周文軍
(浙江省溫嶺市長潭引水工程指揮部，溫嶺 317500)

　　摘要　 介紹了溫嶺水廠自動控制系統的硬件組成和設計結構，及各個子系統的控制原理和主要功能。并進一步闡述了該自控系統的運行狀況及應用體會。
　　關鍵詞 　水廠　 自動控制　 應用

　　溫嶺水廠二期續建工程設計日處理能力4.5萬立方米，工程總投資1200多萬元。工程于1998年7月10日動工興建，1999年7月15日建成投產。其處理工藝流程為：

　　為保證供水系統的安全可靠運行，達到優質供水節能降耗的目的，推進城鎮供水事業的現代化進程。溫嶺水廠二期續建工程引進了先進的自動控制系統，使該廠自動化程度達到了國內領先水平，該系統被評為優良工程。

1、系統概況

　　溫嶺水廠自動控制系統由計算機和可編程邏輯控制器組成的集散型控制系統組成。其原理框圖如下：

　　分別在加藥間設加藥加氯子站（1#PLC），在濾池設V型濾池子站（2#PLC）。1#PLC、2#PLC與中控室2臺計算機構成MB+工業控制網。每個濾格設一個PLC，2#PLC與濾格PLC間實現Unitelway工業總線通訊。
　　該系統穩定可靠，可完全實現過程控制自動化與信息管理自動化，實現中控室、現場子站和現場手動操作的三級控制模式。
1.1 中控室
　　在廠部中心控制室配置兩臺運算速度高、儲存量大的多媒體電腦。通過網絡適配器與PLC的工業網聯網，把PLC采集到的實時工況、過程變量、水質指標、工藝參數、生產數據實現動態彩色畫面顯示，故障聲光報警和數據處理。打印管理生產報表、故障實時報表。制作濁度、余氯、PH、壓力、水位、流量等等的歷史變化趨勢曲線。提供充分方便的人機界面，起到集中管理的功能。并通過鼠標或鍵盤下達各種調度指令，進行工藝參數的設定。
1.2 加藥加氯子站
　　加藥加氯子站設PLC站1個，采用TSX-P5720型CPU，配一個12槽機架，完成加藥、加氯設備的自動控制和故障保護，源水水質檢測，氯氣源自動切換，礬液池自動切換，漏氯報警等功能。
1.2.1加藥自控系統
　　全廠加藥系統采用德國sera全套加藥設備，選用多參數復合環控制方式。即根據源水流量、濁度、溫度和PH進行前饋控制，同時又根據濾后水濁度（因我廠采用微絮凝直接過濾工藝）復合環控制。這樣既能迅速響應源水的變化，快速調整投藥量，又能自動跟蹤濾后水濁度進行適當調整。從而保證濾后水濁度指標達標，并節約藥耗。
　　自動加藥復合環控制的原理框圖：

1.2.2 加氯自控系統
　　全廠加氯系統采用美國F&P公司全套加氯設備，分為前加氯、后加氯。
1.2.2.1 前加氯
　　PLC根據采集到的源水流量和設定的投加率成比例去控制加氯機的執行機構，其控制回路如下：

　　考慮到溫嶺水廠源水采用水庫水，并含有較多藻類物質。因此，我們將投加率設置成可調型，可以根據由季節變化而引起的藻類數量變化情況相應修改投加率的設定值，以取得最佳效果。
1.2.2.2 后加氯
　　后加氯采用復合環加氯控制，其原理為：將后加氯設在濾池的出水管通過一段管道混合后，在充分混合處用取樣泵取樣至余氯分析儀，測量余氯值并將余氯值信號反饋給PLC，PLC計算出這個余氯值與設定余氯值的差值，對這個差值PID運算后，得出相對應的控制增量，去控制加氯機的投加裝置，使得余氯值始終向設定值逼近。

