项目概述：
某自来水厂现有一期工程规模为10万m3/d，自控系统建设成为满足无人值守运行模式，不小于72小时无人干预下能够正常运行生产。出厂水质、水压、水量符合指标,设备正常运行的稳定、可靠、安全、节能环保、自动化水平领先的自来水厂自动化系统，自控系统是具备智能化生产过程控制和生产信息管理、储存功能的综合自动化系统。
控制系统由中控室计算机、现场控制站、现场仪表及执行机构组成，网络采用多层结构，从上而下分为管理层、控制层和现场设备层。根据自来水厂设备分散、站点较多的特点，控制站设计5个分站，其中核心控制站采用处理器热备冗余配置，6个站采用冗余环形工业以太网进行连接，SCADA系统采用冗余服务器+客户端的数据结构设计。
华东工控作为一家专业从事自动化控制的工控公司，依据净水厂的应用环境，为客户提供含全厂自动化深化设计、设备采购、制造、系统集成、软件编制、系统调试（单元调试和系统联调）、人员培训、试运行、售后等综合服务。
◆自动控制系统的主要控制对象： ◆（1）根据水厂清水池液位变化数据，控制水泵启停。水厂进水总管电动闸阀及清水池进水管电动蝶阀与水泵联动。 ◆（2）采集进水管流量、浊度和PH信号；能在上位机远程点动搅拌机的启停及配水井后电动闸阀的启停并检测故障、手/自动、运行信号。 ◆（3）采集浊度、pH信号，检测沉淀池水质；采集泥位信号，可根据泥位信号人工手动控制排泥管道阀门及相关设备。 ◆（4）监测滤池各阀门工作状态，控制不同模式下阀门的开闭。 ◆（5）在正常过滤时，打开进水管阀门和出水管阀门，关闭反冲洗进水管阀门和反冲洗排水管阀门； ◆（6）在反冲洗状态时，关闭进水管阀门和出水管阀门，打开反冲洗进水管和排水管阀门。
◆控制滤池的反冲洗有以下模式供选择： ◆（1）根据设定的时间周期进行反冲洗； ◆（2） 滤池液位高于设定值时进行反冲洗； ◆（3） 清水池出水管浊度高于设定值时进行反冲洗； ◆（4）清水池及出水管：采集浊度信号；采集余氯数值；采集PH值；能在上位机远程控制清水池总进水管阀门的开闭；反冲洗水泵管道处电动蝶阀的开闭与反冲洗水泵的启停联动；加压出水管及自流出水管处安装电磁流量计，统计出水水量。 ◆（5）自控设备应具有RS485(Modbus协议通信)或以太网接口，与厂区自控系统通信。 ◆（6）采集污泥提升井液位信号，检测潜水泵运行状态及故障报警，控制潜水泵启停：若液位高于一定值时水泵开启,若液位低于一定值时水泵关闭。 ◆（7）采集污泥浓缩池液位信号，检测桨叶式搅拌机运行状态及故障报警。在污泥浓缩池出水管处安装污泥浓度仪监测污泥浓度。 ◆（8）采集污泥浓度和污泥平衡池的液位，根据液位控制污泥平衡池潜水搅拌机启停。监测潜水搅拌机的工作状态和故障信号。 ◆（9）监测脱水系统的运行状态及故障报警。可以远程控制脱水系统的启停。
◆控制功能： ◆系统具有人机界面接口，生产过程顺序控制，设备联锁保护，优化寿命控制，自动调节，数据统计、累积、分析等基本控制功能和视频监控、安防功能办公管理功能。 ◆下面分节介绍自来水厂生产过程工艺系统控制功能： ◆ 取水泵控制功能 ： 取水泵房机组根据调度指令实现机组开停的一步化操作，水泵、阀门的联动，变频电机PID调节，水泵优选运行，排水泵根据水位自动运行，泵机故障保护及报警、设备维护提示等控制功能；原水水质参数的采集，通过现场总线对进线电流、电压、电度、功率因数、水泵电机电流、有功功率、电度的采集等。 ◆ 沉淀池控制功能：反应沉淀主要控制功能有沉淀池自动搅拌和絮凝加药，吸泥机自动爬行、吸泥控制，池底排泥阀自动周期排泥，吸泥机子站PLC与主站无线AP设备方式通讯实现联动等。 ◆V型滤池控制功能：V型滤池的控制是自来水厂工艺过程控制中较难控制的部分，控制策略的优劣直接影响净水自动化工艺过程效果，主要控制功能有：V型滤池水位调节控制（出水阀PID调节）；V型滤池顺控过程控制；滤池滤格的冲洗排队，协调滤格反冲洗；设备及电气参数的采集等。 ◆加药间控制功能：加药控制是自来水厂工艺过程的关键之一，直接影响水质和生产安全，其控制功能总的说主要有三方面，包括计量泵自动加矾调节控制，配矾（稀释）系统的配矾过程的控制，加氯机投加功能的控制（滤前、后）。 ◆脱水机房控制功能：脱水机房内的脱水系统配套提供控制PLC独立完成脱水系统内的脱水机系统及PAM加注系统的监控，通过通讯接入控制系统，控制系统给脱水机启停信号。另外控制系统完成回用水泵、排泥泵、污泥平衡池搅拌机等设备的简单控制。 ◆二级泵房控制功能：二级泵房机主要控制和取水泵房相似，主要完成组根据调度指令通过程序实现机组开停的一步化操作，其中包括水泵、阀门、真空形成装置的联动和设定压力供水变频PID调节等功能；出厂水水质参数的采集及和环保局通讯接口，高、低压开关柜上综合保护单元采集的信号等。 ◆关键性突出功能：控制系统是根据自来水厂工艺量身打造的自控产品，实现了自来水处理过程的自动化管理与控制，系统具有以下突出功能↓↓↓ ◆（1）大联动的实现：随着设备的改进和自控技术的提高，自来水厂已经实现了“小联动”，即系统自动加药、自动排泥、自动过滤、排水泵自动启停、定压自动变频调节等局部系统的全自动运行功能。但要实现全厂全自动运行就需要把各个环节联系起来，实现全厂“大联动”。要实现“大联动”需要解决取水泵给水量和供水量动态平衡的问题，这个问题解决了“大联动”就解决了。我们通过对自来水厂工艺的分析和研究，利用出水泵给水流量值和集水井液位值计算出取水泵的出力，成功解决了这个问题，实现了系统的全厂全自动运行。 ◆（2）电机检修提醒：根据水泵、鼓风机等电机设备使用说明，通过对电机使用时间的累计、电机温度异常、电气三相不平衡等异常状态分析，尽量做到在设备损坏前或维修期前提前通知维护人员进行检修和维护，节省了维修成本和维护成本。 ◆（3）运行参数记忆性：自来水厂出水压力往往需要根据运行人员经验按时段设置出水压力，出水泵根据设置的时段压力进行恒压调节出水。控制系统具有记忆功能，对操作人员运行参数进行分析、提炼，根据工艺要求，可以自动确定不同时段的出水压力目标值，避免了长期繁琐无聊的压力设置。
