国锋,于学鹏.水厂自动化控制系统中的PLC控制[J].现代制造,2007,16:66-70.

[3]蒋益祥.谈水厂自动化控制系统的功能设计与管理[J].城镇供水,2000,01:12-15.

作者简介

水厂自动化范文第7篇

1.水厂自动化的目的

对水厂实施自动化的根本目的认识不够全面或出现偏向,是造成一些水厂自动化系统未能充分发挥作用的一个原因。水厂实现自动化的根本目的是提高生产的可靠性和安全性,实现优质、低耗和高效供水,获得良好的经济效益和社会效益。但是,有的水厂实现自动化是为了赶时髦,将其作为一种点缀;有的水厂是迫于形势,在大批水厂纷纷实现自动化的情况下,自己也不能不上;有的水厂使用的自动化功能过于复杂,特别是在考察自动化水平较高的水厂后,更是盲目地提高标准。这些不正确想法的存在,使水厂实现自动化的根本目的发生了偏向,造成了自动化设计不切合水厂实际,不注重生产过程特别是关键工艺环节的自动化,并忽略了在运行和管理模式方面的相应改革,从而导致自动化未能充分发挥作用,甚至建成后处于闲置状态。

2.水厂自动化的设计

2.1未解决的相关理论问题

在水厂自动化中,工艺理论对自动化提出的控制要求本身存在未解决的理论问题或理论不够完善,使控制未能达到规范化和最优化,系统运行达不到理想的控制状态,从而影响了自动化的实际运行效果。

(1)絮凝理论不够完善。加药系统是一个大延时、强耦合、干扰因素多的非线性系统,目前广泛采用的控制方法为:用原水流量按比例前馈调节计量泵的频率,用流动电流仪(SCD)反馈调节计量泵的冲程,从而构成加药复合控制系统。在有的系统中,虽然采用了智能技术如专家系统、自学习模糊控制等方法,取得了一定效果,但并未完全解决加药量优化控制的问题。

(2)加氯系统理论问题。在加氯系统中,传统的控制方法为:前加氯采用流量比例控制,后加氯采用余氯反馈控制。由于影响加氯效果的因素很多,如水质、天气、水厂的具体工艺特点等。在有的系统中,虽然采用了一些其他控制方法,如采用双因子控制方式(用流量和余氯控制前加氯和后加氯)或多参数非线性控制方式,取得一定的效果,但并未完全解决加氯系统存在的问题。

(3)其他理论问题。如变频供水泵和定速供水泵的台数比例确定、变频供水泵的自动调节方法以及供水泵的科学调度等问题,理论上还未完全解决,管理上还有待进一步研究。

2.2技术规范和设计标准问题

到目前为止,我国在供水行业自动化控制方面,除《城市供水行业2000年技术进步发展规划》等少量规划性技术文件之外,尚无制定供水行业自动化控制方面的技术规范和设计标准,致使水厂在实施自动化过程中,技术上缺乏统一的规范性,设计上存在一定的盲目性和随意性,不同类型的水厂自动化分别应该达到的主要功能和主要技术指标不明确,影响了自动化系统配置的科学性和合理性。

2.3专著和文章问题

我国供水行业的自动化起步较晚,总体发展水平也不高,致使在供水自动化方面发表的文章数量有限,总体质量也不太高,出版的专著更少,既不利于在实施自动化时提供必要的理论指导和技术参考,也不利于行业内的技术交流和经验交流,影响了自动化知识普及和提高的速度。

2.4设计中存在的一些具体问题

水厂的生产过程是一个较为复杂的连续过程,对于其自动化系统的设计要求较高,涉及众多技术和设备,设计本身具有一定的难度,故在有些水厂自动化设计中存在的问题较多,影响了自动化功能的发挥,甚至影响了系统的正常运行。

(1)缺乏统一的发展规划。在有些水厂自动化设计中,对控制系统的持久性和未来发展规划一致性考虑不够全面,导致控制系统开放性和扩展性不够,造成系统很快落后于生产发展的需要。

