建立雙河水廠自動(dòng)加藥系統(tǒng)

水廠加藥系統(tǒng)的自動(dòng)控制屬于大滯后過程。由于調(diào)節(jié)過程的滯后增加而使超調(diào)增大，大滯后會(huì)降低加藥控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。解決純滯后系統(tǒng)問題對(duì)水廠實(shí)現(xiàn)加藥自動(dòng)化的重要性不言而喻。我們采用前饋 － 反饋控制結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)自動(dòng)加藥PLC控制站，采集水廠進(jìn)水量和濁度，PLC 根據(jù)進(jìn)水流量自動(dòng)調(diào)整加藥計(jì)量泵的工作頻率，調(diào)節(jié)混凝劑拒絕投加量。其控制過程實(shí)施方案原理圖：

2、建立澄清池排泥系統(tǒng)，濾池反沖洗系統(tǒng)

設(shè)計(jì)澄清池排泥，濾池反洗PLC控制柜，根據(jù)原水水質(zhì)濁度的變化實(shí)現(xiàn)澄清池定時(shí)排泥自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)定時(shí)、定量排泥。根據(jù)濾池水位實(shí)現(xiàn)濾池反洗自動(dòng)控制?？刂乒δ茏詣?dòng)、手動(dòng)可以互相切換。

澄清池排泥頻次的設(shè)定

澄清池排泥頻次的設(shè)定濾池反沖洗頻次的設(shè)定：當(dāng)每格濾池的水位達(dá)到4米時(shí)立即進(jìn)行自動(dòng)反沖洗，反沖洗時(shí)間為5分鐘，并根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，沖洗時(shí)間可調(diào)節(jié)。

3、建立二氧化氯設(shè)備自動(dòng)投加控制系統(tǒng)

目前水廠采用慮前加氯，根據(jù)二氧化氯的測(cè)定值手動(dòng)設(shè)定二氧化氯發(fā)生量。由于手動(dòng)設(shè)定投加量不能及時(shí)跟蹤供水量和余二氧化氯的變化，往往造成投加量不足或過多，既不經(jīng)濟(jì)，又不能很好的保證水質(zhì)的需要。該項(xiàng)目利用二氧化氯發(fā)生器現(xiàn)有的PLC控制接口，實(shí)時(shí)采集進(jìn)廠水流量和余氯值，并根據(jù)進(jìn)廠水流量和在線余氯值，實(shí)時(shí)控制兩臺(tái)二氧化氯發(fā)生器設(shè)備（系統(tǒng)設(shè)定為一用一備模式）的工作狀態(tài)。控制系統(tǒng)構(gòu)成如下：

當(dāng)進(jìn)廠水流量小于150m3/h，且持續(xù)時(shí)間達(dá)到60min以后，開始執(zhí)行控制發(fā)生量為100g/h；當(dāng)進(jìn)廠水流量大于150小于200m3/h，且持續(xù)時(shí)間達(dá)到60min以后開始控制投加量為150g/h；當(dāng)大于200小于250m3/h，且持續(xù)時(shí)間為60min以上時(shí)，控制投加量為200g/h，當(dāng)進(jìn)水量大于250小于300m3/h，且持續(xù)時(shí)間為60min以上時(shí)，控制投加量250g/h.確保以上各個(gè)階段出廠水二氧化氯值在0. 1mg/L—0.3mg/L。

當(dāng)出廠水二氧化氯值超過0.3上限值時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)警并自動(dòng)將加氯機(jī)投加量切換到設(shè)定的最小投加量。在以上動(dòng)作執(zhí)行中，加氯機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、流量設(shè)定、投加量的設(shè)定均可人為修改。為防止人為誤操作，設(shè)置操作權(quán)限。

4、建立水廠泵房供水泵運(yùn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

 泵房安裝壓力、電流、電壓、流量變送器，并將這些水泵運(yùn)行狀態(tài)模擬信號(hào)遠(yuǎn)傳至水廠監(jiān)控中心平臺(tái)，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控水泵運(yùn)行狀態(tài)。監(jiān)控平臺(tái)通過軟件對(duì)泵房水泵運(yùn)行實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程啟、停、故障報(bào)警等運(yùn)行管理。其主要功能：（1）根據(jù)需要，隨時(shí)起、停泵；（2）故障停機(jī)；當(dāng)水泵工作狀態(tài)(電流，電壓、供水壓力)異常。

