水廠自動化工程完整介紹(PPT32頁)

1、威遠縣糧豐水廠綜合自動化系統(tǒng)成都賽深科技有限責(zé)任公司設(shè)計施工 糧豐自來水廠建設(shè)工程是威遠縣的重點工程之一，位于威遠城外兩公里涼風(fēng)坳。工程建設(shè)一期供水2.5萬噸/日，二期供水5萬噸/日。系統(tǒng)總共分為安防系統(tǒng)、自控系統(tǒng)及中控室三部分。其中,自控系統(tǒng)主要分為加氯加藥系統(tǒng)、濾池系統(tǒng)、泵房系統(tǒng)三部分，分別采用PROFIBUS與中控室通訊，系統(tǒng)采用變頻變壓變流控制，根據(jù)流量的變化采用專用算法自動選擇合適泵型變頻供水確保出廠壓力，自動彌補因為流量變化而產(chǎn)生的壓力管道損失，真正確保用戶終端壓力恒定，真正做到根據(jù)用戶的用水情況自動優(yōu)質(zhì)供水。將生產(chǎn)成本降至最低。 安防系統(tǒng)主要包含廠區(qū)攝像頭及附屬云臺，和周圍圍墻的

2、紅外周界，并在中控室集中顯示和控制。中控室作為整個廠區(qū)的核心和大腦，集中控制顯示整個廠區(qū)的所有設(shè)備運行情況，具有以下功能：一、直觀顯示所有設(shè)備運行狀況；二、所有設(shè)備的遠程控制和監(jiān)視；三，整個廠區(qū)數(shù)據(jù)的記錄；四、所有安防設(shè)備的顯示控制和記錄；五、提供良好的人機界面，以利于業(yè)主根據(jù)實際情況做修改，確保整個系統(tǒng)的最佳運行狀態(tài)。六、提供各種聲音報警，以確保操作員注意。水廠概況 綜合自動化管理、控制系統(tǒng)采用一套西門子S7-DP過程控制系統(tǒng)（PLC控制器加上通訊設(shè)備組件），過程檢測儀表采用標(biāo)準(zhǔn)儀表、420mA DC信號。通過S7-DP網(wǎng)，分別實現(xiàn)對各設(shè)備的集中管理與分散控制。S7-DP是一種適合數(shù)據(jù)采集、

3、設(shè)備控制、網(wǎng)絡(luò)通訊的應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的系統(tǒng)，具有很高的性價比。本系統(tǒng)主要由上位計算機、PLC和現(xiàn)場儀表、設(shè)備組成。上位機對系統(tǒng)進行管理和監(jiān)督，實現(xiàn)系統(tǒng)的在線檢測，統(tǒng)計，圖形顯示，報警和打印，在線修改系統(tǒng)各分部的控制參數(shù)。通過DP的聯(lián)結(jié)，S7-300 作為主控制器并通訊主站實現(xiàn)人機交互、通過DP實現(xiàn)與現(xiàn)場設(shè)備的同步運行，根據(jù)實際的測控點位配以相應(yīng)的I/O模塊。以DP構(gòu)成生產(chǎn)現(xiàn)場的通訊網(wǎng)絡(luò)，組成一個功能完善、高效率的DCS系統(tǒng)，實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的實時數(shù)據(jù)采集和自動控制，傳送分布于各處的工藝參數(shù)至中央控制室，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中管理、監(jiān)視。在確保生產(chǎn)正常穩(wěn)定運行的同時，進一步促進生產(chǎn)效率的提高，降低運行成本

4、，提高供水質(zhì)量。根據(jù)工藝要求與設(shè)備分布，并充分結(jié)合現(xiàn)代控制技術(shù)，在保證系統(tǒng)合理的性價比的基礎(chǔ)上應(yīng)充分考慮系統(tǒng)的先進性、可擴展性，為今后用戶改造與擴建提供空間和技術(shù)上的保證，使用戶的投資能得到長期保障。網(wǎng)絡(luò)化的控制系統(tǒng)DP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)向用戶提供了如下好處：簡化施工而降低成本對任何應(yīng)用，配置方便簡單、快速的起動生產(chǎn)中的高度靈活性可靠和確實的診斷數(shù)據(jù)可靠的數(shù)字傳輸技術(shù) S7-300的CP專用通訊模塊早已用固件（Hardware and Software）的方式實現(xiàn)通訊功能，它減輕了數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）的負擔(dān)，如數(shù)據(jù)流控制，成組等通訊任務(wù)，為工業(yè)現(xiàn)場的快速數(shù)據(jù)通訊提供了基礎(chǔ)。 本系統(tǒng)以WINCC為控制軟

