建立雙河水廠自動加藥系統(tǒng)

水廠加藥系統(tǒng)的自動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)問題對水廠實現(xiàn)加藥自動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)計自動加藥PLC控制站，采集水廠進水量和濁度，PLC 根據(jù)進水流量自動調(diào)整加藥計量泵的工作頻率，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)濁度的變化實現(xiàn)澄清池定時排泥自動控制，實現(xiàn)定時、定量排泥。根據(jù)濾池水位實現(xiàn)濾池反洗自動控制?？刂乒δ茏詣印⑹謩涌梢曰ハ嗲袚Q。

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：當每格濾池的水位達到4米時立即進行自動反沖洗，反沖洗時間為5分鐘，并根據(jù)實際運行情況，沖洗時間可調(diào)節(jié)。

3、建立二氧化氯設(shè)備自動投加控制系統(tǒng)

目前水廠采用慮前加氯，根據(jù)二氧化氯的測定值手動設(shè)定二氧化氯發(fā)生量。由于手動設(shè)定投加量不能及時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，又不能很好的保證水質(zhì)的需要。該項目利用二氧化氯發(fā)生器現(xiàn)有的PLC控制接口，實時采集進廠水流量和余氯值，并根據(jù)進廠水流量和在線余氯值，實時控制兩臺二氧化氯發(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)?？刂葡到y(tǒng)構(gòu)成如下：

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

當出廠水二氧化氯值超過0.3上限值時，監(jiān)控系統(tǒng)報警并自動將加氯機投加量切換到設(shè)定的最小投加量。在以上動作執(zhí)行中，加氯機的運行狀態(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行遠程監(jiān)控系統(tǒng)

 泵房安裝壓力、電流、電壓、流量變送器，并將這些水泵運行狀態(tài)模擬信號遠傳至水廠監(jiān)控中心平臺，用于實時監(jiān)控水泵運行狀態(tài)。監(jiān)控平臺通過軟件對泵房水泵運行實現(xiàn)遠程啟、停、故障報警等運行管理。其主要功能：（1）根據(jù)需要，隨時起、停泵；（2）故障停機；當水泵工作狀態(tài)(電流，電壓、供水壓力)異常。

5、建立水廠自動化監(jiān)控平臺

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

（1）實時監(jiān)測水廠的工藝流程狀況及工藝參數(shù)（進出廠水流量，濁度，ph值，CLO2，清水池、濾池水位）

（2）實時澄清池排泥，濾池反沖洗工作界面及運行參數(shù)；

（3）實時監(jiān)測水廠二泵房供水泵的供水壓力和流量；

（4）實現(xiàn)清水池液位，出廠水濁度、供水壓力的越限報警；

（5）泵機設(shè)備的報警；

（6）泵機設(shè)備運行/停機記錄；

（7）液位，流量，壓力、水質(zhì)參數(shù)工況趨勢圖；

（8）報警事件處理、告示和記錄；

6、系統(tǒng)運行環(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)備份和導入功能；

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

2、項目研究技術(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，開展自動化系統(tǒng)的建立。包括澄清池自動排泥，濾池自動反沖洗及混凝劑加藥自動控制等。水廠供水泵的自動啟停、加氯消毒設(shè)備的自動調(diào)整。

第三階段：建立水廠自動化監(jiān)控系統(tǒng)平臺，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)沉淀池進水流量和沉淀后水濁度自動調(diào)整計量泵的工作頻率，根據(jù)人工輸入或利用 經(jīng)驗公式計算出的投藥濃度和混凝劑濃度自動控制計量泵的沖程。

（2），二氧化氯發(fā)生器配有計量泵投加消毒劑，計量泵的運行采用變頻器調(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實現(xiàn)。

3、主要技術(shù)經(jīng)濟指標

工藝運行數(shù)據(jù)采集準確率100%；

控制系統(tǒng)響應(yīng)時間≤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

本項目所涉及研究內(nèi)容的技術(shù)創(chuàng)新點如下：

原水濁度和原水流量前饋控制自動加藥控制技術(shù)。

三、項目計劃

四、預(yù)期提交的主要成果資料

項目的研究與建設(shè)主要形成以下成果：

1、雙河水廠自動化控制技術(shù)應(yīng)用設(shè)計方案；

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

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

4、監(jiān)控中心監(jiān)控平臺操作說明書；