水廠自動化控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)采集和顯示現(xiàn)場儀表、水泵、閥門、攪拌器等設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)，負(fù)責(zé)執(zhí)行通過操作員面板發(fā)出的手動命令和能按照應(yīng)用軟件程序?qū)ΜF(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行自動控制，并能自動存儲工藝數(shù)據(jù)和自動打印報表和故障信息等。
水廠自動化控制系統(tǒng)包括濾池的全自動控制，加礬、加氯和加氨的自動控制，進(jìn)、出水泵房的自動控制、沉淀池的自動控制，各配電系統(tǒng)的自動控制，同時由水廠控制室計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對整個水廠各部門的生產(chǎn)運(yùn)行現(xiàn)狀，進(jìn)行全面的實(shí)時監(jiān)測和控制。
1、中心控制室
負(fù)責(zé)水廠工藝和設(shè)備過程控制、數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)處理。在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上可以顯示水廠各處理單元模擬畫面，包括工藝布置圖、實(shí)時動態(tài)參數(shù)、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及實(shí)時/歷史報警信號、在線儀表的實(shí)時/歷史趨勢曲線等，并周期循環(huán)發(fā)布日報表、月報表、年度報表。同時，可進(jìn)行離線/在線編程及修改設(shè)定參數(shù)。
2、現(xiàn)場設(shè)備控制層
現(xiàn)場設(shè)備控制層分為五個分站:取水泵房分站、加藥間分站、加氯分站、濾池分站、送水泵房分站。
2.1取水泵房分站
由于取水泵房距離水廠距離較遠(yuǎn)，該分站與廠區(qū)控制系統(tǒng)采取有線通訊的實(shí)際操作性難度較大，因此采取了以MODBUS協(xié)議(借助總公司的無線網(wǎng)絡(luò))的無線傳輸方式將該分站的一些重要數(shù)據(jù)發(fā)送至廠區(qū)的送水泵房分站，從而傳送到系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，傳送的信號有取水水位，水泵出水壓力，水泵的開/停/故障，開關(guān)柜合閘/斷開/故障，泵機(jī)分電量，調(diào)節(jié)閥門的信號。
監(jiān)測范圍:取水水位，水泵電流，水泵出水壓力，水泵的開/停/故障，開關(guān)柜合閘/斷開/故障，泵機(jī)分電量，泵站總電量，調(diào)節(jié)閥門的信號等。
自動控制:在取水水位允許的情況下，根據(jù)水廠的水庫水位操作員在OP37面板上手動控制水泵的開停，當(dāng)水庫水位較低時，開啟或增開取水泵。當(dāng)水庫水位較高或取水水位較低時，減少取水泵的臺數(shù)。當(dāng)取水水位很低或水泵出現(xiàn)或故障水泵電流異?；虺鏊畨毫Ξ惓r，自動控制系統(tǒng)將不允許開啟取水泵。
2.2加藥間分站
監(jiān)測范圍:源水流量，源水濁度，源水PH+溫度，藥劑混合池、準(zhǔn)備池的水位，SCD值，沉淀池出口濁度以及各設(shè)備的運(yùn)行狀況等。
1)自動加藥系統(tǒng)。根據(jù)加藥準(zhǔn)備池的水位狀態(tài)自動進(jìn)行輸、配藥控制，采用閉環(huán)控制加藥泵進(jìn)行自動投加加藥量，通過調(diào)整加藥計(jì)量泵的變頻器的頻率來實(shí)現(xiàn)。采用SCD儀與源水流量計(jì)一起構(gòu)成前饋――反饋控制的混凝自動投加系統(tǒng)。
2)刮泥橋。刮泥橋的自動控制方式有兩種:定時開停。根據(jù)沉淀池出水濁度值進(jìn)行自動控制。對刮泥橋設(shè)置三種運(yùn)行模式:將沉淀池平均分為三段，第一種模式是刮泥橋在沉淀池的進(jìn)水方向三分之一段來回運(yùn)行。第二種模式是刮泥橋在沉淀池的進(jìn)水方向三分之二段來回運(yùn)行。第三種模式是刮泥橋在整個沉淀池上來回運(yùn)行。由于進(jìn)水方向的泥量較多，越往沉淀池出口方向，泥量越少，這樣，在進(jìn)水方向段，可以使刮泥橋刮泥的次數(shù)增加，在出水方向段，可以減少刮泥次數(shù)。即:第一種模式運(yùn)行次數(shù)最多，第二種模式運(yùn)行次數(shù)次之，第三種模式運(yùn)行次數(shù)最少。刮泥機(jī)在排水泵站污水水位過高出現(xiàn)報警時禁止自動開啟。
