淄博引黄供水调度自动化监控系统

赵玲玲

（山东淄博引黄供水管理局，山东 淄博 255087）

淄博引黄供水工程由水库泵站、净水厂、配水厂及配套的输水渠管组成。水库泵站至净水厂6.67km，净水厂至配水厂10.3km。供水调度自动化监控系统的建立，使水库泵站、净水厂、配水厂、输水管网形成一个有机整体。

1 淄博引黄供水调度自动化监控系统综述

本供水调度自动化监控系统采用中央控制室集中监控、PLC分散控制和现场操作台手动控制的三级控制。PLC软硬件主要由西门子公司提供，PLC与计算机之间采用RS－485通讯接口，数据库采用关系数据库SQL SERVER，利用ODBC进行数据通信。全部无线数传系统既可实时检测供水系统各个环节的工况，如闸阀的开关状态、电机的开停状态、管道压力、各点水位、电压、电流等，又可遥控相关的机电设备；同时还具有在供水过程中追踪显示输水过程数据及故障自动报警等功能。为保证供水水质、提高供水安全性、降低供水成本、提高管理水平提供了关键的技术保障。

整个供水自动化系统工程共分为四大部分∶局中心控制调度系统、配水厂中心控制系统、净水厂自动化监控系统、水库泵站控制系统。下面主要介绍一下局中心控制调度系统和净水厂自动化监控系统。

2 局中心控制调度系统

2.1 局中心控制室是供水工程自动控制系统的“神经中枢”，调度中心的调度指令通过中心控制室的控制设备发往各预定设备站点，各站点的信息也通过控制网络在中心控制室实时动态显示。中心控制室设有操作客户机及数据库服务器，它们通过以太网接入水厂控制服务器，分别安装标准WINCC组态软件，实现整个供水工程工艺流程的自动检测和控制。中心控制室可随时调出各生产区段的组态运行模拟图及相关技术参数，实时记录打印有关运行曲线及报表，并向各区段发送指挥生产的各项指令。

2.2 从整个供水系统自动控制的角度来说，中心控制室完成以下功能

生成全系统工艺流程图，变配电系统实时动态图。提供清晰、友善的人机界面，反映工艺流程、变配电系统的实时数据。实现报警、历史数据、历史曲线的储存、显示和查询，生成并打印各类生产运行管理报表。

2.2.2 控制功能

当设备处于遥控状况下，可具有四级控制功能∶即现场手动控制、计算机键盘控制功能、联动控制功能和全自动控制功能。

2.2.3 通讯功能

实现对水库泵站、净水厂、配水厂的数据采集和指令发送。

2.2.4 动态图形及实时数据显示

在中心控制室、计算机显示器和大屏幕投影仪动态实时显示全系统工艺流程、各主要工艺设备和高压配电设备运行状态、参数等过程控制量、各环节的工艺和电气等生产数据，使生产管理人员掌握到当前全厂生产实行情况，可以从总图到详图多层次检测。

2.2.5 趋势图功能

染病后枝、干、根木质部变为褐色，病菌产生的毒素使叶片表皮与叶肉分离，气孔失去控制机能，空隙中充满空气。发病往往先在一个枝上出现症状，以后增多。严重时木质部变色，叶片小，根部腐朽，2-3年后会死亡。

用线状图显示历史趋势或当前趋势。对模拟信号进行归档记录，一幅画面上可在一个时间轴上用不同颜色来显示多条不同的曲线，操作员可以方便地调整趋势显示的时间坐标或输入范围及选取需要显示的参数。

2.2.6 报警处理

计算机配有故障处理系统软件，在画面顶部优先显示报警信息并进行声音报警，这些报警信息使操作人员可以快速地对报警作出相应的反应。

3 净水厂自动化监控系统

新城净水厂自控系统选用西门子PLC和Profibus现场总线产品作为主控设备，在各岗位设PLC工作站，通过PROFIBUS－FMS连接成控制网，将信息上传至中心调度室，接受执行中心调度室下达的调度命令。

3.1 在净水车间（包括加药、加氯、澄清池、配水混合池、回用泵房）、滤池车间（滤池、鼓风机房）、送水车间（送水泵房、总降）设有人机操作界面进行生产操作。控制硬件系统结构图如下图所示∶

3.2 自控系统主要实现了以下功能

3.2.1 加药站利用原水流量、浊度，控制计量泵进行流量比例加铁盐及PAM，比例系数通过原水浊度等因素进行自动调整；配药部分利用各药池液位控制提升泵、压水阀等设备进行自动配药；加药与配药的自动控制相结合，整个加药间只要输入原药浓度值，就可以自动进行投加，实现了无人值守的全自动控制。

3.2.2 加氯控制站控制加氯机进行流量比例自动投加；中和塔和氯库风机根据漏氯报警情况自动开、停，实现了无人值守。

3.2.3 配水混合池站，实现了所有受控设备的计算机监控，在计算机上对所有设备可进行操作；回用泵房根据回用水池水位自动控制泵的开、停并自动进行轮换；澄清池排泥系统可以进行排泥阀、冲洗阀的联动，也可以设定参数进行全自动定时排泥。

3.2.4 滤池控制站下挂10个子站，完成了滤格的恒水头过滤及自动的气水反冲洗，通过滤格水位的变化自动控制出水调节阀开度，使滤格水位在整个运行过程中恒定在设定水位；控制进水阀、排水阀、反冲洗供气阀、通气阀、反冲洗供水阀、出水调节阀、空压机、鼓风机等设备联动，完成气-气水-水的反冲洗过程，全自动运行。

3.2.5 总降、泵房控制站与微机保护系统相结合，实现了总降各运行状态及参数的监控，并在计算机上可以分合闸。送水泵房实现了对泵组的联动控制，实现了绕组温度、轴承温度及其它模拟量的监视、记录。

4 淄博引黄供水调度自动化监控系统的特点

本自动化监控系统除了具有一般微机自动化系统所具有的控制、监视功能外，还具有以下特点∶

4.1 分散性

根据淄博引黄供水工艺的特点，分为取水泵站、加药车间、投氯车间、反应池、滤池、清水池、供水泵站等。由于主体设备过于分散因此需要控制系统设计成几个不同功能的分站，通过网络使各个站之间既独立又关联，互不影响地进行各自的控制任务。

4.2 集中监控

为了确保供水水质，操作人员需要在中控室对整个水厂的生产情况了解，并进行集中监控。

4.3 可靠性、安全性

整套系统以保证安全可靠高效运行为准则。完善的故障报警及预报警功能，最大程度上保证设备及工艺运行的稳定和安全，通过对水质指标的实时检测，有效防止水质事故的发生；通过对主要设备的运行状态的动态检测，实现运行参数的分段报警，可以及时地预报和发现故障。

4.4 可维护性

尽量优化程序，加大集成度，考虑程序的通用性，使用户使用方便，维护容易，同时增加了系统的可靠性。系统在系统软件、应用软件和硬件方面具有强大的报警和故障自诊断功能，方便工程师对系统故障进行分析和维护。

4.5 可扩展性

考虑到今后的扩展，软硬件配置尽量采用开放式结构，并在系统资源方面增加适当冗余，以便今后新建项目时，实现可靠的无缝对接。系统采用具有一定标准及应用较为广泛的软硬件产品，并考虑一定的余量，为将来水厂的扩建及系统的变更打下基础。