當(dāng)代自來水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)(文件)
【正文】 們各自都具有了數(shù)字計(jì)算和通信能力，亦即“智能化”。在水廠自動(dòng)化系統(tǒng)中，通過采用開放式網(wǎng)絡(luò)，如現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)(Ethernet)等，把TCP/IP引入水廠現(xiàn)場(chǎng)，使Internet延伸到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，利用Web技術(shù)實(shí)現(xiàn)水廠遠(yuǎn)程監(jiān)控、調(diào)試、維護(hù)和故障診斷等功能，從而建成基于Internet的水廠自動(dòng)化系統(tǒng)。管控一體化解決方案中的企業(yè)管理層由各種服務(wù)器和客戶機(jī)等組成，用于集成企業(yè)的各種信息，實(shí)現(xiàn)與Internet 的連接，完成管理、決策和商務(wù)應(yīng)用的各種功能。企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)是管控一體化的基礎(chǔ)，現(xiàn)場(chǎng)總線則為構(gòu)建管控一體化網(wǎng)絡(luò)鋪平了道路。首期工程設(shè)計(jì)供水能力為5 萬(wàn)噸，具體包括：配水池、絮凝池、平流沉淀池、疊合清水池、氣水反沖洗濾池、送水泵房、吸水井、投藥間等自動(dòng)化系統(tǒng)工程以及一套視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該模式具有分散控制可靠性高的特點(diǎn)，又具有集中控制便于管理的優(yōu)點(diǎn)。中控室計(jì)算機(jī)通過水廠內(nèi)部局域網(wǎng)連接到水廠上級(jí)管理部門，構(gòu)成水廠主干網(wǎng)。通過controller link 網(wǎng)絡(luò)，6臺(tái)濾池PLC 實(shí)現(xiàn)與主PLC 的信息共享，并通過主PLC 將信息傳送到水廠中央控制室主機(jī)。在加藥加氯間也裝有一個(gè)PLC，它除了對(duì)加藥加氯系統(tǒng)進(jìn)行控制外，還負(fù)責(zé)傳遞沉淀池和格柵配水井的數(shù)據(jù)到中央控制室。同時(shí)采用循環(huán)變頻的方式，有效的保護(hù)了水泵電機(jī)。 本論文的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)本論文研究了水廠內(nèi)部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的幾個(gè)主要方面，并針對(duì)當(dāng)前我國(guó)大部分水廠只考慮廠內(nèi)而較少涉及管網(wǎng)的實(shí)際情況，提出了一種綜合廠內(nèi)與廠外、水廠與管網(wǎng)的供水系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)方案，設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集終端。對(duì)自動(dòng)配礬子系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算并繪制了流程圖。針對(duì)水廠實(shí)際情況，將前饋+串級(jí)控制系統(tǒng)運(yùn)用到濾后加氯控制系統(tǒng)中。同時(shí)對(duì)循環(huán)變頻軟啟動(dòng)技術(shù)進(jìn)行了分析和探討。主要有水廠的工藝流程，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，加藥加氯自動(dòng)化，濾池控制系統(tǒng)自動(dòng)化，變頻供水自動(dòng)化和上位機(jī)監(jiān)控等?？梢员苊鈨x表故障時(shí)，要求人工投加的尷尬。3．分析了變頻供水的節(jié)能原理，推導(dǎo)了變壓變量供水的工程模型，并在榔梨水廠的實(shí)際過程中加以運(yùn)用。第2 章 加藥控制系統(tǒng)加藥自動(dòng)控制必須根據(jù)水廠特有的源水情況和工藝設(shè)施配置情況來選擇合適的控制和實(shí)現(xiàn)方式。用于投加礬液的池稱為工作池，另一個(gè)稱為備用池，兩個(gè)礬池均獨(dú)立運(yùn)行。一個(gè)進(jìn)水閥，用于稀釋濃礬。 自動(dòng)配礬子系統(tǒng)的計(jì)算配礬子系統(tǒng)需要完成兩類計(jì)算：一是波美度與配比濃度的的換算；二是配礬比計(jì)算。 所示。一般有如下公式：假設(shè)某礬液質(zhì)量百分比濃度為a,其中水的質(zhì)量為X，礬的質(zhì)量為Y，則有2．配礬比計(jì)算配礬其實(shí)就是在礬池原礬液基礎(chǔ)上，配加一定濃度的高濃度礬液和水，使礬液濃度達(dá)到投加要求，以保證加藥質(zhì)量。為保證礬液的連續(xù)供應(yīng)，在工作池礬液低于停止投加液位設(shè)定值時(shí)，停止該池的投加，改用備用池投加，于是存在工作池與礬池的切換。在連續(xù)加藥過程中，備用池配礬的啟動(dòng)是由工作池的配礬液位控制的。前者主要實(shí)現(xiàn)礬液的自動(dòng)配制，后者實(shí)現(xiàn)礬液的自動(dòng)投加。5．對(duì)榔梨水廠進(jìn)行了軟件部分的整體設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。該控制方案可以全自動(dòng)連續(xù)調(diào)整投加量，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)有效投加。該方案在前饋中考慮了取水量和濁度對(duì)投加量的影響，比只考慮取水量的方案更容易克服濁度擾動(dòng)，且容易實(shí)現(xiàn)。深入研究了數(shù)據(jù)采集終端，設(shè)計(jì)了該數(shù)采終端的軟硬件圖和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。第4 章 主要研究了水廠變頻供水的節(jié)能原理。第3 章 主要研究了水廠自動(dòng)加氯控制系統(tǒng)的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)。論文章節(jié)內(nèi)容包括：第1 章 緒論，對(duì)國(guó)內(nèi)外供水自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成、現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)以及項(xiàng)目背景進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析、綜述和討論。上位機(jī)監(jiān)控軟件采用美國(guó)Wonderware 公司的InTouch 組態(tài)軟件。在送水泵房有4 臺(tái)大功率送水泵電機(jī)，通過送水PLC 控制ABB 公司的變頻器來實(shí)現(xiàn)循環(huán)變頻軟啟動(dòng)。對(duì)沉淀池和格柵配水井的控制則是通過Device Net 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的。濾池控制系統(tǒng)由7 臺(tái)CJ1M PLC，用歐姆龍公司的controller link 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成，控制6 個(gè)濾池的過濾和反沖洗。取水泵房設(shè)備信號(hào)和圖像信息通過數(shù)傳電臺(tái)送到中央控制室進(jìn)行控制和顯示。根據(jù)榔梨水廠制水工藝的特點(diǎn)和土建實(shí)際，可以將該工程分為自動(dòng)送水控制系統(tǒng)，濾池控制系統(tǒng)，加藥控制系統(tǒng)，取水控制系統(tǒng)等四個(gè)主要部分。 項(xiàng)目背景本課題來源于榔梨鎮(zhèn)10 萬(wàn)噸水廠自動(dòng)化系統(tǒng)新建工程?，F(xiàn)場(chǎng)控制層由現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備和控制網(wǎng)段構(gòu)成，把傳統(tǒng)的集散系統(tǒng)控制站(如水處理企業(yè)的PLC分站) 的功能分散到了現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備，此時(shí)的控制站實(shí)際是一個(gè)虛擬的控制站。 控制系統(tǒng)管控一體化水廠控制系統(tǒng)管控一體化就是要建立一個(gè)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)的監(jiān)視和控制，同時(shí)還把現(xiàn)場(chǎng)信息和水廠管理信息結(jié)合起來的具有水廠控制和企業(yè)
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