水厂自动化控制系统方案综述

一、建设目标

本水厂自动化控制系统设计遵循经济、可靠、合理、先进的理念，旨在实现以下核心目标：

智能自动运行：涵盖絮凝、砂滤、炭滤、加药、泵房及泥水处理等全流程自动化，支持中控室远程监控与现场手动干预，确保工艺参数灵活调整，复杂过程精准控制。

稳定可靠保障：采用集散控制（DCS）与冗余光纤环网，确保系统高可用性；选用哈希水质传感器，提升数据准确性，满足水处理连续性要求。

经济实用设计：优先采用国产成熟传感器（如压力变送器、流量计等），平衡性能与成本，确保系统经济性。

方便扩展维护：基于台达PLC、触摸屏等统一品牌设备，实现系统兼容性与互换性，简化编程与维护，降低长期运营成本。

二、系统结构

生产工艺

系统覆盖原水监测、絮凝沉淀、砂滤、炭滤、加药加氯、泥水处理及泵房供水等全流程，确保水质达标与稳定供应。

控制网络结构

自控系统：采用冗余环网通讯，实现絮凝平流、砂滤、炭滤、泥水处理、泵房五部分互联互通，确保数据实时传输与故障隔离。

安防系统：通过公司局域网连接网络摄像机与视频服务器，实现监控数据集中管理与存储，保障厂区安全。

中控室：集成监控计算机、UPS电源、电视墙等设备，实现全局监控、报警管理与决策支持。

传感器配置

关键传感器包括水质浊度仪、二氧化氯监测仪、PH值传感器、流量计、液位计等，精准采集工艺参数，为自动化控制提供数据支撑。

三、实现原理

全局实现

自控系统：通过冗余环网实现五大部分互联，支持数据共享与协同控制；加药加氯、反冲空气等子系统集成于絮凝平流模块，出水参数纳入泵房系统管理。

安防系统：局域网连接监控设备，防火墙隔离外网，确保数据安全。

中控室：作为系统核心，实现全局监控、参数调整与应急指挥。

自控系统实现

控制服务器：双机热备，支持在线检测、统计分析与参数修改。

主PLC（AH500）：作为分部主控制器，通过I/O模块连接现场设备，实现实时数据采集与自动控制，确保生产过程高效稳定。

絮凝平流加药加氯实现

原水监测：采集水质、流量参数，结合滤中滤后数据，通过算法计算加药加氯量。

加药控制：以原水流量与水质为参考，优化药耗，保障水质。

加氯控制：采用前加氯（流量比例控制）与滤后加氯（复合环路控制），确保消毒效果，满足接触时间要求。

絮凝沉淀：通过PLC控制吸泥机与排泥系统，实现自动化排泥，减少人工干预。

砂滤实现

分布式控制：每格滤池配置小型PLC，实现独立监控与保护，局部故障不影响整体运行。

自动反冲洗：分阶段（降水位、气洗、气水混洗、水洗）执行，确保滤池清洁与过滤效率。

恒水位过滤：通过液位仪与出水调节阀联动，保持滤池水位恒定，优化过滤效果。

泥水处理

当前聚焦泥水提升、澄清与回水利用，预留脱泥处理扩展接口，适应未来需求升级。

泵房自控实现

恒压供水：通过PLC、变频器与PID调节器联动，根据压力传感器反馈调整水泵转速，实现管网压力恒定。

智能调度：支持多泵组协同控制，满足城区、郊区及反冲洗供水需求，具备定时换泵与双压力设定功能。

保护机制：集成硬件/软件备用水泵功能，确保故障时系统不间断运行，提升供水可靠性。

四、主要设备

冗余环网路由器：保障网络高可用性，防止单点故障。

PLC及触摸屏：实现现场设备精准控制与人性化交互。

水质监测设备：包括浊度仪、二氧化氯监测仪、PH值传感器等，确保水质数据准确可靠。

流量与液位计：超声波流量计与液位计，实现流量与液位精准测量。

温度压力变送器：多功能变送器，同时监测温度与压力，简化系统配置。

电力仪表：多功能电力仪表，监控设备能耗与运行状态，优化能源管理。