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•1720D低量程浊度控制仪
滨海水厂自动化控制系统设计方案
1.4恒压供水系统：
恒压供水系统原理如图7所示，它主要是由PLC、变频器、PID调节 器、TC时间控制器、压力传感器、液位传感器、动力控制线路以及6台 水泵等组成。用户通过控制柜面板上的指示灯和按钮、转换开关来了解 和控制系统的运行。
•关键词：中小型PLC 水厂自动化控制系统
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滨海水厂自动化控制系统设计方案
滨海水厂自动化控制系统设计方案目录
前言
•第一章 水厂自动化控制系统的发展现状； •第二章 生产工艺和控制要求； •第三章 自动化控制系统的设计：
•1.1对药剂的制备与投加的控制； •1.2对沉淀池虹吸吸泥机的控制； •1.3滤池自动化控制系统； •1.4恒压供水系统。 •第四章 相关小型PLC的介绍与说明； •结束语
房
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滨海水厂自动化控制系统设计方案
• （1）取水：将滦河水抽入净水厂； • （2）药剂的制备与投加：按工艺要求制备合适的混凝剂，并投入混凝剂 及氯气，达到混凝和消毒的目的； • （3）混凝：包括混合与絮凝，即滦河水投入混凝剂后进行反应，并排出 反应后沉淀的污泥； • （4）平流沉淀：与混凝剂反应后的水低速流过平流沉淀池，以便悬浮颗 粒沉淀，并排出沉淀的污泥； • （5）过滤：沉淀水通过颗粒介质（石英砂）以去除其中悬浮杂质使水澄 清，并定时反冲洗石英砂； • （6）送水：通过多台离心泵将自来水以一定的压力和流量送入供水管网 ；
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滨海水厂自动化控制系统设计方案
第二章 生产工艺和控制要求
1.1 滨海水厂采用工艺流程：
• 主要分为以下几个工艺过程如图1所示：
•药剂的制备和投加
•
• •
混 凝 剂 •原水 •取水
前 加 氯 •混凝
滤 后 加 氯
•平流沉 淀
•过滤
•清水池
•图1 滨海水厂工艺流程图
•供 水 管 •二级泵 网
滨海水厂自动化控制系统设计方案
第三章 自动化控制系统的设计
由于自来水生产工艺主要具有以下特点：（1）各生产工艺段 相对独立，单体设备多。（2）采集的数据量大，整个系统共有数字 量输入、输出超过3000路，模拟量输入、输出超过1000路，且工艺 参数种类多，包括压力、流量、温度、差压、液位、电流、电压、 功率等，但上下游相关联的生产参数少。（3）自来水生产具有连续 性、不可替代性和不间断性。（4）各工艺段距离远，设备分散，组 网相对复杂。根据以上特点，本系统选用OMRON的中小型PLC对各 工艺段生产设备分散控制，利用OMRON Protocol和Controller Link组 成网络，在各工艺段控制室和中控室设置上位机，构建人机界面进 行生产管理和对生产数据进行后续处理。全厂控制网络如图2示。
异步通讯协议，工作稳定可靠，协议同样采用OMRON Protocol，软件用
OMRON-CX-Protocol编制。二期滤池选用多个小型PLC（OMRON CQM1H）
分散控制，可以较好地解决因控制设备故障造成全部滤池停产而影响安全
供水的问题。整个Controller Link网络由中继器分成两段，主要是为了满足
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滨海水厂自动化控制系统设计方案
第一章 水厂自动化控制系统的发展现状
水厂自动化控制系统经历了从无到有、从简单到复杂的过程。从一 开始仅有常规仪表检测，到加药、加氯的局部自动控制，直到九十年代， 随着可编程序控制器（PLC）的大量推广使用，水厂自动化控制系统才 真正建立起来。PLC具有可靠性高、编程简单、使用方便以及通讯联网 功能强的特点。水厂以PLC为主控设备建立的控制系统一般模式为：由 设在中控室的上位监控计算机及若干现场PLC联网组成集散型监控系统。 开始建立的系统，各分站以功能划分，站内设有监控计算机，这是针对 当时PLC的通讯能力不够强大，控制系统可靠性不高所采取的措施，即 一旦其它分站出现故障或网络中断后，未出故障的分站还可以在局部区 域内实现自动控制。近几年随着PLC网络通讯能力的增强和控制及电气 执行机构可靠性的提高，这一模式逐渐被打破，取消了各分站内的监控 计算机，各分站的控制区域由功能划分改为以距离划分，可在中控室内 监视水厂运行的全过程。
方案。
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滨海水厂自动化控制系统设计方案
1.1 对药剂的制备与投加的控制 1.1.1 自动加药控制：
水厂在保证出厂水质的条件下降低药耗，是降低成本的手段 之一。但如何搞好理想的加药自动化控制，至今尚无行之有效的 方法。经过多年运行的经验，滨海水厂已得出了一系列适合自身 加药控制重要参数，其中流量比例可作为加药控制的主要参考依 据，基本可以达到在保证水质的同时降低药耗的目的。
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•Primus227系列 机械隔膜计量泵
滨海水厂自动化控制系统设计方案
1.1.2 自动加氯控制：
利用液氯杀菌是目前生产自来水的主要消毒手段。在工艺设 计上，一般设前加氯（原水）和滤后加氯（滤池出水）两处加氯 点。目前的加氯量控制方法：
