一體化凈水設(shè)備自控系統(tǒng)詳解

一、自控系統(tǒng)設(shè)計說明

1、概述

檢測儀表根據(jù)本工程水處理工藝流程和計算機測控管理系統(tǒng)的要求配置。儀表的選型應(yīng)滿足被測對象的性質(zhì)和環(huán)境條件、測量范圍及精度、防護等級等要求。

2、儀表配置

本次工程為新建工程，在工藝處理基礎(chǔ)上需配置用于測量工藝控制儀表，具體如下所示：

2.1一級泵房

調(diào)節(jié)池配置液位傳感器，超聲波無接觸測量方式， AC220V供電電源，四線制，量程：0-8M，4-20MA變送輸出，儀表含有RS485 通訊接口，支持MODBUS RTU 通訊協(xié)議，信號傳輸至一級泵房PLC系統(tǒng)，并與水廠進水控制井電動閥門聯(lián)動控制；該信號由一級泵房PLC傳輸中控室。

工作泵與備用泵交替運行。變頻控制水泵流量及揚程，加壓水泵出口壓力在線顯示，出水流量儀表在線顯示，集水坑潛污泵通過液位計自動控制啟停，高水位報警，必須具備 RS485 MODBUS RTU 通訊協(xié)議。

水廠進水控制井設(shè)電動閥1臺。

2.1凈水車間：

一體化凈水設(shè)備液位、反洗水箱液位、流量、進水流量，進水PH，進水濁度，出水流量，出水PH，出水濁度，出水余氯，變頻器通訊模塊，用于PLC采集變頻運行狀態(tài)信息。

觸摸屏，用于監(jiān)視現(xiàn)場設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，以及水廠清水池液位等相關(guān)數(shù)據(jù)。

PLC控制系統(tǒng) 1 套；

加藥間加藥需要自動化控制，投藥量能夠通過設(shè)定值與采集的進水口流量進行PID自動調(diào)節(jié)，消毒采用電解法次氯酸鈉發(fā)生器，消毒間設(shè)置有害氣體報警傳感器及警號，消毒間排風(fēng)系統(tǒng)能夠自動和現(xiàn)場手動運行。

設(shè)備運行信號通過總線通訊方式與后臺控制系統(tǒng)對接。

2.2二級提升泵房：

變頻控制水泵流量及揚程。加壓泵出口壓力、集污坑液位、在線式濁度、在線式余氯、出口流量，其中濁度、余氯、流量儀表必須具備 RS485 MODBUS RTU 通訊協(xié)議（出口流量在線流量計在二級泵房外出水檢測井內(nèi)）。

在線監(jiān)測濁度，流通式，帶自動吹掃功能，AC220V供電電源，四線制，量程：0-100NTU，4-20MA變送輸出，儀表含有RS485 通訊接口，支持MODBUS RTU 通訊協(xié)議，信號傳輸至二級泵房PLC系統(tǒng)；該信號由二級泵房PLC傳輸中控室。

余氯檢測傳感器，流通式，包括PH值檢測和溫度檢測。AC220V供電電源，四線制，量程：0-20.00Mg/L，PH:0-144-20MA變送輸出，儀表含有RS485 通訊接口，支持MODBUS RTU 通訊協(xié)議，信號傳輸至二級泵房PLC系統(tǒng)，該信號由二級泵房PLC傳輸中控室。

2.3清水池：

配置液位傳感器，超聲波無接觸測量方式，每池各一個， AC220V供電電源，四線制，量程：0-8M，4-20MA變送輸出，儀表含有RS485 通訊接口，支持MODBUS RTU 通訊協(xié)議，信號傳輸至二級泵房PLC系統(tǒng)，并與凈水車間一體化凈水處理設(shè)備聯(lián)動控制；該信號由二級泵房PLC傳輸中控室

3、儀表配電及防雷

本工程儀表電源由各自控系統(tǒng)供給，二線制、四線制儀表由PLC（或I/O）柜內(nèi)24V電源模塊供電。所有現(xiàn)場安裝的在線儀表應(yīng)配置完善的電源及信號防雷設(shè)施，所有儀表的外殼均應(yīng)可靠接地，接地電阻≤4Ω。儀表信號電纜的屏蔽層應(yīng)在PLC分站側(cè)可靠接地。所有室外儀表均用儀表保護箱提供保護，防護等級為IP65，室內(nèi)儀表根據(jù)實際情況安裝儀表保護箱。

4、儀表電纜敷設(shè)

室內(nèi)電纜沿室內(nèi)電纜溝和橋架敷設(shè)，出溝（或橋架）部分穿鋼管暗敷。室外電纜、光纜沿廠區(qū)電纜管道敷設(shè)，出電纜管道后穿鋼管保護。在電纜管道內(nèi)強、弱電電纜分管敷設(shè)。為提高儀表輸出信號的抗干擾能力, 儀表的輸出信號線選用屏蔽電纜, 電纜的屏蔽層應(yīng)可靠接地。 工藝量檢測儀表布置于現(xiàn)場靠近檢測點處, 安裝在露天的顯示變送儀表裝于儀表保護箱內(nèi)或者建筑物屋檐下側(cè)靠墻安裝。

