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一、自來水廠的情況簡介

      城市供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的主要目的是解決自來水公司對供水各環(huán)節(jié)監(jiān)測點的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。該系統(tǒng)由監(jiān)控中心和各個水源監(jiān)測點組成，各個水源監(jiān)測點的數(shù)據(jù)采集終端可監(jiān)視和采集水位、壓力、流量、濁度、余氯、泵頻等各種數(shù)據(jù)，供控制中心及有關部門分析和決策取用，提高工作效率，保證供水質(zhì)量，滿足日益增產(chǎn)的用水量的需求?！?br />       城市供水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)可以對遠程現(xiàn)場的運行設備進行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)管道壓力、水流量的數(shù)據(jù)傳送及閥門開關的自動控制，降低了故障率和提高了對系統(tǒng)的反應時間。便于及時迅速的了解及控制遠端管道及閥門，低故障率和檢修的時間，減少停水次數(shù)。各水源監(jiān)測點的數(shù)據(jù)采集終端可自動采集管道壓力、水流量的實時數(shù)據(jù)與開關狀態(tài)等數(shù)據(jù)，信息傳輸?shù)阶詠硭镜谋O(jiān)控中心，監(jiān)控中心通過對傳輸回的數(shù)據(jù)進行分析，可找到出故障的地點，從而當一個遠端出現(xiàn)故障時，能在最短的時間內(nèi)解決問題，恢復供水，提高了整體的服務水平，從而實現(xiàn)了城市供水的信息化、現(xiàn)代化。

二、可編程控制器在水廠的使用

       可編程控制器(PLC)最初是用來代繼電器控制線路完成邏輯功能。近年來，由于世界電子技術突飛猛進的發(fā)展，特別是微處理器和數(shù)字技術的發(fā)展已使可編程控制器的性能和功能有很大的提高。先進的可編程控制器不但能完成復雜的邏輯控制功能，而且也能完成對模擬量的處理，對過程變量可進行PID閉環(huán)控制。編程軟件、 通信及人機接口的功能也越來越完善，編程軟件和用于人機接口的圖形化軟件都運行在標準的計算機平臺上。正因為可編程控制器具有使用靈活、成本低、先進的網(wǎng)絡以及可靠性高等特點，所以目前多數(shù)自來水公司都將可編程控制器作為數(shù)據(jù)采集終端來使用，通過豐富的網(wǎng)絡資源將現(xiàn)場的情況送給中央控制室，所以它克服了傳統(tǒng)控制方法的缺陷，提高了供水質(zhì)量，降低了供水成本。

三、自來水廠控制系統(tǒng)的描述

3、1該控制系統(tǒng)硬件結構及控制原理

       全廠控制系統(tǒng)設兩級組成集散控制系統(tǒng)，一級是廠中央控制室(上位管理)，二級是區(qū)域控制工作站(現(xiàn)場控制站)。整個系統(tǒng)由一個中央控制室、五個現(xiàn)場控制站組成，中央控制室與現(xiàn)場控制站之間通過網(wǎng)絡進行通訊，組成一個PLC 控制網(wǎng)絡。系統(tǒng)借助于浙江浙大中自集成控制股份有限公司強大的人機接口軟件Sunytech和SunyIEC編程軟件，使其獲得最佳的控制性能。在中央控制室，通過屏幕漢化的動態(tài)畫面，可觀察全廠的生產(chǎn)過程，并對全廠生產(chǎn)過程進行調(diào)度，指揮分站操作運行，打印全廠生產(chǎn)報表，繪制曲線，達到綜合管理的目的。

