北京第九水廠自控系統(tǒng)介紹

北京第九水廠自控系統(tǒng)介紹摘要：介紹北京第九水廠自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成和特點(diǎn)，并結(jié)合供水工藝的運(yùn)行、設(shè)備的控制、儀表的監(jiān)測，談一些水廠自控系統(tǒng)構(gòu)建、運(yùn)行、管理方面的體會(huì)。關(guān)鍵字：供水工藝自控系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行0引言北京第九水廠采用日本OECF貸款，經(jīng)過招投標(biāo)、分三期建設(shè)。1988年一期工程投產(chǎn)，1994年二期工程投產(chǎn)，2000年三期工程投產(chǎn)運(yùn)行，現(xiàn)日供水能力150萬m3，占北京市總供水量的60%，是亞洲最大的水廠之一。由于運(yùn)行設(shè)備、儀器儀表復(fù)雜多樣，給自控系統(tǒng)的正常運(yùn)行和穩(wěn)定控制提出了很多題目，在解決這些問題的過程中，我們有收獲、有教訓(xùn)。在此，對第九水廠現(xiàn)已全面穩(wěn)定運(yùn)行的自控系統(tǒng)作較完整的介紹，經(jīng)便同行對此有更新的了解。1供水工藝及運(yùn)行方式北京第九水廠包括一座凈配水廠(位于清河)、一座污泥處理廠(位于清河)、兩座取水廠(懷柔取水廠、密云取水廠)。水源取自密云水庫和懷柔水庫，經(jīng)3條DN2200的管線輸送到凈配水廠。(1)密云取水廠工藝：密云水庫調(diào)流閥調(diào)節(jié)流量加氯送水至清河凈配水廠。其中主要設(shè)備為DN1600調(diào)流閥和電動(dòng)蝶閥各2臺(tái)，加氯機(jī)3套等。(2)懷柔取水廠工藝：懷柔水庫隔網(wǎng)隔柵攔污加氯取水泵送水至清河凈配水廠。其中主要設(shè)備為兩種調(diào)速取水機(jī)組共3套，取水機(jī)組3套，液壓球閥6臺(tái)，兩種加氯機(jī)共6套。(3)一期凈水主要工藝：配水井加藥反應(yīng)、沉演(機(jī)械加速澄清池)砂濾(虹吸)炭濾(虹吸)加氯清水池出水泵房。其中主要設(shè)備為排泥閥60個(gè)，氣動(dòng)隔膜閥192個(gè)，(一、二期共用一個(gè)加藥加氯間和一個(gè)配水泵房)。(4)二期凈水主要工藝：配水井加藥反應(yīng)、沉演煤濾炭濾加氯清水池出水泵房。其中主要設(shè)備為炭電動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)水堰14臺(tái)，刮泥機(jī)4臺(tái)，攪拌機(jī)8臺(tái)，煤、炭濾池各24個(gè)(采用電動(dòng)執(zhí)行裝置)，反沖風(fēng)機(jī)3套，反沖泵3套；一、二期共用一個(gè)加藥加氯間和一個(gè)配尿泵房，采用加氯機(jī)13臺(tái)，兩種加藥泵共14套，調(diào)速配水機(jī)組4套，定速配水機(jī)組2套，液壓轉(zhuǎn)芯閥5臺(tái)，加氨機(jī)6套等。(5)三期凈水主要工藝：配水井加藥反應(yīng)、沉演煤濾炭濾加氯清水池出水泵房。其中主要設(shè)備為電動(dòng)調(diào)節(jié)堰8臺(tái)，電動(dòng)進(jìn)水堰8臺(tái)，吸泥機(jī)8魘，攪拌機(jī)10臺(tái)，煤、炭濾池各24個(gè)(采用氣動(dòng)執(zhí)行裝置)，反沖風(fēng)機(jī)3套，反沖泵3套，加藥泵6套，加氯機(jī)7套，調(diào)速配水機(jī)組2套。定速配水機(jī)組3套，液壓轉(zhuǎn)心閥5臺(tái)，加氨機(jī)5套等。第九水廠運(yùn)行人員根據(jù)供水集團(tuán)公司中心調(diào)度室下發(fā)的調(diào)度指令，通過設(shè)置在各控制室的自控裝置，控制有關(guān)設(shè)備，進(jìn)行取水、配水、凈水等一系列的自動(dòng)控制、調(diào)節(jié)、監(jiān)視操作。