當(dāng)代自來水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)-預(yù)覽頁
【正文】 以獨(dú)立工作，該系統(tǒng)共享整個(gè)水廠的信息，同時(shí)又有分散控制的可靠性。當(dāng)前水廠采用的自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，從自控的角度可以劃分為數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)系統(tǒng)（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA）、集散型控制系統(tǒng)(Distributed Control System，DCS)、IPC+PLC（Industrial PersonalComputer amp。IPC+PLC 系統(tǒng)既可實(shí)現(xiàn)分級(jí)分布控制，又可實(shí)現(xiàn)集中管理分散控制。 水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)水處理中的自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，即水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)是保證供水和排水水質(zhì)的重要手段，也是指導(dǎo)水處理工藝運(yùn)行過程的重要依據(jù)，隨著自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)等方面的發(fā)展，出現(xiàn)了越來越多的新型自動(dòng)化檢測(cè)儀表。檢測(cè)儀表是實(shí)現(xiàn)水廠自動(dòng)化的基礎(chǔ)，在日本等發(fā)達(dá)國家不僅大面積使用現(xiàn)有成熟儀表外，還不斷開發(fā)出新的檢測(cè)儀表并發(fā)展相關(guān)的檢測(cè)技術(shù)，不斷擴(kuò)大檢測(cè)范圍，提高檢測(cè)精度。隨著水處理技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于水質(zhì)指標(biāo)的控制與水處理效率的要求也在不斷提高。因此各種先進(jìn)的控制算法不斷提了出來。 變頻節(jié)能技術(shù)在水處理行業(yè)中，普遍存在著用水量變化較大的問題，在不同的季節(jié)、不同的時(shí)段，用戶用水的需求量有很大的差別，存在著明顯的用水高峰特征，因此水處理廠供水系統(tǒng)的給水壓力需要隨用戶的用水需求量變化而變化。變頻調(diào)速控制技術(shù)，是指以變頻調(diào)整原理為基礎(chǔ)，在保證供水可靠性的前提下，根據(jù)供水系統(tǒng)用水量的變化情況，自動(dòng)調(diào)整水泵工況，使之始終盡可能地在高效區(qū)間內(nèi)運(yùn)行，以達(dá)到降低能耗、提高效率的目的。作為一種先進(jìn)的調(diào)速裝置，變頻器不但調(diào)速范圍廣、可靠性高、操作與維護(hù)方便，而且節(jié)電效果明顯。變壓變量供水系統(tǒng)則根據(jù)用戶用水量的變化同時(shí)調(diào)整變頻器轉(zhuǎn)速（即供水流量）和供水壓力，很明顯該方案節(jié)能效果更好。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進(jìn)步，建立一個(gè)供水系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)成為可能。主要包括社會(huì)服務(wù)系統(tǒng)，自來水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)（GIS），自動(dòng)抄表收費(fèi)系統(tǒng)（AMR）、生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA），辦公自動(dòng)化系統(tǒng)（OAS），自來水管網(wǎng)優(yōu)化系統(tǒng)，數(shù)據(jù)倉庫中心數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，信息管理中心系統(tǒng)（IMCS）等。 控制系統(tǒng)的智能化、分散化、網(wǎng)絡(luò)化水廠的智能化包括智能設(shè)備、智能控制技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)等幾個(gè)主要方面?？刂葡到y(tǒng)的分散化和網(wǎng)絡(luò)化則主要表現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用上。應(yīng)用Web技術(shù)實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化功能，是信息時(shí)代的要求，也是當(dāng)前水廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主要方向。過程監(jiān)控層由局域網(wǎng)段以及連接在局域網(wǎng)段的擔(dān)任監(jiān)控任務(wù)的工作站或控制器組成，現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)通過現(xiàn)場(chǎng)總線接口與過程監(jiān)控層相連，或者監(jiān)控層直接由現(xiàn)場(chǎng)總線來擔(dān)當(dāng)；監(jiān)控站可以完成對(duì)控制系統(tǒng)的組態(tài)，執(zhí)行對(duì)控制系統(tǒng)的監(jiān)控、報(bào)警、維護(hù)及人機(jī)交互等功能?，F(xiàn)場(chǎng)總線為開放式網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)同類或不同類網(wǎng)絡(luò)的互連以及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的共享，打破了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的封閉性，使系統(tǒng)的開放性大大增強(qiáng)，既可實(shí)現(xiàn)水廠控制網(wǎng)絡(luò)與其它網(wǎng)的無縫連接，也可把Internet引入水廠自動(dòng)化，從而建成測(cè)控管一體化的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)[。本人主要負(fù)責(zé)上述工程軟件部分的設(shè)計(jì)和實(shí)施。每一個(gè)功能控制系統(tǒng)均由一個(gè)PLC 進(jìn)行單獨(dú)控制，同時(shí)又連接到中央控制室的上位機(jī)上進(jìn)行集中控制和管理。在各分系統(tǒng)內(nèi)部采用現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行控制。中央控制室命令也通過主PLC 傳送給濾池PLC。在它上面安裝有Device Net 的主站單元，負(fù)責(zé)從從站讀取和傳送數(shù)據(jù)。送水泵房的設(shè)備，如潛水泵和排風(fēng)機(jī)通過Device Net 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制，與沉淀池控制類似。結(jié)合榔梨水廠的工程實(shí)例，詳細(xì)講解了供水企業(yè)生產(chǎn)過程中幾個(gè)關(guān)鍵部分的自動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)成和自動(dòng)控制策略，如送水泵站的自動(dòng)控制、濾池的自動(dòng)控制、加氯加礬自動(dòng)控制等，并針對(duì)加氯加礬自動(dòng)控制系統(tǒng)中的問題，提出了一些改進(jìn)方案。同時(shí)對(duì)自來水廠采用的幾種常規(guī)加礬控制方案進(jìn)行了研究和分析，并針對(duì)實(shí)際情況提出了改進(jìn)型自動(dòng)加礬方案。在實(shí)現(xiàn)過程中，應(yīng)用采樣控制理論進(jìn)行采樣控制，并對(duì)采樣控制進(jìn)行了仿真研究。第5 章 對(duì)水廠綜合自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行了研究。本文主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)如下：1．設(shè)計(jì)了改進(jìn)型加藥控制方案。2．針對(duì)濾后加氯要求人工設(shè)定投加量的情況，提出了增加一級(jí)反饋回路進(jìn)行自動(dòng)設(shè)定的前饋+串級(jí)控制方案。4．設(shè)計(jì)了水廠管網(wǎng)參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)采集終端，對(duì)供水系統(tǒng)綜合自動(dòng)化進(jìn)行了闡述。該系統(tǒng)一般由自動(dòng)配礬子系統(tǒng)和自動(dòng)加礬子系統(tǒng)組成。池中礬液的配制一般要求在投加前幾分鐘內(nèi)啟動(dòng)并完成，稱為配礬。一個(gè)出礬液閥，用于將礬液投加到水池中（用計(jì)量泵投加）。1．波美度與百分比濃度換算對(duì)于礬液來說，一般用波美度來表示濃度，這就要進(jìn)行濃度換算。
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