3．2中央控制室軟件的實現(xiàn)
中央控制室提供了三種制水控制方式：自動、半自動和手動。
　?、?、在相應授權條件下，在中控室可對任何一臺可控設備進行控制和人工干預，能對各現(xiàn)場控制站PLC的參數(shù)進行設定與修改，或直接對任何一個現(xiàn)場控制站進行編程或修改程序等。
　　㈡、能夠根據(jù)公司總調(diào)度室的一級調(diào)度指令，自動形成良好的二級調(diào)度指令，控制送水泵的開/停等。
　?、?、對源水泵房和送水泵房等關鍵部位建立了遠程控制，可以方便地對源水泵房、送水泵房、加礬加氯間、反應沉淀池及全廠范圍進行監(jiān)視。
　?、?、建立了水廠管理信息系統(tǒng)：
△提供制水數(shù)據(jù)的查詢，能形象、實時、動態(tài)地顯示各生產(chǎn)過程中的主要技術參數(shù)，顯示所有設備的運行狀態(tài)，用趨勢圖顯示某些重要參數(shù)的變化情況等。
　　△數(shù)據(jù)庫管理功能：建立了生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，存貯生產(chǎn)原始數(shù)據(jù)；建立了事故數(shù)據(jù)庫，記錄各類錯誤和事故等。
　　△數(shù)據(jù)處理功能：利用在線數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)計算主要生產(chǎn)指標，進行統(tǒng)計分析。
　　△報表輸出/打印功能：打印公司、水廠所需要的各類報表。
　?、椤⒕哂袌缶δ?，當某一參數(shù)異?；蛟O備故障時，能提供多種報警方式。
㈥、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)圖像傳輸準確，執(zhí)行機構控制正常，運行狀況良好。
㈦、整個系統(tǒng)安全可靠。
       中控室是全廠的控制管理中心，一方面通過網(wǎng)絡采集全廠各設備的運行狀態(tài)及儀表檢測信號，另一方面對全廠各設備進行控制。
中控室上位機軟件主要功能包括：
    1、在上位機對全廠任何一臺設備進行控制(加氯、加礬部分自成系統(tǒng)，只對其采集必要的數(shù)據(jù))，能對區(qū)域PLC的參數(shù)進行設定和修改。
    2、能形象、實時、動態(tài)顯示某些重要參數(shù)的變化情況。
    3、報警功能：某一參數(shù)異?；蛟O備故障，給出聲光報警，顯示相應的提示信息和畫面，并記錄在報警數(shù)據(jù)庫中。
    4、數(shù)據(jù)管理功能：建立生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，存儲生產(chǎn)原始數(shù)據(jù)供統(tǒng)計分析用。
    5、數(shù)據(jù)處理功能：利用在線數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)計算主要生產(chǎn)指標。
    6、報表輸出／打印功能：能打印出日、月、年、故障、運行計錄的中文報表。

3、3現(xiàn)場控制站的軟件實現(xiàn)

      現(xiàn)場控制站的軟件用來完成生產(chǎn)工藝的全部任務，該軟件組態(tài)和開發(fā)的好壞直接關系到自動化工程的成敗問題。該軟件包括順序邏輯控制、模擬量采集和PID調(diào)節(jié)控制。采用巨騰公司的ISGRAF工具包開發(fā)梯形圖控制軟件。它主要能完成以下功能：
    1、順序邏輯控制：包括取水泵站、送水泵站機組及各閥門等設備之間的連動控制等。
    2、模擬量采集：包括高配間及高壓電機的電流、電壓、功率、電度量的采集，以及濁度、余氯、水流量、壓力、PH值、溫度等信號的采集。所有這些量經(jīng)過轉(zhuǎn)換，并在屏幕上的數(shù)據(jù)域中加以顯示或打印報表，從而取消原始的手工抄表計錄。
3、PID調(diào)節(jié)控制：加礬及加氯部分的PID調(diào)節(jié)控制。軟件設計的主要任務是對V型濾池出水調(diào)節(jié)閥的自動控制。這也是全廠控制軟件設計的核心部分。出水調(diào)節(jié)閥作為控制裝置，它受濾池水位的控制，水位通過水位傳感器送出的信號至PLC， 這個信號與表示水位保持恒定的參考水位相比較，在判斷出水位不穩(wěn)定方向后(上升或下降)，信號水位與參考水位的偏差超過原設計系統(tǒng)的臨界值約±2cm時， 即啟動控制單元—出水調(diào)節(jié)閥，同時出水調(diào)節(jié)閥輸出一個與閥門開啟度成正比的4～20mA的反饋信號，通過PLC內(nèi)的PID指令自動調(diào)節(jié)濾池水位以達到恒水位。當事先定好的反沖洗時間到或堵塞顯示器超過設定堵塞值時，便輸出反沖洗信號，反沖洗過程包括氣沖及氣水同時反沖過程，PLC根據(jù)工藝流程要求按一定順序進行一系列閥門及水泵、風機的開啟及停止動作。當沖洗過程結束，濾池重新恢復平靜，又一個過濾的循環(huán)開始。

3．4自來水控制的流程

       進水池中的水經(jīng)過初步沉淀進入加藥池。加藥系統(tǒng)根據(jù)水質(zhì)、水量配比化學藥物，對水進行化學處理。加藥系統(tǒng)充分運用了Sunytech軟件強大的配方管理能力，根據(jù)需要確定加氯、加明礬的藥量及比率。

      加藥后的水進入沉淀池，經(jīng)過徹底沉淀后進入過濾池，靠水的重力穿過過濾層除去水中浮游生物。Sunytech上位系統(tǒng)將定時或手動按鈕分別啟動各個刮泥機出去沉淀池中的泥漿，并定時對過濾層進行反沖洗。
 

       清水池補加氯及送水泵組監(jiān)控系統(tǒng)是對清水池水位、補加氯系統(tǒng)及送水站各泵組電機和送水量的監(jiān)控。Sunytech上位系統(tǒng)可以直接讀取流量計的數(shù)據(jù)，并可以通過現(xiàn)場執(zhí)行器控制各泵組的啟停。

      梯形泵站監(jiān)控系統(tǒng)是對整個水廠凈水處理的總體監(jiān)控。在這個系統(tǒng)里可以監(jiān)測到凈水處理的總體過程，包括各個抽水機、攪拌機運行情況及各水池的水位情況。