5、件開發(fā)平臺，其強大的功能能充分表達各種復(fù)雜的工藝要求，靈活方便的管理不同的控制器之間的數(shù)據(jù)交流。WINCC能夠編制豐富細膩的人機界面，其C語言的腳本編輯為應(yīng)用軟件的二次開發(fā)提供了更大的空間和豐富的功能支持,具有豐富的數(shù)據(jù)處理能力。 電視墻莊重氣派，整個中央控制室簡潔、大方可自由操作的監(jiān)控畫面 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備選用國外先進的監(jiān)控產(chǎn)品，并應(yīng)具有標(biāo)準(zhǔn)化、高性能、高可靠性、可擴展性、安全性、安裝操作維護簡單、智能化網(wǎng)絡(luò)管理的特點。監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的主要目的是實現(xiàn)整個水廠重點區(qū)域的實時監(jiān)控功能，并根據(jù)用戶的要求力求做到經(jīng)濟、可靠、合理、先進。在日常運作中，電視監(jiān)控系統(tǒng)是企業(yè)現(xiàn)代化管理必不可少的手段之一，它像一雙

6、雙永不疲倦的眼睛忠實地監(jiān)視著整個受控區(qū)域，為管理人員送去重要的圖像信息資料。避免人為的失誤和破壞。 本自動控制系統(tǒng)對水廠內(nèi)的送水泵房系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)和與加氯系統(tǒng)通訊、氣水濾池實施獨立的運行控制。每套系統(tǒng)設(shè)置一套基于可編程序邏輯控制器（PLC）的控制站，在中央控制室建立一套統(tǒng)一的過程監(jiān)控HMI并為水廠配備一套電視監(jiān)控和紅外周界系統(tǒng)。 電視電控系統(tǒng)由一臺工控機統(tǒng)一管理，自動化系統(tǒng)則由兩臺軟件配置一樣的兩臺工控機并立運行，提高可靠性。即可熱備也可后備。 一體化球形攝像機采用旋轉(zhuǎn)球配置，內(nèi)置1/4”彩色CCD，水平分辨率為470線，低照度為0.01Lux，內(nèi)置28倍光學(xué)變焦鏡頭，可0355水平，090向

7、下連續(xù)無盲點監(jiān)視，通過變焦，最遠可視距離不小于200m，RS485通訊，64個預(yù)置點，云臺內(nèi)置解碼器支持Pelco-P協(xié)議。設(shè)備為智能型，集攝像機、變焦鏡頭、云臺、解碼器于一體的設(shè)備。控制系統(tǒng)的過程監(jiān)控HMI（2臺式工業(yè)PC）1、過程監(jiān)控HMI的主要功能有：過程數(shù)據(jù)處理，報表生 成(屏幕顯示)，過程顯示，過程的指令界面 2、過程監(jiān)控HMI的數(shù)據(jù)處理功能包括以下內(nèi)容：過程變 量的歷史趨勢初級信號的處理，例如：狀態(tài)信息(開/ 停、開/關(guān)等)，報警信號和擾動信號模擬變量監(jiān)視3、報表生成功能提供如下功能：日報表、月報表、年報 表、報警4、過程顯示功能提供如下內(nèi)容：動態(tài)的流程畫面、歷史 數(shù)據(jù)的顯示、實時