(2)功能设置过于复杂。在有些水厂自动化设计中,由于片面追求高标准,致使功能设置过于复杂,而忽略了水厂的实际工艺情况和管理水平,使系统的故障率增高,而维护管理又跟不上,导致关键工艺的自动控制得不到保证。

(3)功能设置过于简单。在有些水厂自动化设计中,工艺过程的功能设置过于简单,达不到控制要求,特别是关键工艺的控制要求,造成虽有自动化系统,但关键工艺(如投药等)仍由手动完成的现象,失去了实现自动化的实际意义。

(4)设置过多的手动功能。有些设计为了在自动化系统故障时不影响生产,而设置了过多的手动操作功能,从设计上就将自动化系统置于可有可无的地位,既造成了设备的重复投资,也使生产人员产生了不正确的依赖心理,加上运行管理改革力度不够,出现了自控设备搁置不用而仍由人工手动操作的现象。

(5)设计人员水平不够。水厂的自动化设计涉及众多技术和设备,要求设计人员既要掌握先进的控制技术,又要熟悉生产工艺过程,同时对设备也要有相当的了解。

3.水厂自控设备存在的问题

设备方面存在的问题也是影响水厂自动化系统正常运行的一个主要因素,具体表现在如下几个方面:

(1)质量问题。

(2)配套问题。

(3)备品备件问题。

(4)检修和改造问题。

4.管理方面存在的问题

水厂自动化系统建立后,管理水平滞后是影响自动化功能正常发挥的一个重要因素。由于管理人员受自身素质和传统观念的束缚,未能在管理方面进行及时的调整和改革,导致管理水平落后,无法适应水厂自动化的发展需要。如何提高管理水平和管理人员素质是自动化水厂目前面临的一个重要课题。

(1)不注重设计、安装、调试过程的人员参与。很多水厂在建设自动化系统时,由于受人员和素质的限制,常采用交钥匙工程的方式,这样在建设时轻松省事,但后患无穷,由于没有自己的技术力量参与设计、安装、调试过程,导致投产后出现很多问题,影响了系统的实际运行效果。

(2)对自动化系统和设备不够熟悉。由于值班人员缺乏必要的技术知识,对自动化系统和设备不够熟悉或掌握不够,导致设备得不到正常的保养、调校和检修,造成仪表精度降低或设备故障;导致软件得不到必要维护和调整,造成因一些小软件故障得不到及时处理而影响系统正常运行;有的甚至出现误操作或引起人为故障。

(3)缺乏完善的自动化管理规程。水厂实现自动化后,其运行管理和维护管理已和传统水厂不一样,但不少水厂在这方面的改革力度不够,缺乏满足自动化生产需要的管理规程,如岗位职责、运行管理制度、操作规程和设备维护保养及检修规程等,致使运行管理满足不了生产需要,维护管理达不到要求。

(4)缺乏专业的、稳定的维护队伍。自动化系统和设备虽然具有较高的可靠性,但也会出现故障,需要维护人员尽快排除。同时,设计情况与实际运行情况不一定完全一致,即使与投入运行时一致,过一段时间后也会有所变化,另外经过一段时间的实际运行后,一般都需要对系统中存在的某些缺陷进行改进,以使系统更加优化,这就要求维护人员对自动化系统和设备进行必要维护和调整,特别是当生产工艺变化后,需要对控制系统进行相应修改和开发。但是,由于缺乏专业的、稳定的维护队伍,使一些小的软硬件故障得不到及时的修复和处理,渐渐由小问题变成大问题,甚至导致自动化系统瘫痪。

参考文献:

水厂自动化范文第8篇

【关键词】自动化;控制系统;制水工艺;恒压供水

1.水厂自动化控制系统

在自来水厂构建自动化控制系统,主要是采用滤池的全自动控制,即运用计算机对整个自来水厂的各个运行的产水环节进行检测和控制,那么下面我们就针对自来水厂自动化控制的系统的功能进行分析:

