一體化凈水設備自控系統詳解

一、自控系統設計說明

1、概述

檢測儀表根據本工程水處理工藝流程和計算機測控管理系統的要求配置。儀表的選型應滿足被測對象的性質和環境條件、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

調節池配置液位傳感器，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 通訊協議，信號傳輸至一級泵房PLC系統，并與水廠進水控制井電動閥門聯動控制；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 通訊協議。

水廠進水控制井設電動閥1臺。

2.1凈水車間：

一體化凈水設備液位、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采集變頻運行狀態信息。

觸摸屏，用于監視現場設備的運行數據，以及水廠清水池液位等相關數據。

PLC控制系統 1 套；

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

設備運行信號通過總線通訊方式與后臺控制系統對接。

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 通訊協議（出口流量在線流量計在二級泵房外出水檢測井內）。

在線監測濁度，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 通訊協議，信號傳輸至二級泵房PLC系統；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 通訊協議，信號傳輸至二級泵房PLC系統，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 通訊協議，信號傳輸至二級泵房PLC系統，并與凈水車間一體化凈水處理設備聯動控制；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供給，二線制、四線制儀表由PLC（或I/O）柜內24V電源模塊供電。所有現場安裝的在線儀表應配置完善的電源及信號防雷設施，所有儀表的外殼均應可靠接地，接地電阻≤4Ω。儀表信號電纜的屏蔽層應在PLC分站側可靠接地。所有室外儀表均用儀表保護箱提供保護，防護等級為IP65，室內儀表根據實際情況安裝儀表保護箱。

4、儀表電纜敷設

室內電纜沿室內電纜溝和橋架敷設，出溝（或橋架）部分穿鋼管暗敷。室外電纜、光纜沿廠區電纜管道敷設，出電纜管道后穿鋼管保護。在電纜管道內強、弱電電纜分管敷設。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, 電纜的屏蔽層應可靠接地。 工藝量檢測儀表布置于現場靠近檢測點處, 安裝在露天的顯示變送儀表裝于儀表保護箱內或者建筑物屋檐下側靠墻安裝。

二、自動控制

1、系統結構

本工程自控系統分為三個層次，即設備層、控制層和管理層。

(1)設備層

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、以及現場儀表。

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

消毒間：由一體化凈水設備廠家提供，要求成套廠家提供基于工業以太網通訊接口，通訊協議配套凈水車間PLC系統的通訊協議。

(2)控制層

本工程控制層由 1 個PLC現場控制站構成，其中：

PLC主站由 PLC及 PLC 柜、人機界面（HMI）和控制系統動力配電柜（內含UPS）等組成。控制區域為整個水廠。

一級提升泵房及二級提升泵房，敷設信號線至凈水車間PLC柜，通訊接口采用RJ45接口；通訊線路：PLC 以太網口---工業以太網線---至中控室光纖---中控室。

水廠消毒間 PLC 子站，自成一套系統，并根據二次加壓泵房發送來的余氯自動調節加藥量。

(3)管理層

生產管理層設置于凈水廠中控室，監控設備有操作員站、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個快速以太網接口工業交換機、網絡激光彩色打印機及UPS等。本系統具有安全級別管理功能，在不同權限的授權下，操作員站、工程師站均可作為監控主機，對系統進行操作，優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工藝過程的全程監控。

另外，通過工業交換機的網絡接口，可以實現控制中心和各 PLC 站的數據通訊。

2、系統功能

本工程中的動力設備控制分為手動和自控兩種方式。

手動方式，設備操作通過現場操作箱開關、按鈕、指示燈來完成。

在自控模式下有二種實現方式，現場集中控制和自動控制。

處于自控模式時，工藝參數在中控上位機可設置。

現場集中控制時由現場 PLC 以及 HMI 對所控區域以及相關區域控制對象進行控制。

自動控制則由中控室，對所有區域的設備運轉狀態進行監視，并可對允許遠程操作的設備進行啟停控制。

自動控制時自控系統根據各工藝參數檢測值和狀態，控制設備按照預定控制程序自動運行。二種控制方式可在現場測控終端操作員面板和控制室主機上根據不同的優先級進行轉換，以滿足實際工作中調試、檢修和自動運行的需要。

各控制設備之間相對獨立運行。現場控制 PLC 分站、設備控制單元出現故障時將自動退出，并通知上位機，最大限度不影響整個系統正常運行。

三、其他

1、消毒間自控系統由設備廠家配合安裝，接入中央控制系統。

2、其他未說明之處，依據相關規范執行。

四、一體化凈水設備自控圖紙

以下是自來水廠一體化凈水設備的相關自控圖紙，供大家下載參考使用！此圖紙來源于網絡，經一體化凈水設備廠家修正，僅供參考！

自來水廠一體化凈水設備自控圖紙.dwg-165055255255.PDF

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