8、趨勢顯示、信息的顯示5、指令由操作員輸入并具有以下功能：控制系統(tǒng)的設(shè)定 點、啟停設(shè)備、故障/錯誤和干擾信息的確認6、系統(tǒng)提供密碼功能，具有不同的權(quán)限功能。送水泵房系統(tǒng)概述 送水泵房是自來水廠最重要的設(shè)備，也是能耗最高的地方。先進、合理、可靠的系統(tǒng)設(shè)計可保證安全、正常的生產(chǎn)過程，和最佳的經(jīng)濟效益。 送水泵房包括5臺水泵及配套的出水電動蝶閥（2臺90KW、2臺75KW、1臺75KW），由1臺90KW的變頻器和1臺軟啟動器帶動實現(xiàn)變流變壓組合投切、從而滿足用戶末端的恒壓供水。該系統(tǒng)是水廠系統(tǒng)構(gòu)成的主要部分，送水泵消耗的電能占生產(chǎn)成本的很大比例，因此精心配置送水設(shè)備、設(shè)計合理有效的控制策略是十分必要的

9、。本系統(tǒng)設(shè)置一個PLC站并作為控制中心站與中央控制室連接。為了提高系統(tǒng)的可靠性，本PLC站采用了雙控制器模式。S3-300 控制器是一種適合于大中型自動化系統(tǒng)的西門子產(chǎn)品，其杰出的性能完全勝任了變流變壓供水系統(tǒng)的要求。同時系統(tǒng)提供了一套S7-200控制器作為后備，當(dāng)主控制系統(tǒng)故障時，通過人工干預(yù)S7-200系統(tǒng)，保證正常供水。 水是人們生活的基本需求，提供優(yōu)質(zhì)的生活用水關(guān)系到人民的身體健康，是一個必須高度重視的問題。隨著市場經(jīng)濟的深化,自來水公司不僅要滿足人們的用水要求，而且必須充分考慮企業(yè)自身的利益，因此，為企業(yè)建立優(yōu)質(zhì)、高效、合理的管理體系，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益是十分必要的。利用自動化控制技

10、術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)化管理功能對水廠進行現(xiàn)代化改造，是實現(xiàn)這一目的的物質(zhì)前提。一般的自來水廠都采用多個PLC控制站檢測完成前端的檢測與控制，通過各種形式的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)同中央控制室連接起來，完成對水處理的綜合控制管理。主要監(jiān)測的參數(shù)有:入出廠水流量、管網(wǎng)供水壓力、水位、原水和清水濁度、聯(lián)絡(luò)自動加氯和自動加藥系統(tǒng)、余氯、PH值等，也可以根據(jù)用戶的要求監(jiān)測其他參數(shù)。雙母線控制結(jié)構(gòu)是變流變壓多組合技術(shù)平穩(wěn)實現(xiàn)的前提 由于送水泵的功率等級具有階梯搭配，保證在實現(xiàn)恒壓供水的的過程中，供水功率的投加或切除時變化梯度盡可能地小，從而保證供水壓力盡可能地平穩(wěn)，同時避免過功率投加引起泵閥頻繁切換從而造成能量損失和機械磨損。

11、我們在送水系統(tǒng)中配置了一臺軟啟動器，這樣，軟啟動器即可以與變頻器配合工作，減少變頻器的起停次數(shù)、減少電動閥門的開關(guān)次數(shù)，延長設(shè)備的壽命，當(dāng)變頻起器故障時，軟啟動也可以作為一種后備措施保證供水。 當(dāng)系統(tǒng)需要投加工頻泵時，通過軟起母線直接啟動，不影響變頻泵的正常工作，避免電動閥門配合水泵工作的反復(fù)開關(guān)過程。 如果用戶條件允許，我們可以使用兩臺變頻器、采用三母線結(jié)構(gòu)保證投入設(shè)備和退出設(shè)備以線性進退的方式完成切換，三母線制可保證系統(tǒng)自動故障或變頻器故障后，能夠通過軟啟動母線任意啟動水泵。 本系統(tǒng)的水泵空氣開關(guān)都自帶聯(lián)鎖觸點，一旦拉下空氣開關(guān)，將在電氣上把此泵與系統(tǒng)隔離并通知PLC此泵脫離系統(tǒng)，確保設(shè)備