2自控系統(tǒng)構(gòu)成及控制原則北京第九水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)采用日本橫河cenrum、μXL和CS3000系統(tǒng)；二、三期濾池控制部分采用modiconPLC控制。整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的監(jiān)控量為：DI4300點(diǎn)、DO1500點(diǎn)、AI1212點(diǎn)、AO210點(diǎn)、PI30點(diǎn)。本著第九水廠是一個(gè)整體的原則，一、二、三期只有一個(gè)中心調(diào)度室，集中管理、控制全廠的生產(chǎn)運(yùn)行。所有運(yùn)行設(shè)備的控制層次分為兩級：現(xiàn)場電器控制盤操作(現(xiàn)場級)、遠(yuǎn)方計(jì)算機(jī)監(jiān)控(中央級)?？刂圃瓌t為：現(xiàn)場級優(yōu)先、電器設(shè)備的繼電保護(hù)由現(xiàn)場電器盤自行完成。2.1密云取水廠密云取水廠采用日本橫河μXL系統(tǒng)，由一個(gè)操作站和兩個(gè)控制單元構(gòu)成，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)通過通訊管理機(jī)、電臺(tái)與凈配水廠中心控制室進(jìn)行雙向傳輸。運(yùn)行人員根據(jù)凈配水廠中心控制室的水量要求，通過調(diào)節(jié)2臺(tái)調(diào)流閥控制取水量。夏季進(jìn)行加氯，以防輸水管道內(nèi)的藻類滋生。同時(shí)監(jiān)測原水水質(zhì)，并與密云水局進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。圖1凈配水廠監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意普獄塔2.詳2浪懷柔取水采廠嘗誠懷柔取水缸廠采用日本橫取河憐CS300尤0唉系統(tǒng)，由一個(gè)屯工程師操作站羊、一個(gè)現(xiàn)場控畢制站墊和秘4到個(gè)止RI/O崇關(guān)組成，監(jiān)控?cái)?shù)繳據(jù)通過通訊管資理機(jī)、電臺(tái)與相凈配水廠中心虧控制室進(jìn)行雙摩向傳輸跨。驟咽運(yùn)行人員稻根據(jù)凈配水廠恭中心控制室的蘋水量要求，通偽過哄啟繁/鳳停取水圍泵勇(咬3舌調(diào)臘3跡定肢)忍控制取水量。柳夏季進(jìn)行加氯坑，以防輸水管健道內(nèi)的藻類滋廳生。同時(shí)監(jiān)測劑原水水質(zhì)，并悼與懷柔水利局啞進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸陡。列忽2.烏3些凈配水溝廠薦智整個(gè)凈配津水廠有操作監(jiān)歷視去站房2員1亦個(gè)、控制級站影1撲8眾個(gè)、遠(yuǎn)肚程粘I/O(RI增/O)1鄰0餅個(gè)，通融過鍋H財(cái)F子總線、賣Vnet巖棉、乏Ene退t尤網(wǎng)連接在一起揀，各監(jiān)控站均魄可互相監(jiān)視、蒼互相控仍制換(矩由于運(yùn)行的安統(tǒng)全可靠要求，踩采用分組方式里進(jìn)行監(jiān)控限蛇制總)學(xué)。凈配水廠監(jiān)望控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見都圖畫1妄?；⒅?.3.屠1娛預(yù)處撇理牙拖凈配水廠窮預(yù)處理設(shè)備基赤本采識(shí)用垮CR門T括手動(dòng)控制方式膏，運(yùn)行人員根拖據(jù)運(yùn)行要求在拘監(jiān)控站處對調(diào)富節(jié)堰、進(jìn)水堰翼、攪拌機(jī)、刮鐵泥機(jī)等進(jìn)行調(diào)大控，同時(shí)監(jiān)視賭原水水質(zhì)參數(shù)何和設(shè)備運(yùn)行狀西態(tài)娃。減世2.3.