1.1显示功能

对采用计算机全程检测的实时数据能够及时的显示出来,这里显示的主要是技术参数,并通过显示的参数能够分析出当前各个设备的运行状态,对于出现的问题能够及时反馈出来。

1.2报警功能

由以上对显示功能的分析可知,在检测和控制的过程中会反馈出一些参数,那么就可以运用计算机对参数进行设置,当参数的变化超出或低于一定范围时,计算机自动化控制系统就会自动报警,这样工作人员就会及时发现问题或故障,采取一定措施进行维修或补救。

1.3数据库管理功能

建立生产数据库,存贮生产原始数据,供统计"分析用,建立事故数据库,记录各类错误"事故等。

1.4自来水制水工艺

在通常情况下,制水工艺过程分别几个步骤,取水―― 制备与投加药剂―― 混凝―― 平流沉淀――过滤沉淀――送水,不同的自来水厂都根据自身的实际情况采取不同的工艺流程,设备也不尽相同,不过最基本的流程都一样。

1.5控制和操作功能:自动化控制系统最大的优势就是可以通过中控室可对全厂任何一台可控设备进行控制和人工干预,对相关的数据和参数进行设定和修改,由此可以看出,自动化控制系统是当前比较先进的自来水厂控制技术,如图1所示:

2.水厂自动化控制系统特点分析

加药系统方面,其自动控制的实现采用单闭环方式。确切点来说,加药属控制反馈过程,中央控制系统里,设计人员通过设定SCD值,便可以通过分析、参考水源参数进行加药、搅拌,这一过程均以自动化方式来进行。操作完成后SCD检验水质并将检验结果自动生成信息,以信号波的形式传送出去。当PLC接受信号波之后进行分析和处理,将所得结果对比预定值,对于其中出现的差值通过调频变频器来控制,频率的改变有利于调整计量泵,进行促进循环控制提醒的形成,以确保加药控制更加精良。

2.1可靠性高,抗干扰能力强

自动化控制具有多项性能,其中在水厂中可靠性是最为重要的。现阶段我国已有自动化控制系统中,由于各项生产工艺严格依照规定执行,实际设计中又加入了集成电路技术及抗干扰技术,故可靠性较高。在机外电路方面,它所使用的控制系统更为先进,相比较继电接触器来说,不仅开关接点减少,电器节点也缩减为原有的1%甚至更少,这大大降低了体统故障的可能性。

2.2功能完善,适用性强

水厂规模不同,自动化控制系统的应用范围也各不一样。尽管如此,发展至今,自动化控制系统已经能够适用于各种规模的水厂。这些大中小型的系统除能够进行逻辑处理外,绝大多数已具备运算功能,可以实现数字控制。特别是功能单元涌现,控制深入范围变得更加宽广,如对位置、温度的控制等。此外,人机界面的发展便捷了操作,人们对系统的控制变得容易许多,故广受欢迎。水厂自动控制系统面向工业,,因此为了使其得到水厂技术人员的认可,其工控设备等建设应尽量以图形符号表达,尽量使其与继电器电路图一致,这样一来,系统逻辑控制指令无需进行繁杂制定,对电脑及网络语言编绘知之甚少的人也可进行控制。

2.3工作量小,维护方便

水厂原有控制系统多是采用连线逻辑,自动化系统的应用成功使用存储逻辑将其取代,这极大的减少了接线,不仅使控制设备外部便的干净整洁,而且也在很大程度上缩短了建设周期。进行设备维护时由于接线数量少也变得简单又容易。它的应用使通过设备改变实现程序改变变为现实,适用范围很广,特别是在小批量生产中。

