自来水厂自动化控制系统
自来水厂自动化控制系统
解决方案
唐山平升电子技术开发有限公司
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1．项目规划
某水务公司一水厂工程分两个阶段建设，2013年8月建成水厂一期，日供水能力为4万吨，二期建成后将达到日供水8万吨的能力。 2．工艺概况
水厂水源采自东北方水源地的7口水源井，经约4公里DN900的管道输送至水厂，进入到两个半地下的清水池（清水池容4000立方米，地下深5.2米，地上高1.6米），进行加氯消毒处理后，再经二级泵站的4加压泵（加压泵功率均为110KW，其中2采用软启动器启动，2台采用变频启动，水泵3用1备）加压供水。水厂出口安装流量计与压力变送器，二级泵站根据出口的压力与流量进行恒压供水。水源地与水厂海拔高度相同。
水厂工艺图示：
水源地：共有7口水源井，电源分别由两个配电室输送。3#、2#、7#水源井共用一个配电室。1#、4#、5#、6#水源井共用一个配电室。每口水源井配备一台功率均为55KW的潜水泵，启动方式采用软启动器。
水源井布置图：
室
水源地
3.水源地工艺需求
◆ 每个水源地地下井室安装一次仪表，用以采集出口压力，出口流量，水源地水位数据，通过电缆引入配电室。
◆ 配电室安装潜水泵启动柜与测控终端柜，水泵启动方式采用软启动器。 ◆ 测控终端采集每台潜水泵的工作状态，电流，电压，故障状态，控制方
式等。
◆ 测控终端将采集到的潜水泵状态、压力、流量、水位等信息，通过移动公司的GPRS网络传输至水厂主控室控制中心。
◆ 潜水泵的控制可以手动就地控制，也可以远程控制。 ◆ 潜水泵的启停由水厂清水池水位进行逻辑控制。 4.水厂工艺需求
◆ 低压配电室安装测控终端柜一面与水泵启动柜四面。
◆ 启动柜两面采用软启动器启动，两面采用变频器启动，可以根据水厂出口压力实现恒压变频供水（确保水管道压力为0.5 MPa）。
◆ 水厂出口管道安装一台压力变送器，两台电磁流量计（一台上传到市政自来水公司，同时一台传送到水厂中控室），电动阀门一台（带开度控制），通过屏蔽电缆传送至测控终端。
◆ 清水池安装一台液位计、水质检测仪一套，通过屏蔽电缆传送至测控终端。
◆ 加氯间数据通过光缆或电缆将数据传送至测控终端。
◆ 测控终端采集每台加压泵的工作状态，电流，电压，频率，故障状态，控制方式等。
◆ 二级加压泵的可以手动控制也可以由中控室远程控制。 ◆ 测控终端数据通过串口或以太网传入中控室。 4.水厂概况
水厂占地约为65米*200米的长方形，建筑物布置图如下图所示：
办公楼为3层建筑物，用于水厂管理及办公。变配电室、二级泵站、加氯间均为一层建筑物。
变配电室进线为两路10KV高压分别经两台变压器并列运行供电，给二级泵站的动力设备与整个厂区的生活、照明等提供可靠电源。并配有发电机室，提供应急电源。水厂主控室也布置在配电室与二级泵站之间。
变配电室与二级泵站的布置图如下图所示：
5．水厂自动控制系统
水厂控制系统的实现包括：水源地远程测控终端、二级泵站与清水池测控终端，中控室集中计算机数据管理系统。
系统拓扑图：
二级泵站与清水池测控终端
在低压配电室安装一面测控终端柜，用以监测二级泵站每台加压泵的运行状态以及工作电压、电流、变频频率、供水流量、管道压力、清水池水位、水质（包括余氯、PH值、浊度、溶解氧等）、余氯间的数据等，可以就地手动控制，也可以按照水厂工艺的要求对加压泵进行远程自动或手动控制（根据出口管道压力进行恒压供水）。通过以太网或485串口与主控室进行数据通讯。该终端采用唐山平升电子技术开发有限公司自主开发的数据采集控制器，工作模式为一主带多子。
测控终端工作原理如图所示：
主控制器工作原理如图所示：
软启动子控制器工作原理如图所示：
变频启动子控制器工作原理如图所示：
6 中控室集中计算机数据管理系统
水厂主控室监控中心主要功能：
◆ 远程监测所辖水源井的工作情况、安防情况，根据水厂生产工艺要求远程控制所辖水源井水泵的启停；
◆ 在线监测水厂内加压泵组设备的工作情况，根据水厂生产工艺要求控制加压泵组的启停。
◆ 在线监测水厂内清水池水位；进厂原水流量；出厂清水流量和压力。 ◆ 在线监测出厂水的浊度、PH值、余氯、溶解氧、电导率等水质指标，录入其它水质信息（加氯间数据接口）。 ◆ 在线监测大门、制水车间等重要场所的图像。 ◆ 生成各种报表及数据曲线。
◆系统可通过INTERNET/GPRS/GSM进行远程控制访问，便于将来构建县级、市级、省级调度中心 ，可对区域内所有水厂进行集中管理，科学调配。
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