现代自来水厂自动化控制系统的研究与实现 第1章绪论 水厂自控系统简介
水厂制水工艺流程 各个水厂根据实际情况，其工艺流程千差万别，设备有增有减，但基
本的流程相似，如图所示。
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上淸液冋疣至配水井 图1.1水厂工艺流程图
图中主要分为以下几个工艺过程:
(1) 取水：通过多台大型离心泵将江、河、地表等处的水抽入净水
厂。
(2) 药剂的制备与投加：按工艺要求制备合适的混凝剂，并投入混
凝剂及氯气，达到混凝和消毒的目的。
(3) 混凝：包括混合与絮凝，即源水投入混凝剂后进行反应，并排
出反应后沉淀的污泥。
(4) 平流沉淀：与混凝剂反应后的水低速流过平流沉淀池，以便悬
浮颗粒沉淀，并排出沉淀的污泥。
(5) 过滤沉淀：水通过颗粒介质(石英砂)以去除其中悬浮杂质使
水澄清，并定时反冲洗石英砂。
6）送水：多台大型离心泵将自来水以一定的压力和流量送入供水
管网。
水厂自控系统组成 自来水厂的工艺特点是各工艺单元既相对独立， 同时各单元之间又存 在一定的联系。 正因为各工艺单元相对独立， 因此通常将整个工艺按 控制单元划分，主要包括： 取水泵房自动控制系统、送水泵房自动控 制系统、加矾自动控制系统、加氯自动控制系统、格栅配水池控制系 统、反应沉淀池控制系统、 滤池气水反冲洗控制系统、 配电控制系统、 水厂中央控制室自动化调度系统， 这些工艺单元内设备相对集中。 根 据这些特点，自控系统较多采用PLOIPC的集散控制系统（DCS濮式。
采用 PLC+IPC 系统的水厂自动化控制设计一般采用多主站加多从站 结构，能够较好的满足国内水厂自动化的监控、保护要求。控制点分 布在水厂内不同的位置， 采用就近控制原则， 在设备集中区分别设置 不同的PLC站对该区域设备进行监控，再通过通讯网络，各PLC站之 间进行数据通讯，实现整个水厂的自动化控制。 在控制单元内， PLC 站 实现对该单元内设备的自动控制。这样的优点是使控制系统更加可 靠，当某一控制单元发生故障时不会严重影响其它单元的自动运行， 同时由于单元内控制设备、检测仪表就近相连，减少了布线成本。 般根据土建设计， 将水厂自动化控制系统按设备位置情况及功能进 行组织，分为如下一些控制站点。
1）中央控制室站点：对整个系统进行监控和调度，同时留有四遥
遥测、遥信、遥调、遥控）系统接口，与上层管理系统进行通讯。
2）配电室控制站点：对高压及低压配电系统进行监控。
3）取水泵房控制站点：取水泵、真空泵、潜污泵及轴流风机等进
行监控。
4）送水泵房控制站点：对送水泵、潜污泵等进行监控。
5）格栅配水池控制站点：对快开排泥阀、格栅液位、格栅除污机、
螺旋输送机等进行监控。
6）反应沉淀池控制站点：对快开排泥阀、刮泥机进行监控。 7）滤池公共部分控制站点：对反冲洗公共部分（反冲洗泵、鼓风
机、干燥机及相关阀门）进行监控。
8）滤池控制站点：根据单格滤池数量进行配置，每格滤池一个，
对单个滤池设备进行监控。
9）加矾控制站点：对加矾、自动配矾系统进行监控。 10）加氯控制站点：对加氯系统进行监控。
在实际工程当中，当控制站点较近时，可以将某些站点合在一起，根 据功能及控制规模大小， 有些站点可以设为从站或远程站点。 例如长 沙榔梨水厂自控系统中，根据实际情况，按照功能分为 5 大块：即取 水泵房控制系统，加矾、加氯和格栅配水控制系统，滤池及反冲洗设 备控制系统，送水泵及设备控制系统，中央控制室等。
我国自来水厂自动控制的现状 我国自来水厂的自动化工作起步较晚， 但发展很快。 从六十年代简单 的水位自动控制发展到七十年代采用热工仪表和集中巡检装置， 八十 年代以后随着国家工业水平的整体提高， 使水厂进入了大规模的发展
年代，特别是随着外资的引入，大量国外先进的自动化控制技术与设 备进入我国，建成了一批全引进的水厂，使我国水厂自动化进程大大 加快，自动化水平也快速提高。
由于历史和现实的原因，我国水厂自动化的总体发展水平还不高， 发 展也不平衡。大中城市水厂，特别是发达地区大型水厂的自动化程度 很高，而小城市和城镇水厂，特别是落后地区小型水厂的自动化程度 较低，甚至还是空白。在一些已实现自动化的水厂中，虽然自动化系 统和设备与其他行业，如化工、电力等相比并不差，甚至更先进，但 是，其功能并未充分发挥出来。有的自控系统从未运行过，一直处于 闲置状态；有的运行一段时间后变为了手动，甚至处于瘫痪状态，造 成了自动化系统和设备的极大浪费。
国内实现水厂自动化控制的方法主要是新建和扩建工程。 大型水厂建 设项目依靠引进外资和全套技术设备， 水厂工艺自动化水平高，但设 备和控制系统投资很大。中小水厂自动化的设计、工程服务以国内为
主，但系统中关键技术和设备仍以引进国外产品为主， 在设备选型及 工程服务上采取“土洋结合”的办法。这种“土洋结合”的办法不但 大大降低了水厂在自控系统中的投资，而且实现了工程售后服务的本 地化，有利于该行业的长远发展。
现代自来水厂自控系统的主要内容
我国水厂自动化控制系统的发展过程可分为三个阶段： 第一阶段是分 散控制阶段，该时期水厂各部分分别进行自动控制， 各独立系统互不 相关；第二
当代自来水厂自动化控制系统的研究与实现