懼2元加氯和加失藥胖符加氯控制椒采用按水量比珍例投加，人工丹設(shè)定加氯率，莫計(jì)算機(jī)控制加讓氯機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)紙，隨時(shí)監(jiān)視各姥處余氯值，以足判定加氯量是刃否合適咽。積貿(mào)根據(jù)加藥外池狀態(tài)自動(dòng)進(jìn)弓行輸、配藥控途制，加藥量采賤用比例投加方膊式，通過調(diào)整搬加藥計(jì)量泵的販轉(zhuǎn)速、沖程實(shí)熟現(xiàn)。監(jiān)視有關(guān)樹濁度參數(shù)，以向確定加藥量是背否合適罵。牌挪2.3.男3尚濾傾池筋然二、三期竟濾池為均質(zhì)濾咽料微膨脹氣水盒反沖濾池，采桿用口modico錦nPL獸C赤控制，通炸過玻modbu呢s蹈總線接口與橫擁河空制系統(tǒng)相兼連，進(jìn)行數(shù)據(jù)書傳輸黑。蛇私二、三期臘濾池各頓有櫻2衡4堵個(gè)煤濾池灘、臉2筐4偉個(gè)炭濾池，第刃個(gè)煤濾池帥有將6脫個(gè)閘、比閥夜(拒進(jìn)水閘、出水繳閥、進(jìn)氣閥、背排氣閥、反沖疫進(jìn)水閥、排水蠟閘碧)勿，每個(gè)炭濾池垃有陰4階個(gè)閘、賞閥歸(比進(jìn)水閘、出水憑閥、反沖進(jìn)水棚閥、排水俱閘唉)湯；二期濾池閘疼閥使憤用煉linito處q交電動(dòng)執(zhí)行裝置嚇，三期濾池閘灣閥使謀用摘keysto平n贏e黑氣動(dòng)執(zhí)行裝置劫；煤濾池、炭拜濾池均為恒水貸位運(yùn)行，煤濾仆池濾程吸為才4搖8亞小時(shí)，炭濾池至濾程糧為害6鞏天氏。喬加濾池控制沖系統(tǒng)所控設(shè)備妙有閘閥的電耕動(dòng)脂(晃氣類動(dòng)弱)截執(zhí)行裝置、反鋪沖風(fēng)機(jī)、反沖百泵及相關(guān)儀鼠表孫(驗(yàn)液位、水頭損青失、濁度、余湖氯、水量寸等木)諸，二期、三期圓濾池監(jiān)控點(diǎn)數(shù)區(qū)各副160視0個(gè)點(diǎn)左右；濾池斯控制方式采用孝現(xiàn)場手動(dòng)和中兩央自動(dòng)控制差。題飛研末Modico葵nPL工C速模塊安裝于現(xiàn)數(shù)場控制柜中，短柜面上裝有現(xiàn)協(xié)場顯示控制器味；每個(gè)現(xiàn)場控顯制柜負(fù)鋼責(zé)車2秘個(gè)濾池的控制肺；持PL替C杜模塊采耀用額Modico涉n12花0貓系列吵。坊妨濾池控制戒室內(nèi)設(shè)妥有關(guān)2赴套尼Modico配n80泥0敢系修列圍PL文C米，以雙機(jī)熱備鑼方式工作講，情80挪0織系擠列擔(dān)RI/概O虎負(fù)責(zé)濾池運(yùn)行遺公共設(shè)端施明(銹風(fēng)機(jī)、水橋泵時(shí))眼的控制及單個(gè)壇濾池么沖排隊(duì)夏、數(shù)據(jù)傳輸、座運(yùn)行參數(shù)的調(diào)嚷整等棄。壟斥二期濾忽池趣PL冊C殘編程軟件使用闊美犁國借taylor斬,盈三期濾岔池比PL柄C范編程軟件使肅用臺(tái)modsof掩t拼,使人機(jī)接口軟件捷使芬用各FI致X灌。據(jù)圖2.3.啞4涂回流設(shè)評備枯熔回流設(shè)備律運(yùn)行采經(jīng)用街CR撲T墳手動(dòng)控制方式體，根據(jù)均勻回魂流的原則，監(jiān)抽視回流池液位冰，人工控制定今速、調(diào)速回流唇泵的運(yùn)行袍。旨抽2.3.往5層配水似泵猾仗配水泵的晚控制聽從中心橫調(diào)度室的命令搞。中心調(diào)度室泥根據(jù)集團(tuán)公司添中調(diào)的水量要逮求，下達(dá)定速縮、調(diào)速配水泵責(zé)的組合指令，嘴以調(diào)速泵運(yùn)行偶為主。配水泵脹的裁啟申/約停一步化過程火由自控系統(tǒng)完唇成，也右窩用金CR姻T撈手動(dòng)操作瓜。嬌殊2.屯4億污泥處理烤廠底某污泥處理慶廠采用日本橫料河返μ哥X巡L違系統(tǒng)，由一個(gè)遼操作站和三個(gè)賊控制單元構(gòu)成角，通過門電路愿單元與橫茅河榨H傳F貌總線連接盞。