12、檢修安全。系統(tǒng)安全的各種保障措施-操作安全重要參數(shù)的修改必須有授權(quán)許可 送水泵房發(fā)生嚴重故障時，在中央控制室可以遠程屏蔽系統(tǒng)的自動運行功能，防止事故擴展。操作的二次選擇性則防止誤操作。可選擇的變流變壓控制方式和自動恒壓控制方式增強了系統(tǒng)的可用性。系統(tǒng)安全的各種保障措施-控制策略除保證完整的工藝目的實現(xiàn)外，控制程序還涵蓋完備的故障處理機制和故障提示功能。 一旦變頻器故障，系統(tǒng)自動退出“自動運行”狀態(tài)，并鎖定故障信息（即使故障消失），防止系統(tǒng)震蕩。排除故障后，必須按復(fù)位按鈕才能恢復(fù)自動，保證萬無一失。 控制程序一直監(jiān)視每臺水泵的狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障（包括熱過載、人為拉斷對應(yīng)的空氣開關(guān)、對應(yīng)的電動

13、閥故障），系統(tǒng)自動把故障水泵解列并給出報警信息。如果此設(shè)備本身沒有運行，系統(tǒng)不再試圖啟動它，如果設(shè)備正在運行則立即停止它。故障解除后從新入列等待控制程序的指令。系統(tǒng)安全的各種保障措施-防雷和接地 閃電是自然界強大的脈沖放電現(xiàn)象。地球上每天約有800萬次云對地的閃電，平均每秒鐘有100次。它已成為十大自然災(zāi)害之一，給人類帶來巨大的損失。 除用戶供電系統(tǒng)本身已有的防雷措施，為了保證控制系統(tǒng)的安全，增設(shè)了專門的弱電接地裝置、信號防雷模塊，增強弱電信號傳輸?shù)陌踩?。添加了降阻劑的專用接地裝置 S7-300是SIMATIC控制器中銷售量最多的產(chǎn)品，它已成功地用于范圍廣泛的自動化領(lǐng)域。S7-300 的重點

14、在于為生產(chǎn)制造工程中的系統(tǒng)解決方案提供一個通用的自動化平臺。這就是說，S7-300 是用于集中式或分布式結(jié)構(gòu)的優(yōu)化解決方案。堅持不懈的創(chuàng)新和改革使S7-300這個廣泛應(yīng)用的自動化平臺能持續(xù)不斷的升值。 如果用戶的自控系統(tǒng)任務(wù)需要多于8 個信號模塊或通訊處理器模塊時，則可以擴展S7-300 機架 在4 個機架上最多可安裝32 個模塊，最多3個擴展機架(ER) 可以接到中央機架(CR) 上每個機架(CR/ER)可以插入8個模塊 通過接口模塊連接每個機架上(CR/ER)都有它自己的接口模塊。它總是插在CPU旁邊的槽內(nèi)，負責(zé)與其他擴展機架自動地進行通訊。通過IM365 擴展可擴展1 個機架，最長1 米

15、，電源也是由此擴展提供。通過IM360/361 擴展可擴展3 個機架，中央機架(CR)到擴展機架(ER)及擴展機架之間的距離最大為10 米。 獨立安裝，每個機架可以距離其他機架很遠進行安裝，兩個機架間(主機架與擴展機架，擴展機架與擴展機架)的距離最長為10米。 靈活布置，機架(CR/ER) 可以根據(jù)最佳布局需要，水平或垂直安裝。 S7-300主系統(tǒng)具有很強的擴展能力 適應(yīng)用戶不斷增長的需要 CPU315-2DP是具有中到大容量程序存貯器和PROFIBUS-DP主/從接口的PLC-CPU,它適用于包括分布式及集中式I/O的任務(wù)中，64K程序存儲容量、字操作速度0.2uS、中央機可集中管理3276

16、7點DI/O和2048點AI/O、通過DP可管理32767點DI/O和2048點AI/O（每個DP從站I/O映像能力244字節(jié)）。5V供電。 西門子產(chǎn)品強大的通訊能力，使得不僅泵房主站能按需要進行擴展，還能夠通過總線連接，擴充近百個子系統(tǒng)，完全滿足一個中型企業(yè)的需要。 S7-300 通過通訊處理器，或通過集成在CPU 上的PROFIBUS-DP 接口連接到PROFIBUS-DP 網(wǎng)絡(luò)上。帶有PROFIBUS-DP 主站/從站接口的CPU 能夠?qū)崿F(xiàn)高速的、用戶方便的分布式自動化組態(tài)。通過PROFIBUS-DP 分布式I/O 就像處理集中的I/O 一樣，具有相同的組態(tài)、地址和編程。下列設(shè)備可以作為

