地表水廠自動控制系統(tǒng)設計的工藝條件和技術要求.doc

最新【精品】范文 參考文獻 專業(yè)論文地表水廠自動控制系統(tǒng)設計的工藝條件和技術要求地表水廠自動控制系統(tǒng)設計的工藝條件和技術要求 【摘 要】：水廠自動化控制系統(tǒng)的合理設計及成功運行，必須依據(jù)水廠工藝提供基本條件和技術要求才能實現(xiàn)。以水頭自來水廠自動控制系統(tǒng)程序設計為例，介紹了城市地表水自動控制系統(tǒng)設計的工藝條件和技術要求。 【關鍵詞】：地表水廠、自動控制系統(tǒng)、工藝條件、技術要求。 中圖分類號： TU991.6 文獻標識碼： A 文章編號： 水廠在生產(chǎn)過程中采用自動化控制技術，可解放生產(chǎn)力，提高生產(chǎn)效率，是城市供水技術的根本性變革。國內(nèi)從20世紀90年代以來設計建造的大中型水廠基本采用自控技術控制生產(chǎn)過程。 浙江平陽水頭水廠設計總供水量Q=5萬m3/d，水源為順溪水庫，凈水工藝流程如圖1所示。整個生產(chǎn)過程采用自動控制。 水廠自動控制系統(tǒng)由一個中央數(shù)據(jù)處理總站(PDS)和3個PLC控制分站及各類檢測儀表系統(tǒng)組成。加藥間及絮凝沉淀池1號PLC站；氣水反沖洗濾池及加氯問2號PLC站；送水泵房3號PLC站和中央PDS站?？刂葡到y(tǒng)可實現(xiàn)2級控制：即單元PLC站獨直控制和PDS站水廠中央控制室集中控制。在PDS中控室留有串行接口，可通過無線傳送數(shù)據(jù)，進行全廠供水調(diào)度。同級PLC站之間能夠相互交換數(shù)據(jù)，但不能相互控制。各個PLC站具有完整的數(shù)據(jù)采集、控制、存儲、處理、顯示及事故報警功能。中央PDS系統(tǒng)具有與各PLC站聯(lián)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)采集、控制、存儲、處理、顯示及事故報警功能。中央控制室設有生產(chǎn)管理和監(jiān)控計算機、打印機。計算機實時采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，形成PLC工業(yè)控制網(wǎng)。監(jiān)控計算機可顯示各PLC站的儀表、機電、加藥、加氯設備、沉淀池、濾池模擬畫面，可對系統(tǒng)的所有設備進行遠程操作和控制，并可顯示工藝布置圖、實時動態(tài)參數(shù)、設備的工作狀態(tài)、實時/歷史報警信號、在線儀表的實時/歷史趨勢曲線、水泵機組運行時間等功能，同時可進行設定參數(shù)的修改，編制和打印生產(chǎn)管理報表。管理計算機用于采集和儲存監(jiān)控汁算機檢測的主要數(shù)據(jù)，便于生產(chǎn)管理。 1.加藥間、絮凝沉淀池1號PLC站 1.1自動加藥系統(tǒng) 自動加藥系統(tǒng)的主要設備是流動電流監(jiān)控儀、計量泵及其配帶的變頻調(diào)速裝置。加藥間按Q=5萬m3/d設計，1臺流動電流監(jiān)控儀和2臺隔膜式計量泵。 加藥的自動控制為前饋控制。根據(jù)測定混合后水中的流動電流值與設定值相比較并以此作為控制藥劑投加量大小的依據(jù)。前饋水樣取樣口設在加藥后經(jīng)過快速充分混合處，即管式靜態(tài)混合器與絮凝沉淀池進口之間的管道上。前饋控制的流動電流設定值根據(jù)水廠試驗的測定值，設定值要求可調(diào)節(jié)。