1.3　 V型濾池子站
　　V型濾池子站包括濾池2#PLC及6個濾格PLC。濾池2#PLC由MODICON TSX-P5720型PLC組成，主要是完成沖洗泵、鼓風機及其閥門的聯動控制及故障保護，它還擔負著與濾格PLC交換數據，管理濾格自動沖洗的任務。濾格PLC由6個MODICON　 TSX-3721型PLC組成，主要完成濾格的自動沖洗及恒水位控制以及故障保護。
　　濾池的控制運行方式分為自動、中控、手動三種。在自動狀態下，PLC根據濾層阻塞程度和沖洗周期判斷濾池是否滿足沖洗條件。如沖洗條件滿足，PLC就自動完成濾池的氣水反沖洗全過程，并對鼓風機、沖洗泵、閥門等被控設備進行故障保護控制；在中控狀態下，PLC接受中控室計算機下達的控制命令，完成濾格的順序控制（啟用、停用、沖洗控制），并對設備進行故障保護控制；在手動狀態下，PLC處于“監測”運行，設備保留原有現場手動開關操作。

2、運行狀況

　　溫嶺水廠自控制系統自1999年投產以來，至今已運行四年多，表現了良好的穩定性、可靠性和先進性，系統運行狀況良好，具體表現在：
2.1 設備運行穩定可靠
　　該系統主要設備均從國外進口，質量可靠、運行穩定、操作簡便、手動、遙控切換方便。四年以來從未因控制系統故障而影響生產運行。
2.2 自動化程度高
　　溫嶺水廠采用先進的集散型控制系統，實現了制水工藝的全自動生產。整個自控系統結構合理，技術先進。通過計算機對生產過程進行24小時實時監控，對生產數據自動進行統計處理，并能自動打印出全中文化的生產報表，大大減輕了勞動強度。現在除濾池、泵房各一個值班外，各車間已實現無人操作。
2.3 出廠水水質大大提高
　　自控系統自投入運行以來，對穩定水質起了關鍵作用。出廠水濁度均低于0.5NTU，遠遠優于3NTU的國家標準。出廠水余氯合格率為100%，可比指標達到了歐共體標準。在歷次臺州市衛生局組織的水質檢查中，出廠水合格率均為100%。
2.4 節能效果顯著
　　由于實現了加藥加氯的自動控制，從根本上改變了以往工作人員僅憑個人經驗投加藥劑的落后狀況，將投加量控制在最佳水平，降低了藥耗氯耗。藥耗由原來的平均1.5kg每千噸水降為0.8kg每千噸水，氯耗由平均2.82kg每千噸水降為1.2kg每千噸水，制水成本大大降低。

3、應用體會

　　我們從溫嶺水廠自動控制系統運行實踐中深深體會到，要使一個自動化控制系統在水廠成功地運行，并充分發揮其應有的作用，必須注意以下幾個方面。
3.1 選擇合理的控制系統結構
　　合理的結構是自控系統能夠成功運行的基礎，就目前生產過程的控制系統結構來看，主要有集中型、分散型、集散型和分布式。從我們應用的實踐中體會到，集散型控制系統比較適合于水廠自動控制。
　　所謂集散型控制就是集中管理、分散控制，注重于功能分散以求危險分散，但又能夠集中監控和管理，便于實現中央控制室、車間、就地現場三級控制。對于水廠生產來說，三級控制能最大限度地保證控制系統的可靠性，也便于維護和管理。
3.2 選擇可靠的設備
　　我們在二期續建工程中立足于設備的“先進、穩定、可靠、經濟”，優中選優。對于涉及到檢測、控制系統的主要設備，如PLC、閥門均采用國外進口。過于國內質量過關的產品盡可能國產化，避免了設備的盲目引進。
3.3 做好控制系統的維護工作
　　因為系統設計時所設想的工況與實際運行的工況不一定完全一致，即使投運時一致，過一段時間后也會有所變化；另外經過一段時間實際運行后，系統所存在的某些缺陷會逐漸暴露出來，這就要求我們對系統進行修改，以使系統更加優化。因此，水廠必須配備精干、穩定的維護人員，做好控制系統的消化吸收和維護工作，確保系統的正常運行。

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