17、主站： SIMATIC S7-300(通過帶PROFIBUS-DP接口CPU或通過 PROFIBUS-DP)下列設(shè)備可以作為從站： 通過CP342-5 的S7-300 CPU315-2 DP， ET200B/L/M/S/X分布式I/O設(shè)備 S7-200 PLC 雖然帶有STEP7 的編程器/PC 或OP 在總線中是作為主站，但它們只使用部分通過 PROFIBUSDP運行的MPI 功能。 S7-300的CP專用通訊模塊早已用固件（Hardware and Software）的方式實現(xiàn)通訊功能，它減輕了數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）的負擔(dān)，如數(shù)據(jù)流控制，成組等通訊任務(wù)，為工業(yè)現(xiàn)場的快速數(shù)據(jù)通訊提供了基礎(chǔ)。

18、CP5611 DP卡 用于把PC機連接到PROFIBUS總線或者S7的MPI口，符合如下通訊：有SOFTNET-DP的類型1 PROFIBUS DP主站；包括有SOFTNET-DP的非循環(huán)DP擴展在內(nèi)的類型2 PROFIBUS DP主站；有SOFTNET-DP從站的PROFIBUS DP從站；PG/OP通訊；有SOFTNET-S7的S7通訊；有SOFTNET-DP或SOFTNET-S7的S5兼容通訊（基于FDL接口的發(fā)送/接收）。 簡潔、快速的通訊連接 系統(tǒng)正常運行時，可以在線修改程序。下載修改了程序前后，系統(tǒng)數(shù)據(jù)完全無縫，大大地增加了系統(tǒng)的靈活性，適應(yīng)性。用戶隨時提出的工藝調(diào)整、運行模式變化

19、，在不影響正常生產(chǎn)的前提下，都可以得到滿足。模塊化的程序結(jié)構(gòu)和高級語言的引入，使程序編制可以滿足任意的工藝要求。 從工藝到算法，現(xiàn)在很簡單。高效率的編程環(huán)境 S7-200 CN 系列PLC 適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7-200 CN 系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200 CN 系列具有極高的性能/價格比。S7-200 CN 系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復(fù)雜的自動化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機床、機械、電力

20、設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護設(shè)備等等。S7-200 CN 系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面： 極高的可靠性 極豐富的指令集 易于掌握 便捷的操作 豐富的內(nèi)置集成功能 實時特性 強勁的通訊能力 豐富的擴展模塊 S7-200具有極強的通訊能力。內(nèi)部集成的PPI 接口為S7-200 CN的用戶提供了強大的通訊功能。PPI 接口物理特性為RS485，可在三種方式下工作： PPI 方式：PPI 通訊協(xié)議是西門子專為S7-200 CN 系列PLC 開發(fā)的一個通訊協(xié)議。可通過普通的兩芯屏蔽雙絞電纜進行聯(lián)網(wǎng)。波特率為9.6kbit/s ，19.2kbit/s 和187.5kbit/s 。S7-200 CN 系列CPU

21、上集成的編程口同時就是PPI 通訊聯(lián)網(wǎng)接口。 MPI 方式：S7-200 CN 可以通過內(nèi)置接口連接到MPI 網(wǎng)絡(luò)上，波特率為19.2k/187.5kbit /s。它可與S7-300/S7-400 CPU 進行通訊。S7-200 CN CPU 在MPI 網(wǎng)絡(luò)中作為從站，它們彼此間不能通訊。自由通訊口方式：自由通訊口方式是S7-200 CNPLC 的一個很有特色的功能。它使S7-200 CN PLC 可以與任何通訊協(xié)議公開的其它設(shè)備、控制器進行通訊，即S7-200 CN PLC 可以由用戶自己定義通訊協(xié)議（例如ASCII 協(xié)議）。波特率最高為38.4kbit/s（可調(diào)整）。因此使可通訊的范圍大大