3.超滤膜的应用

通过实验发现,在进行超滤处理之前使用混凝能够有效的减缓膜通量的降低,对增强渗透通量也有着很好的效果。Chen发现通过混凝剂能够把水中的疏水性有机物有效的去除,极大的增加了膜通量。董秉直发现采用在线混凝-超滤膜技术处理自来水能够有效避免膜污染。日本的“MAC21计划”研究表明,超滤膜技术对水中的细菌、总铁、浊度都有着较好的去除能力,但是去除有机物和氨氮的能力比较差;另外张捍民利用中空纤维膜去除水中的污染物的时候发现,中空纤维膜能够高效的去除水中的细菌、胶体,而去除有机物的能力较差,不能保证水中有机物的浓度。董秉直在进行粉末活性炭―超滤膜工艺进行水处理时,发现如果加入粉末活性炭一方面能够避免膜受到污染,另一方面还能增强膜通量,具有非常重要的意义,虽然粉末炭会粘附在膜的表面形成滤饼层,但是滤饼层起到了防止污染的作用。另外Liang在进行高锰酸盐/氯预处理控制藻类污染的研究中发现,通过高锰酸盐/氯能够有效降低超滤膜受到污染的速度,同时对于一直藻细胞也有非常重要的作用。通过上面的各项研究能够看出,混凝、活性炭、预氧化等预处理工作对于减缓膜污染有着很好的效果,但需要特别注意,如果预处理的方法选择不当反而会产生反作用,所以在选择预处理方法之前必须要对水质和膜材料进行严格的分析。

总结:

自来水直接关系到人们的切身利益,随着生活水平的日益提高,人们对饮用水的质量要求也越来越高,这就要求自来水厂摒弃传统的控制方法,将自来水的处理技术进一步提高,从而为人们提供更高质量的自来水。自来水厂主要的控制技术也是其核心组成部分,主要包括水质检测、水处理控制、变频节能三项技术以及综合自动化系统组成。

参考文献:

[1]张成名.浅析信息背景下自动化控制系统在水厂中的应用[J].管理观察,2014(09)

[2]王晓峰.当前自动化控制系统在水厂中的应用[J].经济发展,2014(11)

[3]刘文平.浅析自动化控制系统在水厂中的应用[J].水利水电技术,2012(10)

[4]赵树理.探讨自动化控制系统在水厂中的应用[J].中国科技观察,2009(08)

水厂自动化范文第9篇

【关键词】水厂;自动化;问题;对策

近年来,我国供水事业蓬勃发展,各项新技术的应用日益广泛,其中自动化技术的应用是近年来自来水厂生产发展的最大特点,但同时其存在诸多设计、设备和管理方面的问题,严重制约水厂自动化水平的提高。

1.水厂自动化中存在的常见问题

1.1水厂自动化的设计问题[1]

水厂的生产过程是一个较为复杂的连续过程,对于其自动化系统的设计要求较高,涉及众多技术和设备,设计本身具有一定的难度,故在有些水厂自动化设计中存在的问题较多,影响了自动化功能的发挥,甚至影响了系统的正常运行。

(1)缺乏统一的发展规划。在有些水厂自动化设计中,对控制系统的持久性和未来发展规划一致性考虑不够全面,导致控制系统开放性和扩展性不够,造成系统很快落后于生产发展的需要。

(2)功能设置过于复杂。在有些水厂自动化设计中,由于片面追求高标准,致使功能设置过于复杂,而忽略了水厂的实际工艺情况和管理水平,使系统的故障率增高,而维护管理又跟不上,导致关键工艺的自动控制得不到保证。

(3)功能设置过于简单。在有些水厂自动化设计中,工艺过程的功能设置过于简单,达不到控制要求,特别是关键工艺的控制要求,造成虽有自动化系统,但关键工艺(如投药等)仍由手动完成的现象,失去了实现自动化的实际意义。

(4)设置过多的手动功能。有些设计为了在自动化系统故障时不影响生产,而设置了过多的手动操作功能,从设计上就将自动化系统置于可有可无的地位,既造成了设备的重复投资,也使生产人员产生了不正确的依赖心理,加上运行管理改革力度不够,出现了自控设备搁置不用而仍由人工手动操作的现象。