藥液投加量的調(diào)節(jié)由配有變頻調(diào)速裝置的計量泵實現(xiàn)，投藥點在管式靜態(tài)混合器的進水端，2臺計量泵輪流使用。 加藥量由SCD儀控制。正常情況時SCD儀控制器直接控制變頻調(diào)速裝置調(diào)節(jié)加藥量。若SCD儀故障，則通過1號PLC控制。 加藥間溶液池共3格，每格池均裝設超聲波液位計，要求第1格液位降至一半時，第2格充滿，第3格調(diào)制備用。工作中的溶液池液位降至設定下限值(-1.0m)時，加藥計量泵應自動切換到另一格池工作。 該站系統(tǒng)具有對源水流量、濁度、pH值及SCD儀的流動電流值、2臺汁量泵的投加量、3格溶液池的液位均能實現(xiàn)實時監(jiān)測。 當工作的溶液池液位低于設定下限(-1.0m)時，另一格池未充滿(達到0.85m)，要求報警。溶液池液位低于設定下限值而切換不了、運行中的計量泵吸不到藥液、計量泵阻尼器壓力下降或上升超過沒定的下限或上限值以及計量泵吸液管上電動球閥故障等，除自動切換備用計量泵工作外，均應報警。報警要求同1號PLC站。 1.2絮凝沉淀池 絮凝沉淀池為柵條絮凝池分為2組，每組水量Q=2.5萬m3/d獨運行。每組絮凝池沒有6根排泥管,每組沉淀池安裝有一臺桁架泵吸式刮泥機和一套超聲波泥位汁，泥位汁安裝在沉淀池進水端。刮泥機根據(jù)泥位計測出的泥位自動控制運行，刮泥機只能停留存沉淀池的進水端。當泥位達到設定積泥高度(0.60m)或絮凝沉淀池連續(xù)不排泥時間超過1224h時(該值可調(diào))，開始排泥。排泥方式為：絮凝池6個氣動排泥閥按編號輪流排泥，每個排l2min(該值可調(diào))，間隔0.5min；沉淀池刮泥機沿沉淀池全程運行一次，始、終點均為沉淀池進水端。每組排泥系統(tǒng)不可同時工作，如同時達到設定值時則一組排泥，另一組隨機等待。 該站系統(tǒng)能提供以下數(shù)據(jù)：刮泥機的運行工況及累計運行時數(shù)，絮凝池氣動排泥閥的運行工況，沉淀池出水濁度(NTU)、pH值，電氣設備的參數(shù)。 當刮泥機桁車故障(不能按設定行程運行和停止)，刮泥機排泥泵故障，沉淀池泥位超限(Hh0.6m)，絮凝沉淀池連續(xù)不排泥超時，絮凝池排泥閥故障及電氣設備故障，應報警。報警要求同1號PLC站。 2氣水反沖洗濾池、加氯間2號PLC站 2.1氣水反沖洗濾池 該工程采用氣水反沖洗濾池，共10格，雙排布置，中間管廊，反沖洗泵房沒于濾池中部。濾池自動控制系統(tǒng)包括過濾自動控制、自動反沖洗控制和空壓機站自動運行控制。 濾池要求達到恒水位恒速過濾自動控制，該目標通過超聲波液位計實時監(jiān)測水位變化，根據(jù)水位變化控制濾池清水出水閥開度，調(diào)節(jié)出水量從而調(diào)節(jié)濾池水位高度在微小的范圍變化實現(xiàn)。 濾池反沖洗采用氣沖、氣水聯(lián)合沖洗、單獨水漂洗3個階段。濾池滿足以下任一條件即進行反沖洗：單格濾池水頭損失達1.8m(可調(diào))；連續(xù)運行時間超過48h(可調(diào))；在清水閥全開的狀態(tài)下，池內(nèi)水位超過最高控制水位(標高3.20m)；根據(jù)運行需要進行某格或逐格濾池強制沖洗。一次只允許一格濾池反沖洗，當幾格濾池同時達到反沖洗條件時，按先后秩序等候。每兩格濾池沖洗間隔10min。 反沖洗時閥門啟閉程序。