前加氯通常采用流量比例控制加氯量； 滤后加氯采用流量比例、余氯反馈“复合环路”控制加氯量； 滤后加氯是自来水消毒处理的主要环节，但由于在水中投加氯后， 需要在清水池内至少有30分钟以上的接触时间，才能达到比较好 的杀菌效果，也是一个滞后控制。为了解决滞后控制问题，将滤 后加氯检测取样点移到清水池前，一般距加氯点10D（D为管 径）。
滨海水厂自动化控制系 统设计方案
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2020/11/20
滨海水厂自动化控制系统设计方案
摘要：
本文就基于PLC的水厂自动化控制系统在滨海水厂的 应用提出了一些笔者的建议，主要从水厂加药、加氯、沉 淀池虹吸吸泥机、滤池和恒压供水等几个关键工艺过程进 行自动化控制系统的设计，其中将恒压供水系统作为典型 例子进行了详细的论述，希望本文能对滨海水厂自动化控 制系统的建设有所益处。
•Controller Link
•AL •00 1
•
•RS232
•AL •CPM2A •00
1 …共4台
•RS232 •CPM2A
•泵机控制
•中控 •上位机
•C200HG •C200HG
•加药设备控制
•RS232
•转换器 •RS422
•RS232 •转换器
•RS422
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•Srpam •Srpam •2000 •2000 • …共13台
据采集电缆，而且当某台PLC发生故障时可以方便断开其维修而不影响其
它设备的正常生产。对于沉淀池吸泥机的控制，由于吸泥机在长达近百米
的沉淀池上前后移动，因此其控制所用小型PLC利用电台与控制室间的
C200HG通过RS232接口进行1：N通讯，电台型号为MDS-SCADA-24810，
为直接数字调制解调电台，工作频率范围在2.4G~2.4835GHz，支持标准的
•2.2 水厂的控制要求：
•（1）、出厂水浊度小于1NTU、余氯保持在0.5mg/L左右，在保证水质水 量的同时，要求低药耗、低氯耗和低电耗； • （2）、滤池要求采用恒水位运行，水位偏差不能大于±2.5cm，要能 根据水头损失或运行周期自动进行反冲洗，且同一时间内只能有一个进
行反冲洗；
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Controller Link对通讯距离的要求，同时可适应以后扩展的需要。系统中生
产工艺所要求的全部参数都由PLC采集和控制，上位机只是人机界面和对
生产数据进行后续处理，大大地提高了系统的可靠性。本控制方案全部选
用中小型PLC，对主要的生产设备分散控制，同时利用网络将它们紧密联
结，实现集中管理，降低了故障风险，提高了可靠性，是一种经济可行的
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滨海水厂自动化控制系统设计方案
•Controller Link
•沉淀、滤池 •上位机
•CQM1 •CQM1 H •…共8台H
•二期滤池控制
•C200HG •C200HG •C200HG •RS232
•电台
•冲洗设备及一期滤池控制
•RS232
•RS232
•电台
•CPM2A
•电台
•…共8台
同时系统配备的时间控制器和PID控制器，使其具有定时换泵运行功 能（即钟控功能，由时间控制器实现）和双工作压力设定功能（PID控制 器和时间控制器实现）。此外，系统还设有多种保护功能，尤其是硬件/ 软件备用水泵功能，充分保证了水泵的及时维修和系统的正常供水。正 常情况（无泵检修）时，各泵的运行顺序为1#，2#，3#，4#、5#、6#。
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•gs1401加氯机 •DEPOLOX 3滨海p水l厂u自s动化余控制氯系统分设计析方案仪
1.2 对沉淀池虹吸吸泥机的控制：
以往常规的控制方法是，将吸泥机的运行状态及故障信号全 部采用点对点方式送入PLC，PLC对它的控制信号也采用硬接点 方式。这样一台吸泥机就有十几个DI/DO点，而吸泥机是一直在 沉淀池上移动的，这就需要大卷的移动电缆或多极滑导，在室外 环境下这些信号的传输不可能长期稳定，会引起误操作。滨海水 厂每座沉淀池上都设有两台吸泥机，两座沉淀池共有四台吸泥机， 并采用在吸泥机上设置一台小型PLC的方式，吸泥机受小型PLC 控制，仅将吸泥机的运行、故障状态通过滑导送到加药分站内的 主控PLC。这样，吸泥机的运行不会受错误信号的干扰，中控室 又可以知道吸泥机的运行情况，如发现吸泥机故障，可立即派人 员去维修。
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滨海水厂自动化控制系统设计方案
•给定压力
•PLD
变 频
器
•压力传感
• •
•TC时间控制器
•自动/手动
•钟控允许
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滨海水厂自动化控制系统设计方案
前言
随着科学技术的发展和人们对生活用水品质要求的不断提高，通过 近几年来对水厂运行控制模型经验和控制参数的积累，水厂控制设备和 检测仪表品种的丰富和可靠性大大提高，供水系统自动化控制技术在分 散控制、集中管理系统上日益成熟，滨海水厂自动化改造将成为必然趋 势。滨海水厂为年供水量在1500万立方米的小型水厂。主要负责大港油 田的生产生活用水的供给，本文仅作为笔者对滨海水厂自动化控制系统 建设方面提出的一点建议，以供参考。