控制工藝設(shè)計

1、供水泵房自動控制

泵站自動化控制是通過JDY-6037遠(yuǎn)程采集模塊控制采集8路通道，通過485通訊總線將泵站3臺泵的出口壓力、工作電流、工作電壓、開關(guān)狀態(tài)傳輸?shù)街行目刂剖业闹鱌LC然后通過組態(tài)畫面進(jìn)行編輯顯示，可以實時觀察到泵站運行時的各項參數(shù)，通過JDY-6016遠(yuǎn)程控制模塊8路通道對現(xiàn)場現(xiàn)有的變頻控制柜的東芝變頻器控制加壓泵的啟停工作。原理圖如下：

遠(yuǎn)程采集控制模塊優(yōu)點：JDY-6037、JDY-6016，帶有8路采集和控制單元，帶有485通訊功能和上位機軟件進(jìn)行通訊，遠(yuǎn)程采集控制模塊可以很靈活的分布在需要檢測和控制設(shè)備比較遠(yuǎn)的地方對設(shè)備進(jìn)行檢測和控制，485通訊可以穩(wěn)定的將數(shù)據(jù)上傳到上位機，遠(yuǎn)程采集模塊避免了現(xiàn)場鋪設(shè)多條線纜的問題減少施工難度。

啟泵程序如下：

閉閥啟動，在計算機監(jiān)控平臺上啟動加壓泵，系統(tǒng)根據(jù)采集的泵壓，當(dāng)壓力表讀數(shù)達(dá)到0.45MPa時，持續(xù)時間為5s，打開加壓泵后出水管上電動閥門，正常供水，供水壓力按變頻分時分壓供水方式運行。

停泵程序如下：

閉閥停泵，關(guān)閉備用水泵出水管上電動閥門，停泵。斷開控制柜內(nèi)電源停止備用水泵運行。

在以上動作執(zhí)行中，常用水泵、備用水泵、出水壓力等參數(shù)均可由操作人員進(jìn)行手工操作進(jìn)行數(shù)據(jù)更換，為防止人為誤操作，設(shè)置操作權(quán)限.

2、加藥自動控制

（1）控制原理

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(jìn)水量和濁度，PLC 根據(jù)進(jìn)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，實現(xiàn)了水廠加藥的自動調(diào)節(jié)。其控制過程見下圖：

（2）攪拌實驗

根據(jù)攪拌實驗得出水廠不同流量和濁度的最佳加藥量關(guān)系，如下圖.

水廠加藥量與進(jìn)水量和進(jìn)水濁度關(guān)系量化表

                                                 水廠加藥量與進(jìn)水量和進(jìn)水濁度關(guān)系圖

在加藥間安裝加藥監(jiān)控終端，采集虎山水源流量和濁度，根據(jù)進(jìn)水濁度和流量大小控制加藥泵運行頻率，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(jìn)水量和濁度，PLC 根據(jù)進(jìn)水流量自動調(diào)整加藥計量泵的工作頻率，調(diào)節(jié)混凝劑投加量。

工作流程：當(dāng)進(jìn)水流量發(fā)生變化時，由進(jìn)水水流量計檢測出當(dāng)前進(jìn)水量大小，并輸出一個4-20MA的標(biāo)準(zhǔn)信號送到PLC中，PLC根據(jù)水量大小及時調(diào)節(jié)加藥泵運行頻率，同時根據(jù)原水的濁度將計量泵沖程調(diào)節(jié)到合適的位置。由計量泵的工作原理可知：計量泵輸送混凝劑的流量是電機工作電源頻率和沖程位置（長度）的函數(shù)。因此計量泵通過改變沖程百分比實現(xiàn)對混凝加藥的流量比例控制，同時通過出水濁度的4-20MA反饋，通過PLC調(diào)節(jié)加藥計量泵的電機工作頻率實現(xiàn)加藥補償。        

3、加氯系統(tǒng)自動投加控制系統(tǒng)

通過主控制PLC連接控制繼電器，由繼電器在控制加氯電機的控制電機頻率的繼電器進(jìn)行工作，當(dāng)繼電器打開則加氯泵開啟根據(jù)流量和濁度進(jìn)行自動加藥。實現(xiàn)流程圖如下：

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)。控制系統(tǒng)構(gòu)成如下：

進(jìn)水量與二氧化氯投加量量化關(guān)系表

當(dāng)出廠水二氧化氯值超過0.3上限值時，監(jiān)控系統(tǒng)報警并自動將二氧化氯投加量切換到設(shè)定的最小投加量。在以上動作執(zhí)行中，二氧化氯發(fā)生器運行狀態(tài)（遠(yuǎn)控、本地控制）、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、水廠澄清池自動排泥系統(tǒng)的開發(fā)

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。

通過主控制PLC控制繼電器，有繼電器來指控排泥閥的啟閉，通過軟件編輯，根據(jù)排泥時間自動打開排泥閥進(jìn)行定時排泥。

澄清池自動排泥頻次的設(shè)定

5、濾池反沖洗系統(tǒng)

反沖洗流程：首先打開排水虹吸閥，60S后打開真空泵同時打開排水、排氣閥門，等待濾池液位下降，當(dāng)液位下降時說明排水虹吸形成，可以開始進(jìn)行反沖洗，當(dāng)液位下降到指定反沖洗液位時（液位值可以手動輸入），關(guān)閉真空泵和排水、排氣閥門，同時打開風(fēng)機和反沖洗閥門，進(jìn)行反沖洗，反沖洗時間一般為10分鐘（反沖洗時間可以根據(jù)現(xiàn)場具體情況進(jìn)行自由改動），反沖洗時間到后，說明反沖洗已經(jīng)結(jié)束，同時關(guān)閉風(fēng)機和反沖洗閥門，打開末端閥門將排水虹吸破壞，50S后關(guān)閉排水虹吸閥門和末端閥門，整個反沖洗流程全部完成。  流程圖如：

6、雙河水廠監(jiān)控平臺的開發(fā)

（1）技術(shù)原理

現(xiàn)場終端設(shè)備實時采集數(shù)據(jù)，通過屏蔽線將工藝運行參數(shù)用電流信號傳送至PLC采集模塊，PLC將數(shù)據(jù)集中并通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議將數(shù)據(jù)傳送并存儲于計算機數(shù)據(jù)庫中，計算機終端利用MCGS畫面將數(shù)據(jù)顯示在PC屏幕上，在計算機屏幕上模擬現(xiàn)場流程畫面，清晰直觀顯示水廠的運行工況，計算機終端發(fā)送控制命令，實現(xiàn)對泵房加壓泵設(shè)備的遠(yuǎn)程控制及變頻器啟、停控制。提供水廠運行主要工藝參數(shù)日報表及自由報表的查詢、生成。

（2）運行監(jiān)視

通過大屏、操作終端等顯示設(shè)備對水廠的生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)視。操作終端屏幕上以圖形方式繪制全廠的生產(chǎn)工藝流程圖和主要設(shè)備配置，從總體流程圖、總體平面圖直到每個單體的局部流程圖和平面圖。操作終端屏幕上動態(tài)顯示各主要設(shè)備的狀態(tài)和主要現(xiàn)場數(shù)據(jù)，包括設(shè)備運行，工藝過程、進(jìn)出口濁度、流量、液位、電壓、電流、事故報警等。