川杰板框壓濾仍機(jī)采為用膚PL省C筍控制，自成系先統(tǒng)，其運(yùn)行狀疾態(tài)通過上位處父理機(jī)躁送毯μ供X縫L肌系統(tǒng)。排泥池下、提升泵房、編濃縮池、脫水委機(jī)房設(shè)備、儀差表狀態(tài)均由操腰作刷站世CR翻T守手動(dòng)操作、監(jiān)歪視包。域辦3授自控系統(tǒng)運(yùn)妥行維護(hù)的一些纖體測會(huì)旅希十幾年來很，北京第九水修廠的自控系統(tǒng)已在建設(shè)、運(yùn)行沫、改造、管理起的過程中，有璃收獲、有教訓(xùn)遵，體會(huì)很多聰。摘畢尤套(1還)厚在招投標(biāo)過程察中，要有自控扭系統(tǒng)人員參與白，著重注意招裂標(biāo)的設(shè)備要求探和投標(biāo)的設(shè)備亂提交是否能滿培足工藝對自控騰功能的要求，降及時(shí)修正那些流不能提供控制曲功能的設(shè)備及油電器盤柜，避笛免造成與自控扶系統(tǒng)銜接不上溫的問題。在九云廠工程中，我千們曾在這方面抗進(jìn)行了大量的夏工作，包括修郊改遠(yuǎn)愧方約/貫現(xiàn)場無擾動(dòng)切含換、控制保持本等等艘。飼屈啟在(2峽)僑在自控系統(tǒng)建零立的過程中，論要有自控維護(hù)灌人員參與，著伏重注意系統(tǒng)的僑構(gòu)成及軟、硬佛件配置，在配壇合承包商按設(shè)莊計(jì)要求進(jìn)行軟棄件編程的同時(shí)狀，深入了解控夾制系統(tǒng)，以便框進(jìn)行投運(yùn)后的秘維護(hù)管理。事丙實(shí)證明，再完岸備的系統(tǒng)調(diào)試體也有遺漏的地仿方，甚至在運(yùn)尋行了幾年以后蛋不會(huì)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)孕程序中的錯(cuò)誤微之處，更別提鳳由于合同規(guī)定厚的現(xiàn)場工作時(shí)繼間的限制，一銹些外商根本來檢不及將程序一持一測試。為了謹(jǐn)自控系統(tǒng)的及斯時(shí)、正常運(yùn)行鞠，很多調(diào)試工肅作就由我們來業(yè)完成輪。煙址斥夏(3徐)休不能盲目追求儀系統(tǒng)的完美、往設(shè)備控制上的刊萬一，而應(yīng)根倚據(jù)工藝運(yùn)行的藏特點(diǎn)進(jìn)行自控心系統(tǒng)構(gòu)建。從揮供水集團(tuán)公司析對第九水廠一和、二、三期工絨程自控系統(tǒng)構(gòu)蝦建要求的變化菌，就可看到這娃個(gè)棄繁從簡的霉過程。一期控漠制系統(tǒng)的控制蘇層次有：現(xiàn)場跳設(shè)備、現(xiàn)場電篩器控制盤、綜丑合盤、自控系欺統(tǒng)控制柜，運(yùn)假行人員在設(shè)備歲處、現(xiàn)場電器設(shè)盤、綜合盤、悠計(jì)算機(jī)等處均或可操作，實(shí)際蛙運(yùn)行中有些地養(yǎng)方的操作基本襪不用，而無形由中卻增加了許討多故障點(diǎn)，造叮成許多不必要蘭的問題。二期蹄控制系統(tǒng)就減扁少了控制層次六，只有二級：給現(xiàn)場設(shè)晨備視(央或現(xiàn)場電器乘盤鼠)粗、計(jì)算機(jī)，系滔統(tǒng)明顯簡化，艙維護(hù)量明顯減腦少。三期控制饒系統(tǒng)吸收了二關(guān)期的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)免一步提出簡單捧、實(shí)用、安全燒、可靠的指導(dǎo)拐思想，減少了名費(fèi)用，滿足了營運(yùn)行要求，利監(jiān)于系統(tǒng)的維護(hù)常和完全善。以早前為了一個(gè)萬寨一，要從工藝趨管道、系統(tǒng)軟貝件等各方面做甘大量的設(shè)置更調(diào)改，造成工藝莖控制系統(tǒng)的繁東雜；現(xiàn)在鄰我們對于這樣羊的情況均退到議計(jì)算機(jī)手動(dòng)狀紅態(tài)，由運(yùn)行人族員進(jìn)處理，待塊正常后再投入挨自動(dòng)運(yùn)行，一置切清晰明了，導(dǎo)反而提高了運(yùn)繁行效率慣。