22、增加，使控制系統(tǒng)配置更加靈活、方便。性能卓越的執(zhí)行設(shè)備 不僅選擇了卓越的西門子控制器，系統(tǒng)也配置了品質(zhì)不凡的ABB傳動設(shè)備，通過合理的程序控制，實現(xiàn)系統(tǒng)性能的最佳。PSS18.300 通用型系列軟啟動器，適合電機電流從18至515A應(yīng)用，并提供靈活的方案，且安裝和設(shè)置簡單。 高靈活性：兩種不同的接線方式 (內(nèi)接或外接) 可供選擇，更可配置限流功能。 容易設(shè)定：僅用三個旋旋便可在大部分應(yīng)用中設(shè)定軟起動器。 固態(tài)電路：甚至在頻繁起起和停止的應(yīng)用場合，也可確保最高的穩(wěn)定性和最大程度減少維護。 ACS510 變頻器傳動應(yīng)用于廣泛的工業(yè)領(lǐng)域，適用各類型負載。還針對風(fēng)機、水泵應(yīng)用做了特別的優(yōu)化，典型的應(yīng)用

23、包括恒壓供水，冷卻風(fēng)機，地鐵和隧道通風(fēng)機等等。完美的風(fēng)機水泵應(yīng)用高級控制盤用于降低諧波的專利技術(shù)：變感式電抗器循環(huán)軟起用戶自定義U/F曲線超越模式內(nèi)置RFI濾波器作為標(biāo)準(zhǔn)配置，適用于第一和第二環(huán)境對用戶開放的恒壓調(diào)節(jié)功能模式 通過近十年在供水行業(yè)的工程實踐，我公司自己開發(fā)了一套針對恒壓（以及我們新近實現(xiàn)的變流變壓）供水的專用PID控制算法，取得了良好的效果。 應(yīng)用于供水系統(tǒng)的變頻器都自己帶有PID控制器，象ABB這樣的產(chǎn)品，我們在工程中也驗證過其PID調(diào)節(jié)性能非常優(yōu)秀。但是好的部件不一定就能組合成優(yōu)秀的系統(tǒng)。 由于變頻器的PID是內(nèi)置的，一旦參數(shù)設(shè)定好后，對用戶是不可見的，也不能隨系統(tǒng)狀態(tài)的變

24、化而修正。我們的“用戶PID控制模型”運行于PLC之中，在工控機界面上對用戶開放。因此可以實現(xiàn)人為設(shè)定啟動初始頻率、任意指定運行頻率、加泵下限跟蹤、減泵上限跟蹤等輔助功能，以及用戶希望增加的功能。 參數(shù)自適應(yīng)則保證了調(diào)節(jié)高效 由于供水工況（用戶負荷）是隨時變化的，導(dǎo)致供水壓力會不斷變化。在不同的特性段要求的調(diào)節(jié)器性能是有差異的，我們設(shè)計了一個“參數(shù)自適應(yīng)模型”來專門滿足這一要求。變流變壓：用戶的恒壓供水！三二表決技術(shù)： 供水安全的新保證！ 在供水系統(tǒng)中，變頻恒壓供水技術(shù)已經(jīng)獲得了廣泛而成功的應(yīng)用，并取得了良好的經(jīng)濟效益。由于技術(shù)上的限制，目前主要的實現(xiàn)方案是水廠出口恒壓，這種控制方法不能補償管

25、網(wǎng)損失以及調(diào)整不同流量狀態(tài)下的管阻特性，因此在用戶末端并沒有實現(xiàn)恒壓供水，系統(tǒng)也沒有達到最好的節(jié)能降耗。為把管網(wǎng)特性對供水質(zhì)量的影響納入可控的范圍，我們在糧豐水廠（的水廠出口）實現(xiàn)變流變壓供水。實際運行的變流變壓曲線，豎紅線（流量）與橫紅線（壓力）在管網(wǎng)特性（分段彩色曲線）的交叉點即為變流變壓的撲捉點。 壓力傳感器實時地監(jiān)視著管網(wǎng)壓力，系統(tǒng)PID不斷修正變頻器的工作，確保實際壓力在線跟蹤變流變壓的撲捉點。如果傳感器出現(xiàn)誤差，在線跟蹤就不可實現(xiàn)，特別是傳感器損壞時，系統(tǒng)會錯誤地全力加壓，可能造成爆管等嚴重后果。 我們采用自主開發(fā)的三二表決模型，跟蹤變流變壓的撲捉點的浮動基，把三個壓力的平均値作為

