自來水廠由一級泵房、加氯間、鼓風機房、絮凝沉淀池、濾池、清水池和二級泵房等組成。水源首先經(jīng)過一級泵房(或取水泵房)至自來水廠，經(jīng)過前消毒后進入絮凝沉淀池;經(jīng)過絮凝—沉淀后進入濾池。濾池是水廠中的重要部分，用于過濾水中懸浮物，在過濾的過程中要實現(xiàn)濾池恒水位調節(jié)、濾池反沖洗(氣沖——水沖——氣水混合沖)等功能，至清水池，經(jīng)后消毒后由二級泵房送至城市管網(wǎng)。

　　在自來水廠中采用以和利時公司LK系列可編程控制器(PLC)為主的自動化控制系統(tǒng)，實現(xiàn)自來水廠的生產(chǎn)控制、運行操作、監(jiān)視管理，系統(tǒng)不僅有可靠的硬件設備，還有功能強大，運行可靠，界面友好的系統(tǒng)軟件、應用軟件、編程軟件和控制軟件。運行和維護費用低，操作方便。

圖1 水廠工藝流程示意圖

　　自動化控制系統(tǒng)設計

　　為了保證自來水廠工程控制過程的安全可靠和生產(chǎn)的連續(xù)性，提高自動化水平，采用以和利時公司LK系列PLC為主的集中和分散相結合的自動化控制系統(tǒng)，主要用于自來水廠的生產(chǎn)控制、運行操作、監(jiān)視管理。

　　整個系統(tǒng)由1個中央監(jiān)控站、6個現(xiàn)場控制站(PLC1~PLC6)和8個PLC分站(PLC2-1~PLC2-8)組成。中央監(jiān)控站由兩臺中央監(jiān)控計算機(互為備用)、服務器、大屏幕背投系統(tǒng)、GPRS DTU、廠長室計算機、工程師室計算機、生產(chǎn)部門計算機等構成。現(xiàn)場控制站采用可編程控制器(PLC)，對工藝系統(tǒng)各過程進行分散控制，分別設于加藥加氯間(PLC1)、凈水間(PLC2)，8格濾池(PLC2-1~PLC2-8)、送水泵房(PLC3)、污泥脫水機房(PLC4)、純凈水制備車間(PLC5)、換熱間(PLC6)，其中PLC5、PLC6為工藝設備廠家配套提供。中控室監(jiān)控計算機與廠長室、工程師室、化驗室、大屏幕背投等計算機、交換機、集線器(HUB)或路由器構成100Mbsp工業(yè)以太網(wǎng)。

　　中央控制室(操作站、工程師站)與分控站(PLC)之間采用工業(yè)以太網(wǎng)，網(wǎng)絡為光纖環(huán)網(wǎng)，控制站≥40臺，通訊波特率為100Mbps，兩個光纖鏈路模塊之間的通訊使用多模光纖，最長距離可達3000米。取水泵站與中央控制室監(jiān)控計算機之間采用GPRS通訊網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)通訊。變電站監(jiān)控系統(tǒng)隨10KV電氣設備提供，通過MODBUS協(xié)議將變電站監(jiān)控系統(tǒng)連接到自控系統(tǒng)中。

圖2 自來水廠自動化控制系統(tǒng)示

　　工藝控制策略

　　一級泵房

　　采集取水電動機、電動蝶閥及現(xiàn)場儀表的狀態(tài)信號及數(shù)據(jù)信號并對以上設備發(fā)送控制信號，通過預裝PID調節(jié)程序自動調節(jié)電動機運行頻率和電動調節(jié)蝶閥的開度。

　　加藥加氯間

　　采集現(xiàn)場設備和儀表的狀態(tài)信號和數(shù)據(jù)信號，并對其發(fā)送控制信號，通過自動控制程序實現(xiàn)加氯和加藥設備的自動運行控制。

　　沉淀池

　　根據(jù)排泥周期自動進行排泥操作。排泥周期與排泥閥排泥時間通過操作站可修改設定。

　　濾池

　　濾池是水廠中的重要部分，用于過濾水中懸浮物，在過濾的過程中要實現(xiàn)濾池恒水位調節(jié)、濾池反沖洗(氣沖——水沖——氣水混合沖) 等功能。

　　濾池過濾過程的恒水位調節(jié)

　　根據(jù)水位設定值對濾池出水閥開度進行調節(jié)，保持濾池恒水位運行。

　　濾池反沖洗控制

　　濾池的反沖洗由一臺公用的PLC來控制。當達到反沖洗條件時，濾池提出反沖洗請求，PLC根據(jù)濾池的優(yōu)先順序，組成一個請求反沖洗隊列。

　　濾池反沖洗的控制條件主要是設定時間和濾池液位。

　　二級泵房

　　主要實現(xiàn)的功能有采集現(xiàn)場設備和儀表的運行狀態(tài)和數(shù)據(jù)信號，并根據(jù)用戶實際的用水情況，通過預裝PID調節(jié)程序自動調節(jié)電動機運行頻率，達到恒壓供水的目的。