使玉燒主(4僵)鍵不能盲目追求艱儀表的精度、矛產(chǎn)地和種類。夜要根據(jù)本廠所隊(duì)處理原水的特趁點(diǎn)，定出所需猾儀表類型和精煎度。對于關(guān)鍵朝性的監(jiān)控設(shè)備短和儀表，必須矮采用穩(wěn)定可靠陡的監(jiān)控設(shè)備，兄例如進(jìn)、出水稿流量計(jì)等，而標(biāo)對一般監(jiān)測儀菌表則不必強(qiáng)求值精度或進(jìn)口。何二期工程中，茶我廠也購置了捎美序國景Chemt奧ra虹c鹽公司的流動(dòng)電顏流儀，準(zhǔn)備用事于加藥控制，行但實(shí)際應(yīng)用效驟果卻不理想。符經(jīng)過分析測試礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)，我廠水布源屬于低溫低犁濁，且一年中須溫度、濁度變析化不大。經(jīng)過拔加藥處理后，俯繁花形成不大亞，游動(dòng)電荷的班形成也很小，亭因此使得流動(dòng)殺電流儀。的監(jiān)紀(jì)測誤差較大，稠不易據(jù)此對加襪藥量進(jìn)行穩(wěn)定賓控制調(diào)節(jié)，而偏采用流量比例背投加即可由到剛預(yù)期的效果。耗如果將流動(dòng)電孔流儀用于高溫箏高濁，且水質(zhì)浮變化較大的水盤處理廠，可能筋會(huì)取得理想的鴉效果。另外，扮在一、二期工梁程時(shí)，我廠均商采用德閥國般E+間H蹦的流量計(jì)，三饑期工程時(shí)，通請過調(diào)研發(fā)現(xiàn)開哄封儀表廠客的龜E-ma院g出流量計(jì)性能已刃有很大改進(jìn)，惕質(zhì)量也很穩(wěn)定駛，就全部采用摔了開封流量計(jì)各，經(jīng)過兩年來膚的運(yùn)行，效果滲不錯(cuò)之。素營篇襲(5鄭)檔建設(shè)部頒布的嶼《城市供水行引業(yè)躬200跡0導(dǎo)年技術(shù)進(jìn)步發(fā)黑展規(guī)劃》主要豎指導(dǎo)思想就是擔(dān)：促進(jìn)供水事模業(yè)，縮短與國周內(nèi)外的差距，呢確保安全優(yōu)質(zhì)爭供水，努力降嫌低成本。但技哲術(shù)進(jìn)步絕不是賣以購置了多少甩先進(jìn)技術(shù)設(shè)備熔、儀表為標(biāo)準(zhǔn)棵的，應(yīng)主要看許其是否發(fā)揮了仿先進(jìn)的作用，該是否促進(jìn)了供依水運(yùn)行，是否槐降低了成本，鮮是否提高了經(jīng)獨(dú)濟(jì)效益。為此忍必須加強(qiáng)對進(jìn)未口設(shè)備、儀表監(jiān)的消化吸收工穩(wěn)作，重視進(jìn)口嘆設(shè)備關(guān)鍵部件隙的國產(chǎn)化問題羊，完善文檔資歲料，規(guī)范維修追過程，以減少稀故障時(shí)間，保郊證安全運(yùn)行去。鳥燭味榴(6妻)濁加強(qiáng)對運(yùn)行人惹員和系統(tǒng)維護(hù)瀉人員的培訓(xùn)，釋這是保證系統(tǒng)旨運(yùn)行的關(guān)鍵。完九廠的設(shè)備來朱自各個(gè)國家，暖設(shè)備、儀表種圣類繁多，各有掃特點(diǎn)。對于自助控系統(tǒng)維護(hù)人釋員來講，決不香能只關(guān)心軟件綢，各種設(shè)備的愧狀態(tài)直接影響花自控系統(tǒng)的運(yùn)鋪行。在運(yùn)行中忍，軟件程序一翻般是穩(wěn)定的，民而造成不可控低的原因多數(shù)據(jù)亞是受控設(shè)備的錢問題，例如狀雜態(tài)信號(hào)沒反饋柏回來、設(shè)備控臘制回路故障等鏡。所以我們要柴求自控系統(tǒng)的麗維護(hù)人員掌握憶所控設(shè)備的原蹄理、性能、與仿控制系統(tǒng)的連這接關(guān)系，以便相及時(shí)、準(zhǔn)確地滴判斷故障點(diǎn)。突而加強(qiáng)對運(yùn)行逃人員的培訓(xùn)，匪既提高運(yùn)行水忙平和巡視觀察簡的準(zhǔn)確性，也密提高了處理意雀外事故的能力花。薪凈獄駐(7己)緒不斷注意對軟銜件的后期維護(hù)拔工作。由于最筍初的軟件