(5)设计人员水平不够。水厂的自动化设计涉及众多技术和设备,要求设计人员既要掌握先进的控制技术,又要熟悉生产工艺过程,同时对设备也要有相当的了解。但在有些设计中,由于设计人员对生产实际情况或对进口设备的性能了解不够,导致设计与实际生产有出入或出现设备选择不当,满足不了工艺要求,造成了自动化系统局部失败。

1.2水厂自控设备问题

设备方面存在的问题也是影响水厂自动化系统正常运行的一个主要因素,具体表现在如下几个方面:

(1)质量问题。水厂中有些设备容易出现质量问题,如碱度计、氯氨测定仪、溶解氧测定仪、浓度测定仪、压差变送器、加氯机、计量泵、调节阀、电磁流量计等,这些质量问题有的是设备本身的质量不过关,有的则是安装或维护质量达不到要求,但均影响了自动化系统的正常运行。

(2)配套问题。在有的水厂自动化系统中,设备如传感器、测量仪表及执行机构本身并无质量问题,而是精度不够或稳定性达不到系统要求,即与系统配套不合理,也是影响自动化系统正常运行的一个原因。

(3)备品备件问题。有些设备发生故障后,由于缺乏备品备件而一时无法修复,这对进口设备尤为明显。如果由原产品供应商修理,则时间长、费用高,特别是有的产品已更新换代而根本无法得到备品备件,造成了这些设备的检修十分困难,从而导致这些设备长时间处于瘫痪状态,影响了自动化系统的正常运行。

(4)检修和改造问题。对于部分进口设备如网络设备,由于外商对通信协议和通信软件的公开性不够,且本身的技术要求也较高,既增加了这些设备的维护和检修难度,也降低了自动化系统的开放性,影响了系统的正常更新和改造工作。而且很多进口通信设备较难与国内设备互联,致使更新和改造困难,从而降低了自动化系统的合理性和统一性。

1.3水厂自动化的运行管理问题

(1)操作人员对设备性能和操作要求不够熟悉,不能完全掌握仪表技术。不少水厂反映,操作工人对仪表设备的使用要求不能完全掌握,致使仪表使用不正常,对仪表的调校保养缺乏必要的技术和专门知识,常常不重视仪表必要的日常清洁和维养工作,不懂得仪表的定期保养、检修等的规定和内容要求,所以往往使仪表精度降低,甚至不能正常工作,影响加药、加氯自动化的实施。

(2)缺乏专业维修队伍。之前,水厂在人员编制上,只有泵机值班工和电工,不设置仪表工。现在水厂自动化纷纷上马,水厂编制上也配置了一些仪表工,但是这些仪表工的配置数量和本身的专业技术水平均不能满足要求,有的甚至用电工代替仪表工,因此当仪表或监控设备发生故障后,不能得到及时的修复和处理。在保修期过后,不敢与国外联系,不少搁置起来,渐渐由“伤风感冒”而导致“全身瘫痪”。

(3)操作工人、管理人员以及领导层对自动化设施的认识不够全面。1)对自动化控制在水厂中应用的迫切性认识不够:不少水厂配备自动化只是为赶时髦,将其作为水厂的点缀。认为全国大、中、小水厂都纷纷实现自动控制,我们也不能不上,实为大势所趋。认为一个新的水厂要体现其先进,必须有自动化内容,而且尽量争取高标准。在国外考察后更是要求设备齐、标准高。这种想法在筹建部门较为普遍。2)对仪表和自控系统实质上缺乏信心:怕麻烦,表示明显的不信任感,最好少一些自动化内容,以免自找麻烦,这种想法在生产部门较为普遍。

2.解决水厂自动化问题的对策

2.1用国产设备直接取代

通过对国内市场的细致调查,找到种类、性能指标、接近于进口产品后,直接取用而代之。例如:安徽省滁州市自来水公司一水厂将国产在线浊度仪、计量泵应用在自动加药系统中,效果较好;引用国产电磁流量计和超声波流量计对原水、出厂水进行测量,计量较准确;同时该水厂还积极利用国产仪表应用在自动化系统的改造工程中,不仅完全达到了自控系统的各项功能技术要求,而且节约了大量的技改资金。