二、自動控制

1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本工程自控系統(tǒng)分為三個層次，即設(shè)備層、控制層和管理層。

(1)設(shè)備層

凈水車間：低壓進線柜、變頻柜、UPS、PLC 柜、電動閥、流量計、以及現(xiàn)場儀表。

二級加壓泵房：低壓進線柜、變頻柜、電動閥、流量計、以及現(xiàn)場儀表。

高低壓配電室：設(shè)備層由各種智能測控單元（帶標準RS485 MODBUS RTU 總線接口）組成，包括低壓配電系統(tǒng)的電量檢測以及 RS485 MODBUS RTU 網(wǎng)絡(luò)儀表、總線型在線儀表、PLC 子站等。

消毒間：由一體化凈水設(shè)備廠家提供，要求成套廠家提供基于工業(yè)以太網(wǎng)通訊接口，通訊協(xié)議配套凈水車間PLC系統(tǒng)的通訊協(xié)議。

(2)控制層

本工程控制層由 1 個PLC現(xiàn)場控制站構(gòu)成，其中：

PLC主站由 PLC及 PLC 柜、人機界面（HMI）和控制系統(tǒng)動力配電柜（內(nèi)含UPS）等組成?？刂茀^(qū)域為整個水廠。

一級提升泵房及二級提升泵房，敷設(shè)信號線至凈水車間PLC柜，通訊接口采用RJ45接口；通訊線路：PLC 以太網(wǎng)口---工業(yè)以太網(wǎng)線---至中控室光纖---中控室。

水廠消毒間 PLC 子站，自成一套系統(tǒng)，并根據(jù)二次加壓泵房發(fā)送來的余氯自動調(diào)節(jié)加藥量。

(3)管理層

生產(chǎn)管理層設(shè)置于凈水廠中控室，監(jiān)控設(shè)備有操作員站、工程師站，所有PLC主站、子站單模光口匯集到中空室機柜 ODF 機架，站與站之間干線光纖從中控室 ODF 機架用單模尾纖跳線連接。16個快速以太網(wǎng)接口工業(yè)交換機、網(wǎng)絡(luò)激光彩色打印機及UPS等。本系統(tǒng)具有安全級別管理功能，在不同權(quán)限的授權(quán)下，操作員站、工程師站均可作為監(jiān)控主機，對系統(tǒng)進行操作，優(yōu)先級別由高到低依次為工程師站、操作員站。一般情況下在操作員站上實現(xiàn)工藝過程的全程監(jiān)控。

另外，通過工業(yè)交換機的網(wǎng)絡(luò)接口，可以實現(xiàn)控制中心和各 PLC 站的數(shù)據(jù)通訊。

2、系統(tǒng)功能

本工程中的動力設(shè)備控制分為手動和自控兩種方式。

手動方式，設(shè)備操作通過現(xiàn)場操作箱開關(guān)、按鈕、指示燈來完成。

在自控模式下有二種實現(xiàn)方式，現(xiàn)場集中控制和自動控制。

處于自控模式時，工藝參數(shù)在中控上位機可設(shè)置。

現(xiàn)場集中控制時由現(xiàn)場 PLC 以及 HMI 對所控區(qū)域以及相關(guān)區(qū)域控制對象進行控制。

自動控制則由中控室，對所有區(qū)域的設(shè)備運轉(zhuǎn)狀態(tài)進行監(jiān)視，并可對允許遠程操作的設(shè)備進行啟?？刂?。

自動控制時自控系統(tǒng)根據(jù)各工藝參數(shù)檢測值和狀態(tài)，控制設(shè)備按照預(yù)定控制程序自動運行。二種控制方式可在現(xiàn)場測控終端操作員面板和控制室主機上根據(jù)不同的優(yōu)先級進行轉(zhuǎn)換，以滿足實際工作中調(diào)試、檢修和自動運行的需要。

各控制設(shè)備之間相對獨立運行?，F(xiàn)場控制 PLC 分站、設(shè)備控制單元出現(xiàn)故障時將自動退出，并通知上位機，最大限度不影響整個系統(tǒng)正常運行。

三、其他

1、消毒間自控系統(tǒng)由設(shè)備廠家配合安裝，接入中央控制系統(tǒng)。

2、其他未說明之處，依據(jù)相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。

四、一體化凈水設(shè)備自控圖紙

以下是自來水廠一體化凈水設(shè)備的相關(guān)自控圖紙，供大家下載參考使用！此圖紙來源于網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)一體化凈水設(shè)備廠家修正，僅供參考！

自來水廠一體化凈水設(shè)備自控圖紙.dwg-165055255255.PDF

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