地表水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工藝條件和技術(shù)要求.doc

最新【精品】范文 參考文獻(xiàn) 專業(yè)論文地表水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工藝條件和技術(shù)要求地表水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工藝條件和技術(shù)要求 【摘 要】：水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)及成功運(yùn)行，必須依據(jù)水廠工藝提供基本條件和技術(shù)要求才能實(shí)現(xiàn)。以水頭自來(lái)水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)為例，介紹了城市地表水自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工藝條件和技術(shù)要求。 【關(guān)鍵詞】：地表水廠、自動(dòng)控制系統(tǒng)、工藝條件、技術(shù)要求。 中圖分類號(hào)： TU991.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 水廠在生產(chǎn)過(guò)程中采用自動(dòng)化控制技術(shù)，可解放生產(chǎn)力，提高生產(chǎn)效率，是城市供水技術(shù)的根本性變革。國(guó)內(nèi)從20世紀(jì)90年代以來(lái)設(shè)計(jì)建造的大中型水廠基本采用自控技術(shù)控制生產(chǎn)過(guò)程。 浙江平陽(yáng)水頭水廠設(shè)計(jì)總供水量Q=5萬(wàn)m3/d，水源為順溪水庫(kù)，凈水工藝流程如圖1所示。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程采用自動(dòng)控制。 水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)由一個(gè)中央數(shù)據(jù)處理總站(PDS)和3個(gè)PLC控制分站及各類檢測(cè)儀表系統(tǒng)組成。加藥間及絮凝沉淀池1號(hào)PLC站；氣水反沖洗濾池及加氯問(wèn)2號(hào)PLC站；送水泵房3號(hào)PLC站和中央PDS站?？刂葡到y(tǒng)可實(shí)現(xiàn)2級(jí)控制：即單元PLC站獨(dú)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(guò)無(wú)線傳送數(shù)據(jù)，進(jìn)行全廠供水調(diào)度。同級(jí)PLC站之間能夠相互交換數(shù)據(jù)，但不能相互控制。各個(gè)PLC站具有完整的數(shù)據(jù)采集、控制、存儲(chǔ)、處理、顯示及事故報(bào)警功能。中央PDS系統(tǒng)具有與各PLC站聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、控制、存儲(chǔ)、處理、顯示及事故報(bào)警功能。中央控制室設(shè)有生產(chǎn)管理和監(jiān)控計(jì)算機(jī)、打印機(jī)。計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，形成PLC工業(yè)控制網(wǎng)。監(jiān)控計(jì)算機(jī)可顯示各PLC站的儀表、機(jī)電、加藥、加氯設(shè)備、沉淀池、濾池模擬畫(huà)面，可對(duì)系統(tǒng)的所有設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操作和控制，并可顯示工藝布置圖、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)參數(shù)、設(shè)備的工作狀態(tài)、實(shí)時(shí)/歷史報(bào)警信號(hào)、在線儀表的實(shí)時(shí)/歷史趨勢(shì)曲線、水泵機(jī)組運(yùn)行時(shí)間等功能，同時(shí)可進(jìn)行設(shè)定參數(shù)的修改，編制和打印生產(chǎn)管理報(bào)表。管理計(jì)算機(jī)用于采集和儲(chǔ)存監(jiān)控汁算機(jī)檢測(cè)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(hào)PLC站 1.1自動(dòng)加藥系統(tǒng) 自動(dòng)加藥系統(tǒng)的主要設(shè)備是流動(dòng)電流監(jiān)控儀、計(jì)量泵及其配帶的變頻調(diào)速裝置。加藥間按Q=5萬(wàn)m3/d設(shè)計(jì)，1臺(tái)流動(dòng)電流監(jiān)控儀和2臺(tái)隔膜式計(jì)量泵。 加藥的自動(dòng)控制為前饋控制。根據(jù)測(cè)定混合后水中的流動(dòng)電流值與設(shè)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(shè)在加藥后經(jīng)過(guò)快速充分混合處，即管式靜態(tài)混合器與絮凝沉淀池進(jìn)口之間的管道上。前饋控制的流動(dòng)電流設(shè)定值根據(jù)水廠試驗(yàn)的測(cè)定值，設(shè)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(jì)量泵實(shí)現(xiàn)，投藥點(diǎn)在管式靜態(tài)混合器的進(jìn)水端，2臺(tái)計(jì)量泵輪流使用。 