2.2自我改进消化吸收

拥有自己技术开发队伍的水司,应充分了解引进设备的性能特点,对系统中存在的问题进行仔细分析、改进,找出解决问题的办法。例如:滁州二水厂的自动投矾系统改造,就充分体现了技术人员对控制系统改造持有比较新颖的思路。他们没有采用较为流行的流动电流控制器,而是根据原水水质的特点,利用原水流量和滤前水浊度作为主要控制参数,滤后水浊度和PH值、水温作为后反馈控制参数,构成闭环控制系统,运行效果较好。

2.3谨慎选用进口设备

经过数十年的运行表明,进口设备虽然具有许多优点,确实在城市供水事业中起到了举足轻重的作用,但是也客观存在着一些问题,不得不引起广大供水同仁的高度重视。通过多年的运行效果表明,有的国产设备使用效果良好,维护也比较方便,备品备件能得到及时供应,售后服务能得到保障。所以建议在功能、技术参数能满足自控系统要求的前提下,尽可能使用国产设备。

2.4推陈出新,横向联系

在对进口设备的性能充分了解的基础上,寻找合适的厂家进行制造,不仅解决自身的设备问题,而且还可以推而广之,帮助其他使用同类设备的厂家排忧解难。例如:计量泵的隔膜片、加氯机的管配件等等,都可以委托国内厂家生产。同时要加强供水行业之间的技术交流,互通有无,积极推广成熟技术,共同提高自动化技术水平。

3.结束语

技术人员应提高相应技术水平,重视水厂自动化系统的生产、运行、维护和管理等问题并加以不断地研究,解决实际碰到的问题,才能将上述的自动化控制系统发挥到最佳水平,实现可靠、连续、优质供水。

参考文献:

水厂自动化范文第10篇

关键词:水厂自动化控制 仪表系统 技术分析

中图分类号:TU991.62 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)02(c)-0092-01

在网络信息技术、电子技术的不断发展下,工业建设在自动化方面也取得了显著的成绩,各种检测传感器、自动化感应部件、回路自动调节器等得到了广泛应用。通过对水厂进行自动化控制不仅可以有效降低一次性的采购成本,并且可以降低日后的维护工作量,提高水厂运行的稳定性。

1 水厂自动化控制系统的设计思路

在设计水厂自动化控制系统时,按照“集中管理、分散控制、共享数据”的基本原则进行设计,保证计算机信息系统有良好的独立性。一般使用PLC+IPC自动控制模式进行集散式控制,由于PLC具有良好的扩展性、结构比较紧凑、价格也比较低廉,是目前使用比较广泛的控制器。水厂集散控制系统设计时,要将集中检测作为设计重点,并通过分散控制进行辅助。在对水厂的位置和设施情况进行分析后,分别使用独立就地控制、实时监控、远程监控三种控制措施。在水厂生产过程中,要做好实时监控工作[1]。远程监控主要设备,对水处理构筑物进行就地控制。通过分三个等级进行控制,有效保证了水厂控制的安全性。水平自动化控制网络主要分为三层,在实际设计时,可以根据生产要求和工艺要求进行安排。根据需要设置送水控制站、取水控制站、PLC控制站、加药加氯控制站、反冲洗控制站等。

2 控制系统的构成

2.1 中控系统

中控系统主要由监控计算机、生产管理计算机、激光打印机构成,使用iFIX组态软件作为监控计算机的应用软件,可以将生产线的水池水位、电机、加药设备等所有生产线的模拟画面显示出来。将中控室的电脑远程接入到系统中各个设施中,并且可以将水处理工艺布置图、水厂设备工作状态、水厂设备动态参数、测量仪表数据、设备报警信号等显示出来,并且控制系统可以通过编程对系统参数进行调整。此外,中控室还可以利用相关软件对水厂的数据进行监控和收集,并深入分析和计算检测数据,从而对运行参数进一步进行调整。DCS集散控制系统可以利用I/O模块远程控制PLC键,通过PLC监控站的显示器可以监测到供水站的实际操作情况,并可以对储液罐的液位、仪表运行的具体参数、管道的流量等进行采集分析。中控室通过对这些上限参数和下限参数进行控制,实现远程控制的目的。