5、建立水廠自動(dòng)化監(jiān)控平臺(tái)

水廠監(jiān)控平臺(tái)作為監(jiān)控操作的主要界面提供如下操作顯示功能：

（1）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水廠的工藝流程狀況及工藝參數(shù)（進(jìn)出廠水流量，濁度，ph值，CLO2，清水池、濾池水位）

（2）實(shí)時(shí)澄清池排泥，濾池反沖洗工作界面及運(yùn)行參數(shù)；

（3）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水廠二泵房供水泵的供水壓力和流量；

（4）實(shí)現(xiàn)清水池液位，出廠水濁度、供水壓力的越限報(bào)警；

（5）泵機(jī)設(shè)備的報(bào)警；

（6）泵機(jī)設(shè)備運(yùn)行/停機(jī)記錄；

（7）液位，流量，壓力、水質(zhì)參數(shù)工況趨勢(shì)圖；

（8）報(bào)警事件處理、告示和記錄；

6、系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境及要求

（1）操作系統(tǒng)：支持Windows XP、 Windows7及以上版本；

（2）數(shù)據(jù)庫權(quán)限：開放數(shù)據(jù)庫管理員權(quán)限；具備數(shù)據(jù)備份和導(dǎo)入功能；

（3）P4 2.8G/256M/40G/光驅(qū)/軟驅(qū)/100M網(wǎng)卡/鍵盤/鼠標(biāo) 。

2、項(xiàng)目研究技術(shù)路線及關(guān)鍵技術(shù)

2.1技術(shù)路線

第一階段：根據(jù)雙河水廠的工藝流程圖和供水設(shè)備、設(shè)施現(xiàn)狀，制定出水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)開發(fā)方案。

第二階段：根據(jù)制定的方案，開展自動(dòng)化系統(tǒng)的建立。包括澄清池自動(dòng)排泥，濾池自動(dòng)反沖洗及混凝劑加藥自動(dòng)控制等。水廠供水泵的自動(dòng)啟停、加氯消毒設(shè)備的自動(dòng)調(diào)整。

第三階段：建立水廠自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)，并安裝調(diào)試。

2.2關(guān)鍵技術(shù)

（1），采用前饋－反饋控制結(jié)構(gòu) ，PLC 根據(jù)沉淀池進(jìn)水流量和沉淀后水濁度自動(dòng)調(diào)整計(jì)量泵的工作頻率，根據(jù)人工輸入或利用 經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出的投藥濃度和混凝劑濃度自動(dòng)控制計(jì)量泵的沖程。

（2），二氧化氯發(fā)生器配有計(jì)量泵投加消毒劑，計(jì)量泵的運(yùn)行采用變頻器調(diào)節(jié)，變頻器頻率由PLC設(shè)定，消毒劑投加量由原水流量和出廠水余二氧化氯綜合確定，原水流量為比例控制，出廠水余二氧化氯為反饋控制，流量比例與反饋控制由PLC實(shí)現(xiàn)。

3、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

工藝運(yùn)行數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確率100%；

控制系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間≤2s；

澄清池出水濁度≤5NTU，濾池出水濁度≤1NTU；

出廠水余二氧化氯控制在0.1—0.3mg/l之間。

4、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

本項(xiàng)目所涉及研究?jī)?nèi)容的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)如下：

原水濁度和原水流量前饋控制自動(dòng)加藥控制技術(shù)。

三、項(xiàng)目計(jì)劃

四、預(yù)期提交的主要成果資料

項(xiàng)目的研究與建設(shè)主要形成以下成果：

1、雙河水廠自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)方案；

2、雙河水廠監(jiān)控平臺(tái)，《雙河水廠自動(dòng)化控制應(yīng)用程序》一套；

3、雙河水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)安裝設(shè)計(jì)圖紙和控制系統(tǒng)工作原理圖；

4、監(jiān)控中心監(jiān)控平臺(tái)操作說明書；