加藥量由SCD儀控制。正常情況時(shí)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(guò)1號(hào)PLC控制。 加藥間溶液池共3格，每格池均裝設(shè)超聲波液位計(jì)，要求第1格液位降至一半時(shí)，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(shè)定下限值(-1.0m)時(shí)，加藥計(jì)量泵應(yīng)自動(dòng)切換到另一格池工作。 該站系統(tǒng)具有對(duì)源水流量、濁度、pH值及SCD儀的流動(dòng)電流值、2臺(tái)汁量泵的投加量、3格溶液池的液位均能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。 當(dāng)工作的溶液池液位低于設(shè)定下限(-1.0m)時(shí)，另一格池未充滿(達(dá)到0.85m)，要求報(bào)警。溶液池液位低于設(shè)定下限值而切換不了、運(yùn)行中的計(jì)量泵吸不到藥液、計(jì)量泵阻尼器壓力下降或上升超過(guò)沒(méi)定的下限或上限值以及計(jì)量泵吸液管上電動(dòng)球閥故障等，除自動(dòng)切換備用計(jì)量泵工作外，均應(yīng)報(bào)警。報(bào)警要求同1號(hào)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(wàn)m3/d獨(dú)運(yùn)行。每組絮凝池沒(méi)有6根排泥管,每組沉淀池安裝有一臺(tái)桁架泵吸式刮泥機(jī)和一套超聲波泥位汁，泥位汁安裝在沉淀池進(jìn)水端。刮泥機(jī)根據(jù)泥位計(jì)測(cè)出的泥位自動(dòng)控制運(yùn)行，刮泥機(jī)只能停留存沉淀池的進(jìn)水端。當(dāng)泥位達(dá)到設(shè)定積泥高度(0.60m)或絮凝沉淀池連續(xù)不排泥時(shí)間超過(guò)1224h時(shí)(該值可調(diào))，開(kāi)始排泥。排泥方式為：絮凝池6個(gè)氣動(dòng)排泥閥按編號(hào)輪流排泥，每個(gè)排l2min(該值可調(diào))，間隔0.5min；沉淀池刮泥機(jī)沿沉淀池全程運(yùn)行一次，始、終點(diǎn)均為沉淀池進(jìn)水端。每組排泥系統(tǒng)不可同時(shí)工作，如同時(shí)達(dá)到設(shè)定值時(shí)則一組排泥，另一組隨機(jī)等待。 該站系統(tǒng)能提供以下數(shù)據(jù)：刮泥機(jī)的運(yùn)行工況及累計(jì)運(yùn)行時(shí)數(shù)，絮凝池氣動(dòng)排泥閥的運(yùn)行工況，沉淀池出水濁度(NTU)、pH值，電氣設(shè)備的參數(shù)。 當(dāng)刮泥機(jī)桁車故障(不能按設(shè)定行程運(yùn)行和停止)，刮泥機(jī)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(shí)，絮凝池排泥閥故障及電氣設(shè)備故障，應(yīng)報(bào)警。報(bào)警要求同1號(hào)PLC站。 2氣水反沖洗濾池、加氯間2號(hào)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(méi)于濾池中部。濾池自動(dòng)控制系統(tǒng)包括過(guò)濾自動(dòng)控制、自動(dòng)反沖洗控制和空壓機(jī)站自動(dòng)運(yùn)行控制。 濾池要求達(dá)到恒水位恒速過(guò)濾自動(dòng)控制，該目標(biāo)通過(guò)超聲波液位計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水位變化，根據(jù)水位變化控制濾池清水出水閥開(kāi)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(shí)現(xiàn)。 濾池反沖洗采用氣沖、氣水聯(lián)合沖洗、單獨(dú)水漂洗3個(gè)階段。濾池滿足以下任一條件即進(jìn)行反沖洗：?jiǎn)胃駷V池水頭損失達(dá)1.8m(可調(diào))；連續(xù)運(yùn)行時(shí)間超過(guò)48h(可調(diào))；在清水閥全開(kāi)的狀態(tài)下，池內(nèi)水位超過(guò)最高控制水位(標(biāo)高3.20m)；根據(jù)運(yùn)行需要進(jìn)行某格或逐格濾池強(qiáng)制沖洗。一次只允許一格濾池反沖洗，當(dāng)幾格濾池同時(shí)達(dá)到反沖洗條件時(shí)，按先后秩序等候。每?jī)筛駷V池沖洗間隔10min。 反沖洗時(shí)閥門啟閉程序。關(guān)閉濾池進(jìn)水閥，延時(shí)l1.5min，打開(kāi)排水閥，關(guān)閉濾池出水閥：打開(kāi)鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)閥，打開(kāi)鼓風(fēng)機(jī)，打開(kāi)濾池進(jìn)氣閥進(jìn)行氣沖，氣沖歷時(shí)3min(可調(diào))；啟動(dòng)反沖洗水泵，依次打開(kāi)反沖洗泵出水閥，濾池反沖洗進(jìn)水閥(氣沖閥門不關(guān)，繼續(xù)進(jìn)氣)，進(jìn)行氣水聯(lián)合反沖洗，歷時(shí)4min(可調(diào))：關(guān)閉鼓風(fēng)機(jī)、關(guān)閉濾池反沖洗進(jìn)氣閥，單獨(dú)進(jìn)行水漂洗，歷時(shí)4min(可調(diào))；依次關(guān)閉濾池反沖洗進(jìn)水閥、反沖洗水泵出水閥、反沖洗水泵，關(guān)閉濾池反沖洗排水閥：打開(kāi)濾池進(jìn)水閥，打開(kāi)濾池清水出水閥；打開(kāi)濾池進(jìn)氣管上DN50電磁閥，釋放殘余空氣，時(shí)間約10s。 