2.2 取水房控制系统

取水房控制站主要对水泵机组的实际运行情况以及机组的运行参数进行监控,并且取水泵房中的吸水井中安装了水位计,可以时刻监视水库水位的基本情况。根据送水泵的实际运行情况、清水池的水位情况、水管网压力情况、用水高峰的时间段确定水泵机组的开启或停止。在机组设备良好、配电线路良好、出水电动阀良好并且处于关闭的状态时,才可以自动运行。取水泵房控制系统主要作用是对设备的运行状态参数、设备的运行情况进行监控,并且及时和送水泵房的控制站进行信息互通,记录和备份好设备的运行情况。

2.3 送水房控制系统

送水房控制系统主要是用来对小水泵和大水泵的运行参数和运行工况进行监控,并且将流量计、压力表、余氯分析仪、浊度计、PH计等设备安装在出厂管线上。此系统主要用来对出厂水的卫生情况进行检测。在运行时,需要有完好的机组设备和配电系统,并且吸水井要达到设计水位才可以实现正常运行。

2.4 反冲洗泵房控制站

反冲洗泵站主要由滤池反冲洗水泵、滤池鼓风机构成,反冲洗泵站主要用来对反冲洗水管管路上的开度信号、阀门开关、手动新型号自动信号等进行检测;对水位数据进行收集,并和中心控制站进行信息数据的传输。在进行控制时,除了可以安排操作员使用就地箱进行控制,还可以使用PLC来进行控制。可以将操作终端作为人机接口,并利用PLC控制各个设备。此外,操作人员可以利用操作终端对参数进行设定和修改。

3 自动化控制系统的实现

3.1 主控制界面的实现

自动化控制系统使用服务器和客户端的运行模式,通过桌面将系统图标打开后就可以进入到首页。用户的权限不同,显示操作功能也不同[2]。进入系统后,可以配置水处理设备,对水厂一期和二期的滤池控制情况车沉淀池控制情况进行控制和检测。

3.2 取水泵房的监控实现

取水泵房操作界面可以将泵房中机组的具体情况完全显示出来。例如阀门的开闭情况、机组的数量情况、真空泵的运行情况、真空泵的水压情况和水位情况等。利用取水泵房的操作界面可以全面了解泵房中水泵的实际运行情况,并及时调整水泵的运行状态。

3.3 加药间的监控实现

水从滤池通过后,基本不再浑浊了。此时,需将药剂加入到原水中来杀死水中的细菌,从而使水的质量达到饮用标准。加药间的加药的监控系统可以将加药量、水的实时流量、水中氯的余量、水的浑浊度清晰的反应出来,自动加药系统可以根据具体的流量情况,对加药量进行控制,并且将加药池的水位和运行情况显示出来,在遇到特殊情况影响水质时,可利用操作界面调整系统中的设备。

3.4 预警监控的实现

自动预警系统主要是为了保证系统的稳定运行,当接入系统的任何一个设备的运行数值超出设计的安全范围值,系统会自动发出预警,并提供解决方法。相关数据会一直保存在系统中,以便及时优化、总结水厂的运行数据。

4 结语

通过在水厂中对此自动化控制系统进行运用,有效提高了生产的安全性,供水的稳定性得以提升。可以对各类设备进行实时监控和自动化运行。在监控中心就可以观测到设备的生产指标和运行情况,对所有出现问题的环节进行了记录和反馈。此外,工作人员的作业效率也明显提升,管理人员可以根据监控中心的数据调整和分析水厂的运行情况,一些耗时、耗力的操作由计算机代替,劳动效率显著提升。

参考文献

[1] 夏海芳.我国城市供水管制改革研究[J].科技信息,2008(27):484-485.

上一篇:史学思想论文范文 下一篇:世界经贸范文