26、表決壓力。 只要任一傳感器的測量值偏差超過指定的表決誤差，系統(tǒng)自動語音報警、準(zhǔn)確指定元件編號，提示維修人員檢查。同時系統(tǒng)自動排除故障點，采用另外兩個傳感器的平均値作為表決壓力。 如果出現(xiàn)兩個以上不能跟蹤變流變壓的撲捉點的浮動基的極端情況，系統(tǒng)采用最大值作為表決壓力，至少防止管網(wǎng)過壓。 特別容易被忽視的問題-壓力傳感器特性發(fā)生漂移時系統(tǒng)指示不是真實工作點也得到解決。 如圖“變流變壓供水系統(tǒng)分析”所示，描述了水泵的流量-揚程特性和管網(wǎng)的流量-阻抗特性。假設(shè)管網(wǎng)末端要求的水壓為機組額定揚程的60%，即機組還有40%額定揚程的可控范圍，用于克服管網(wǎng)阻抗。雖然前端恒壓控制系統(tǒng)已經(jīng)獲得了成功應(yīng)用，經(jīng)濟效益

27、可觀，并且運行穩(wěn)定，但是，其存在的不足仍然十分的明顯 。變流變壓原理簡介 如果選擇系統(tǒng)前端恒壓于某一流量條件下，如圖B點，此時機組的輸出揚程除克服管阻外全部作用于管網(wǎng)末端，系統(tǒng)達到最佳匹配。當(dāng)流量減少時，比如移動到G點，管網(wǎng)的阻抗減小，如果系統(tǒng)仍恒壓于原來的壓力值，則系統(tǒng)出現(xiàn)了FG的富裕揚程，即浪費能源又會使末端供水壓力升高；當(dāng)流量增加時，比如移動到C點，管網(wǎng)的阻抗加大，如果系統(tǒng)仍恒壓于原來的壓力值，為克服CD的新增管損，必然會使末端供水壓力下降。 從圖中曲線我們可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)流量在MN（20%-100%）之間變化時，如果供水出口設(shè)定壓力能跟隨管阻特性曲線變化，那么系統(tǒng)將始終處于最佳匹配。我們只

28、需要測量出實際流量，根據(jù)數(shù)學(xué)模型動態(tài)地給出壓力給定值。 系統(tǒng)預(yù)置了恒壓供水和變流變壓兩種控制模式供用戶選擇。 由于城市管網(wǎng)的復(fù)雜性，實際的管阻特性是難以建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型的。系統(tǒng)提供了“自動恒壓控制方式”，開始采用恒壓模式，在城市管網(wǎng)中選擇參考點，通過觀察不同流量下的管道壓力損失，可以人為建立變流變壓阻抗特性。人工內(nèi)建流量、壓力特性表。自動計算出實測的變流變壓曲線合理分配泵組合與流量段的關(guān)系 為了盡可能地優(yōu)化系統(tǒng)，充分挖掘潛力，供水泵房應(yīng)采用多種功率的多泵組合方式。 如下表，在不同的流量段指定不同的泵組組合，使系統(tǒng)效率最佳。用戶通過對管網(wǎng)特性的摸索，隨時可以修改邊界參數(shù)，使系統(tǒng)性能盡可能地優(yōu)化

29、；用戶對管網(wǎng)改造后，也可以通過參數(shù)的修改以適應(yīng)性新特性。流量段的邊界點是按工藝可調(diào)的 只要用戶指定了基準(zhǔn)壓力P1和流量段分界點F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7，系統(tǒng)將自動根據(jù)管網(wǎng)長度、管徑和管道材質(zhì)給出變流變壓特性上的特性點壓力P2、P3、P4、P5、P6、P7。也可以通過人工內(nèi)置表建立特性曲線。通過一個特定的“矩陣式內(nèi)置表”，用戶可以自由安排每個流量段的組合關(guān)系，變頻器的選擇按泵功率由低到高內(nèi)涵排他性，從原理上排除用戶同時指定兩臺水泵變頻工作的可能性。隨心所欲地分配泵組合與流量段的關(guān)系 您需要，您就可以選擇!用戶可以隨時需要更改工藝模式，不再依賴系統(tǒng)集成商。 在任意流量段，指定55K