空壓機(jī)站自動(dòng)運(yùn)行控制。該工程濾池及絮凝沉淀池排泥閥均采用氣動(dòng)閥，氣源由設(shè)在濾池旁的空壓機(jī)站提供?？諌簷C(jī)站壓縮空氣儲(chǔ)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(dòng)閥的正常丁作。當(dāng)儲(chǔ)氣罐的壓力低于最低壓力時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)空壓機(jī)工作，儲(chǔ)氣罐的壓力達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉空壓機(jī)。 濾池沖洗水泵、鼓風(fēng)機(jī)要求均能定時(shí)輪流運(yùn)行，空壓機(jī)能自動(dòng)輪換開(kāi)停，使設(shè)備工作時(shí)間均勻。 數(shù)據(jù)采集及報(bào)警要求。該站能提供的參數(shù)為：各格濾池水頭損失、過(guò)濾時(shí)間、濾池水位高度：各格濾池氣動(dòng)閥開(kāi)閉狀態(tài)，清水出水閥開(kāi)啟度：沖洗水泵運(yùn)行工況(包括沖洗水泵壓水管上氣動(dòng)蝶閥開(kāi)閉狀態(tài))，并累積計(jì)時(shí)；鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況并累積計(jì)時(shí)：空壓機(jī)運(yùn)行工況并累積計(jì)時(shí)：電氣參數(shù)。 系統(tǒng)出現(xiàn)下列故障應(yīng)能報(bào)警：沖洗水泵故障(包括沖洗水泵壓水管上氣動(dòng)蝶閥故障)；鼓風(fēng)機(jī)故障(包括其閥門故障)；空壓機(jī)故障；各格濾池氣動(dòng)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(yùn)行時(shí)間)超值；清水池水位超限(3.3m)報(bào)警，并關(guān)閉濾池清水出水閥；電氣參數(shù)超限報(bào)警。報(bào)警要求同l號(hào)PLC站。 2.2加氯系統(tǒng) 采用濾前濾后二次加氯，投加點(diǎn)分別設(shè)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(fù)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(jìn)水流量信號(hào)由設(shè)在其進(jìn)水管上的電磁流量計(jì)提供，余氯反饋取樣點(diǎn)設(shè)于加氯點(diǎn)后管徑處。復(fù)合環(huán)路控制器在失去余氯反饋信號(hào)時(shí)自動(dòng)降為流量配比控制。 系統(tǒng)設(shè)4kg/h3臺(tái)加氯機(jī)，2用1備，輪換使用，每臺(tái)加氯機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后能自動(dòng)切換；運(yùn)行中的加氯機(jī)出現(xiàn)故障也應(yīng)能自動(dòng)切換。兩組氣源，1用l備，工作氣源用完氯瓶壓力下降至設(shè)定值時(shí)，停止其工作并能自動(dòng)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(jī)運(yùn)行工況，并累積計(jì)時(shí)；兩組氯瓶的自動(dòng)切換信號(hào)；出廠水余氯量設(shè)定值與實(shí)測(cè)值；加氯點(diǎn)后取樣點(diǎn)的余氯量；每小時(shí)加氯量。 系統(tǒng)出現(xiàn)下列故障應(yīng)能報(bào)警：運(yùn)行中的加氯機(jī)出現(xiàn)故障，自動(dòng)切換備用機(jī)投入運(yùn)行，同時(shí)報(bào)警：如切換不了亦報(bào)警；工作氣源用完時(shí)，自動(dòng)切換備用氣源投入運(yùn)行，同時(shí)報(bào)警；如切換不了亦報(bào)警；氯瓶問(wèn)或加氯間空氣中的氯氣含量超過(guò)設(shè)定值報(bào)警；出廠水余氯與設(shè)定值相比，超出或小足均應(yīng)報(bào)警(以20為準(zhǔn))。 3送水泵房3號(hào)PLC站 送水泵房4臺(tái)水泵，最大運(yùn)行工況為2用2備。清水池水位在1.0m以下時(shí)2臺(tái)水泵運(yùn)行；清水池水位降至0.5m時(shí)停止水泵運(yùn)行；出廠水管道壓力突然大幅度下降時(shí)，停止水泵運(yùn)行；4臺(tái)水泵要求能夠均勻輪換運(yùn)行。 該站能提供下列參數(shù)：出廠水流量瞬時(shí)值和累計(jì)值，出廠水壓力、濁度、余氯、pH值，要求實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并能記錄儲(chǔ)存；水泵機(jī)組的運(yùn)行工況(開(kāi)、停臺(tái)數(shù))，并累計(jì)臺(tái)時(shí)數(shù)；清水池水位；水泵機(jī)組運(yùn)行的電氣參數(shù)；高低壓開(kāi)關(guān)柜的電氣參數(shù)。 系統(tǒng)出現(xiàn)下列故障報(bào)警：出廠水壓力低于設(shè)定值，濁度超過(guò)設(shè)定值(設(shè)定值為1NTU)，游離余氯超過(guò)設(shè)定值(設(shè)定值為O.60.8mg/L)；水泵機(jī)組不能按程序自動(dòng)開(kāi)、停；電氣設(shè)備故障