自來水公司系統(tǒng)改造工程技術(shù)預案

6/6某自來水公司系統(tǒng)改造工程技術(shù)方案一.引言自來水廠的制水過程是從水源地取水經(jīng)輸水管網(wǎng)至水廠，處理達標后通過配水管網(wǎng)送至用戶。水廠最大的特點是地域極為分散，通常水源地、補壓井、測壓點距離廠區(qū)幾公里甚至幾十公里，如此就造成操縱系統(tǒng)I/O點分散，此外，操縱功能也具有分散性，如各配水泵、水源井能分不地互不阻礙地進行手動起停操縱,以及水廠的加氯加藥系統(tǒng)的自動操縱，假如整個系統(tǒng)用手動來操縱需要大量的人力，而且容易造成能源的白費（電力.水資源），為了節(jié)約人力，降低制水成本，整個系統(tǒng)應是無人值守，操作人員只要在中控室對整個水廠進行集中監(jiān)控。二.某水廠的特點某市自來水廠是以地下水為水源的水廠，供水能力為10萬噸/日，水從若干個深井泵抽出后到澄清池沉淀，經(jīng)加氯加藥后送到蓄水池，最后由送水泵送往配水管網(wǎng)，配水管網(wǎng)設(shè)有遠端壓力測量點。整個水廠有五個分廠組成，在這五個水廠里以四號水廠為主，正常情況下由四號水廠供應市民用水，當用水高峰，四號水廠不能滿足用水要求時，啟動一個分廠或幾個分廠來補水以保證正常供水，當用水量少時就停止補水。就目前各水廠的操盡情況來看，各水廠之間距離遙遠相互獨立，假如需要補水時必須通過人工手動啟動送水泵及深井泵，這種操作方式會造成供水壓力滯后，阻礙供水質(zhì)量。當用戶用水量減少時，也是人工手動停泵，造成短時供水壓力過大，同時停泵滯后，白費能源。假如整個過程由人工來實現(xiàn)需要消耗大量的人力物力，同時對電能和水資源的白費也專門大。三．水廠對操縱系統(tǒng)的要求分散性。I/O點距離廠區(qū)幾公里甚至幾十公里，這就要求操縱系統(tǒng)具有遠程通訊操縱功能。2.集中監(jiān)控。操作人員能夠在中央操縱室對整個水廠的運行情況進行監(jiān)控，記錄故障發(fā)生的有關(guān)信息以及打印報表等。3.小型化、集成化。以水源井為例，泵房內(nèi)通常有一口或兩口井，對一臺或兩臺泵的操縱點數(shù)專門少。因此為了降低系統(tǒng)造價，操縱系統(tǒng)需要小型化、低成本，無線通訊功能的操縱系統(tǒng)能夠滿足要求。4.可靠性。水廠的安全、穩(wěn)定運行直接關(guān)系到千家萬戶，因此從操縱系統(tǒng)的硬件質(zhì)量、軟件設(shè)計等各個環(huán)節(jié)都必須是高可靠性的。5.可維修性。系統(tǒng)在軟件和硬件方面具有強大的故障自診斷功能，方便工程師對系統(tǒng)故障進行快速維護處理。四．某水廠改造操縱系統(tǒng)構(gòu)成1、操縱系統(tǒng)硬件：我們針對水廠制水過程的特點和對操縱系統(tǒng)的要求，為了降低系統(tǒng)造價，操縱系統(tǒng)小型化、低成本、高可靠性的要求，選用美國MDS公司的SCADA系列無線通訊功能的數(shù)字電臺，作為遠距離數(shù)字傳輸設(shè)備，它性能穩(wěn)定、工作可靠、抗干擾能力強、傳輸速率高、傳輸距離遠(50公里)等特點，廣泛用于油田、水廠、電力、鐵路、交通、工業(yè)操縱等數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)中。操縱系統(tǒng)決定采納美國羅克韋爾(AB)公司的可編程操縱器。，每一個分水廠都用一個AB公司的中型PLCSLC5/04實現(xiàn)整個水廠的自動操縱，包括配水管網(wǎng)壓力的讀入，然后跟設(shè)定壓力比較后輸出一個模擬信號操縱送水泵變頻器的運行頻率，加氯系統(tǒng)的操縱以及沉淀池、蓄水池的液位等操縱。每一個深井泵站用經(jīng)濟的微型可編程操縱器MicroLogix1000（AB）實現(xiàn)其啟停操縱以及其他聯(lián)鎖功能無線通訊方式。