2.3濾池分站
該分站包含:24組濾池，反沖洗泵房，排水泵房的控制和監(jiān)測。
監(jiān)測范圍:濾池水位，濾水閥門的開啟度，反沖洗水位，反沖洗壓力，反沖洗泵狀態(tài)，排水水位，排水壓力，排水泵及各閥門的狀態(tài)等。
2.4自動控制
1)濾池:按恒水位濾水，當(dāng)水位高于上限時，調(diào)節(jié)打開濾水閥門，當(dāng)水位低于下限時，調(diào)節(jié)關(guān)閉濾水閥門。
2)反沖洗泵房:①定時反沖洗:根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置合適的定時時間，PLC將根據(jù)每組濾池的申請時間進(jìn)行排隊(duì)，PLC將自動關(guān)閉濾池進(jìn)水閥和濾水閥，再打開反沖洗閥和排水閥進(jìn)行反沖洗，每次反沖洗一組濾池，按照排隊(duì)順序依次進(jìn)行沖洗，先排先沖洗，后排后沖洗。②按閥位開啟度自動反沖洗:濾池濾水閥門的開啟度間接反映了濾池需要反沖洗的要求程度，因?yàn)闉V池按恒水位過濾，當(dāng)濾水閥門的開啟度越大，說明濾料越臟，則濾池需要反沖洗的要求越大。我們可以根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，在PLC中設(shè)置一定的開啟度(如70%)，當(dāng)濾水閥門達(dá)到該開啟度時，則該組濾池就提出反沖洗申請，然后進(jìn)行自動反沖洗。③強(qiáng)制反沖洗:根據(jù)現(xiàn)場需要，如果想對任何一組濾池隨時進(jìn)行反沖洗時，只要在PLC的操作面板或控制室中對該組濾池輸入反沖洗的命令，然后PLC將按照操作程序自動進(jìn)行反沖洗。
3)排水泵房:根據(jù)排水水位控制排水泵的開停以及運(yùn)行臺數(shù)。根據(jù)設(shè)計(jì)和實(shí)際運(yùn)行情況可以設(shè)定一個排水泵運(yùn)行水位范圍，在這個范圍內(nèi)分設(shè)幾臺污水泵的開啟和停止水位值，PLC通過這些水位值來自動控制排水泵的運(yùn)行。
2.5加氯間分站
監(jiān)測范圍:濾后水流量，濾后水余氯值、壓力計(jì)，氯瓶重量，泄氯報警及各設(shè)備狀態(tài)等。
2.6自動控制
1)加氯:以濾后水流量為前饋量(比例環(huán)節(jié))、濾后水余氯為反饋量組成閉環(huán)系統(tǒng)，根據(jù)工藝需要的余氯設(shè)定值，輸出4-20mA電流控制加氯機(jī)進(jìn)行投加，有效地保證后加氯系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，較好地適應(yīng)水量和水質(zhì)的變化，達(dá)到消毒的效果。
2)中和裝置:加氯間裝有泄氯報警裝置，當(dāng)泄氯報警探頭檢測出加氯間的氯氣含量超過允許的范圍后，將發(fā)出聲音報警，并將報警信號送至PLC，由PLC自動啟動中和裝置，降低加氯間的氯氣含量，確保人員安全和降低環(huán)境污染。
3)氯氣瓶的切換:加氯間有兩組氯氣瓶，一用一備，相互切換，當(dāng)氯瓶的重量過低時，系統(tǒng)會發(fā)出報警，提醒工作人員進(jìn)行更換，此時該組氯瓶的氣壓將會降至很低，PLC自動將切換閥開到另外一組氯瓶進(jìn)行加氯。
2.7送水泵房分站
該分站負(fù)責(zé)水泵和閥門的監(jiān)測和控制，出廠水質(zhì)和變配電系統(tǒng)等設(shè)備的監(jiān)測，并通過RTU與取水泵房分站進(jìn)行通訊。
檢測范圍:出廠水瞬時流量，累積流量，余氯，出廠水壓力，清水池水位，PH值+溫度，交流電壓、交流電流、電量等。
自動控制:由“管網(wǎng)壓力信號(由壓力傳感器所測―控制器―變頻器―水泵機(jī)組)”構(gòu)成一個閉環(huán)系統(tǒng)。當(dāng)管網(wǎng)壓力低于壓力設(shè)定值時，PLC將自動調(diào)增水泵速度或增加水泵臺數(shù)，以增加供水量和壓力。當(dāng)管網(wǎng)壓力高于壓力設(shè)定值時，PLC將自動降低水泵速度或減少水泵臺數(shù)，以減少供水量和降低壓力。