30、W變頻，系統(tǒng)自動屏蔽75KW、90KW水泵變頻的可性；指定75KW變頻系統(tǒng)自動屏蔽90KW水泵變頻的可能性； 系統(tǒng)內(nèi)置定時器自動記錄每臺水泵的累計工作時間。當(dāng)需要切除水泵時，系統(tǒng)自動尋找同一功率級別中工作時間最長的水泵；當(dāng)需要增加水泵時，系統(tǒng)自動尋找同一功率級別中工作時間最短的水泵；變頻工作啟動工頻工作查找最小工作時間設(shè)備 通用排查程序，對于任何數(shù)目的水泵數(shù)量都是適用的。 任意一臺水泵退出運行指令發(fā)出，系統(tǒng)自動關(guān)閉該泵。 當(dāng)系統(tǒng)同時發(fā)出多臺水泵工頻運行指令，由于只有一臺軟啟動器，排查程序 循環(huán)、按指定時間（包括軟啟動需要的啟動時間加適當(dāng)間隙）依次予以啟動，不存在任何沖突。 在供水系統(tǒng)常用單泵投

31、切適應(yīng)不同的流量段，排查程序為多泵投切提供了技術(shù)上的可行性?？梢允侨我庵?，具有通用性可人為指定的時間間隔改善變流量變壓控制技術(shù)安全性的又一措施 流量測量的準(zhǔn)確性會系統(tǒng)的控制指標(biāo)，可以從多個方面改善流量因素。 首先采用排除干擾，嚴格按照流量傳感器的安裝、使用說明的要求，保證傳感器的測量精度和穩(wěn)定性，同時做好屏蔽和接地，嚴防信號在傳輸過程中被干擾。在控制器的輸入口，加裝LC信號濾波器，在控制器內(nèi)編制數(shù)字濾波程序，確保測量值能夠準(zhǔn)確地反映實際流量信號，使系統(tǒng)能計算出最佳的壓力給定值。 其次，如果由于管路系統(tǒng)等其它原因造成流量信號突然變化時，為防止壓力給定信號的突變給系統(tǒng)帶來的沖擊，在流量-壓力的轉(zhuǎn)換

32、算法中增加斜坡因子，使壓力給定信號以一種漸進的方式接近計算值，如下圖所示，保證系統(tǒng)平穩(wěn)地過度。盡管系統(tǒng)的反應(yīng)會變慢一些，其性能仍然優(yōu)于恒壓供水系統(tǒng)。變流變壓的效果 用戶在城內(nèi)的自來水公司監(jiān)測點連續(xù)觀察了一周，無論24小時內(nèi)供水的峰、谷變化，監(jiān)測點的壓力始終為4Kg，而以前的恒壓供水系統(tǒng)在3.5-4.8Kg之間變化（盡管出廠點恒了壓，無奈何管損變化。） 濾池反沖洗是恢復(fù)和繼續(xù)發(fā)揮濾池過濾功能的重要手段，濾池的效率主要依靠有效的清洗來實現(xiàn)。反沖強度不足，導(dǎo)致濾池清洗不干凈，濾池堵塞較快，產(chǎn)生泥球以至影響過濾性能；反沖強度太太，出現(xiàn)濾料層、承托層翻動，膨脹太高，造成跑砂、配水系統(tǒng)故障或漏砂等現(xiàn)象。因此，只有選擇合適的反沖強度才能滿足濾池反沖洗工藝的要求。氣水反沖洗濾池是九十年代引進的一種新型過濾工藝，與傳統(tǒng)工藝相比有其明顯的優(yōu)點：運行周期長、雜質(zhì)穿透深、反沖洗水耗低、濾料損耗小等。其主要特點在于采用了均質(zhì)濾料，用空氣擦洗一氣水混合擦洗一低速水流漂洗加表面掃洗工藝取代了傳統(tǒng)工藝中的高速水流反沖洗。過濾工藝環(huán)節(jié)是水廠工藝過程的重點工序環(huán)節(jié)，關(guān)系到水廠制水水質(zhì)、水量指標(biāo)的完成，其系統(tǒng)自動化程度高低及其運行效果好壞反映了水廠運行和管理水平。新型的反沖洗技術(shù)濾池自動控制系統(tǒng)控制的主要內(nèi)容