PLC通過其標準的RS232接口與數(shù)傳電臺相連來實現(xiàn)無線通訊，電臺選用美國MDS公司數(shù)字電臺。美國MDS公司的SCADA系列數(shù)字電臺提供標準R232接口，可直接與計算機、PLC、數(shù)據(jù)終端等連接，傳輸速率達19200bps,無中轉(zhuǎn)站的通訊距離達50公里以上。無線通訊示意圖見圖1。圖1無線通訊示意圖2、監(jiān)控系統(tǒng)及組態(tài)軟件：水廠的人機監(jiān)控系統(tǒng)選用研華586工控機，RSView32ADS組態(tài)軟件，實現(xiàn)了對整個水廠的遠程監(jiān)控。上位機通過以太網(wǎng)與4#水廠的上位機實現(xiàn)通訊連接，實現(xiàn)對4#水廠的監(jiān)控。上位機通過無線電臺與1#，2#，3#以及清泉水廠的PLC通訊，操作人員可在中央操縱室對生產(chǎn)過程進行監(jiān)控，公司經(jīng)理、廠長坐在辦公室也能夠監(jiān)控水廠的運行情況。RSView32是羅克韋爾自動化軟件公司采納開放技術(shù)，以MFC（微軟基礎(chǔ)級）、DCOM（分布元件對象）組件技術(shù)為基礎(chǔ)的人機監(jiān)控軟件，是第一個在圖形顯示中利用ActiveX、VBA、OPC的MMI產(chǎn)品，提供了監(jiān)視、操縱及數(shù)據(jù)采集等全部功能，是一個使用方便可靠性高的監(jiān)控軟件，如圖2所示。圖2中控室與4#水廠的有線通訊操縱系統(tǒng)的功能。在操縱系統(tǒng)的功能設(shè)計上，各配水泵、輸水泵相互之間既能夠在自動操縱方式運行，也能夠在手動操縱方式下運行。各配水泵、輸水泵通過操縱柜上的選擇開關(guān),能夠選擇就地操縱方式和遠程操縱方式，遠程操縱是通過PLC操縱水泵啟停，就地操縱是用操縱柜或現(xiàn)場操作箱上的按鈕操縱水泵啟停。當圖2中控室與4#水廠的有線通訊水廠的安全、穩(wěn)定運行直接關(guān)系到千家萬戶，因此我們從操縱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計、軟硬件產(chǎn)品質(zhì)量到操縱程序編制等各個環(huán)節(jié)差不多上高可靠性的，系統(tǒng)硬件、系統(tǒng)軟件、應用軟件具有強大的故障自診斷功能，方便工程師對系統(tǒng)故障進行分析和快速處理的能力。五、送水泵變頻技術(shù)改造∶商丘自來水公司原有小型水廠4個，其送水泵容量如下∶1#水廠∶送水泵37kw×2＋55kw2#水廠∶送水泵75kw×2＋132kw＋55kw3#水廠∶送水泵75kw×2＋132kw×2清泉水廠∶送水泵75kw×2＋132kw×24#新建水廠取黃河水，操縱設(shè)備較先進，采納施耐德自動化操縱設(shè)備，送水泵∶280kw×3、10kv。對4個水廠的送水泵進行變頻節(jié)能改造。4個水廠中選其中最大的一臺改造成變頻調(diào)速系統(tǒng)，具體為∶1#水廠∶送水泵55kw2#水廠∶送水泵132kw3#水廠∶送水泵132kw清泉水廠∶送水泵132kw考慮到各分廠送水泵的實際情況，一般采納一拖二方式，如圖3所示。圖3變頻改造主電路方案新舊系統(tǒng)能夠互為備用，在變頻器故障時，能夠切換到原系統(tǒng)接著工作。系統(tǒng)設(shè)置了必要的電氣聯(lián)鎖、儀表信號顯示等，確保系統(tǒng)的安全運行。各分廠送水泵的操縱∶遠程操縱∶由中央操縱室發(fā)出指令，經(jīng)無線數(shù)字電臺發(fā)出信號，泵站PLC同意信號后，操縱送水泵的起仃或切換。就地操縱∶在泵站電控柜上進行送水泵的起仃或切換操縱。變頻器選用ABB公司的ACS600型高性能變頻器。與變頻器成套的空氣斷路器，接觸器等采納國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，安裝于一個電控柜內(nèi)。設(shè)置壓力傳感器，實現(xiàn)恒壓供水，節(jié)約電能。送水泵進行變頻