關閉濾池進水閥，延時l1.5min，打開排水閥，關閉濾池出水閥：打開鼓風機出風閥，打開鼓風機，打開濾池進氣閥進行氣沖，氣沖歷時3min(可調(diào))；啟動反沖洗水泵，依次打開反沖洗泵出水閥，濾池反沖洗進水閥(氣沖閥門不關，繼續(xù)進氣)，進行氣水聯(lián)合反沖洗，歷時4min(可調(diào))：關閉鼓風機、關閉濾池反沖洗進氣閥，單獨進行水漂洗，歷時4min(可調(diào))；依次關閉濾池反沖洗進水閥、反沖洗水泵出水閥、反沖洗水泵，關閉濾池反沖洗排水閥：打開濾池進水閥，打開濾池清水出水閥；打開濾池進氣管上DN50電磁閥，釋放殘余空氣，時間約10s。 空壓機站自動運行控制。該工程濾池及絮凝沉淀池排泥閥均采用氣動閥，氣源由設在濾池旁的空壓機站提供。空壓機站壓縮空氣儲氣罐的氣壓需要穩(wěn)定在一定的壓力范圍內(nèi)以保證氣動閥的正常丁作。當儲氣罐的壓力低于最低壓力時，自動啟動空壓機工作，儲氣罐的壓力達到設定壓力時，自動關閉空壓機。 濾池沖洗水泵、鼓風機要求均能定時輪流運行，空壓機能自動輪換開停，使設備工作時間均勻。 數(shù)據(jù)采集及報警要求。該站能提供的參數(shù)為：各格濾池水頭損失、過濾時間、濾池水位高度：各格濾池氣動閥開閉狀態(tài)，清水出水閥開啟度：沖洗水泵運行工況(包括沖洗水泵壓水管上氣動蝶閥開閉狀態(tài))，并累積計時；鼓風機運行工況并累積計時：空壓機運行工況并累積計時：電氣參數(shù)。 系統(tǒng)出現(xiàn)下列故障應能報警：沖洗水泵故障(包括沖洗水泵壓水管上氣動蝶閥故障)；鼓風機故障(包括其閥門故障)；空壓機故障；各格濾池氣動閥故障：濾池反沖洗工藝參數(shù)控制值(水頭損失、最高限制水位及運行時間)超值；清水池水位超限(3.3m)報警，并關閉濾池清水出水閥；電氣參數(shù)超限報警。報警要求同l號PLC站。 2.2加氯系統(tǒng) 采用濾前濾后二次加氯，投加點分別設在引水管上和氣水反沖洗濾池與清水池之間管道上。加氯系統(tǒng)采用復合環(huán)路控制，即濾池出水流量配比和余氯反饋控制。清水池進水流量信號由設在其進水管上的電磁流量計提供，余氯反饋取樣點設于加氯點后管徑處。復合環(huán)路控制器在失去余氯反饋信號時自動降為流量配比控制。 系統(tǒng)設4kg/h3臺加氯機，2用1備，輪換使用，每臺加氯機運行一段時間后能自動切換；運行中的加氯機出現(xiàn)故障也應能自動切換。兩組氣源，1用l備，工作氣源用完氯瓶壓力下降至設定值時，停止其工作并能自動切換到備用氣源繼續(xù)工作。 該站能提供的參數(shù)為：加氯機運行工況，并累積計時；兩組氯瓶的自動切換信號；出廠水余氯量設定值與實測值；加氯點后取樣點的余氯量；每小時加氯量。 系統(tǒng)出現(xiàn)下列故障應能報警：運行中的加氯機出現(xiàn)故障，自動切換備用機投入運行，同時報警：如切換不了亦報警；工作氣源用完時，自動切換備用氣源投入運行，同時報警；如切換不了亦報警；氯瓶問或加氯間空氣中的氯氣含量超過設定值報警；出廠水余氯與設定值相比，超出或小足均應報警(以20為準)。 3送水泵房3號PLC站 送水泵房4臺水泵，最大運行工況為2用2備。清水池水位在1.0m以下時2臺水泵運行；清水池水位降至0.5m時停止水泵運行；出廠水管道壓力突然大幅度下降時，停止水泵運行；4臺水泵要求能夠均勻輪換運行。 該站能提供下列參數(shù)：出廠水流量瞬時值和累計值，出廠水壓力、濁度、余氯、pH值，要求實時監(jiān)測并能記錄儲存；水泵機組的運行工況(開、停臺數(shù))，并累計臺時數(shù)；清水池水位；水泵機組運行的電氣參數(shù)；高低壓開關柜的電氣參數(shù)。 系統(tǒng)出現(xiàn)下列故障報警：出廠水壓力低于設定值，濁度超過設定值(設定值為1NTU)，游離余氯超過設定值(設定值為O.60.8mg/L)；水泵機組不能按程序自動開、停；電氣設備故障