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海拉尔铁路净水厂集中控制技术应用———海拉尔铁路净水厂集中控制技术应用

2012-04-15内蒙古海拉尔铁路水电段

提要  通过对海净水厂实现给水自动化集中控制,加强对海净水厂的运行管理,提高劳动效率和改善设备状态。
关键词  净水厂  集中控制技术  遥测  遥信  遥控  遥调  遥视
Summary: Through the central controlling of the water supply automation in the Hailaer Water-purification Plant, we will strengthen our management, as well as improve our work efficiency and device status.

Keyword: Water-purification Plant, Central Control Technique, Telemetering, Remote Signaling, Remote Control, Remote Regulating, Remote Vision.

概述
       目前,给水集中控制技术是供水的发展方向,是铁路减员增效、节能降耗的必然需要,更是供水达到国家饮用水水质标准的必要条件。取消手工进行水处理设备操作和凭工作经验进行调度,全面采用高科技手段,运用计算机技术、自动化技术、通讯技术为铁路给水工作服务,向科技要效率、要效益已成为大势所趋。通过实施这种先进的自动化供水工艺技术,可以提高供水质量、可直接进行调度遥控、提高劳动效率和改善设备状态。为此,我们在海拉尔铁路净水厂进行了给水集中控制技术的应用,效果非常显著。

1  设备概况
       海拉尔净水厂负责海地区生产、生活用水。该厂由复线工程投资扩建,采用二级过滤工艺除铁除锰。水厂建成后,由于工艺比较落后,自动化程度低,只能采用手动操作,这样就使各工种的岗位人员必须配齐配全,缺一不可,而且凭经验进行供水调度,安全性和可靠性都无法保证。实施给水集中控制,可实现减员增效、节能降耗,并提高供水质量。
       该给水站水源井分布范围较广、水处理设备、泵房、水塔等需要监控的设备较多,处理工艺复杂。因此,在实现给水“五遥”集中控制的过程中,我们经过反复研究讨论,设计出既经济合理,又功能完善切实可行的海净水厂给水集中控制方案。由于当前计算机技术、自动化技术、通讯技术的迅速发展,出现了各种先进的给水计量、控制设备,如超声波流量计、压力传感器、水泵变频器、软启动器等。它们都具有微机接口,能够接授微机指令,这些是自动控制的前提;标准的设备接口,先进的通迅设备,给自动控制提供了基础;计算机性能越来越来高,模拟仿真成为可能,为自动供水提供了条件。

2 供水调度 总体结构或主要构造
2.1  监控目标:对管网末端的水压实施监控。
遥测:管网压力
       通过对管网末端压力的采集来实现末端恒压供水,达到经济运行的目的,同时采集出厂水压力,分析判断供水管网是否泄漏及泄漏情况,在分站计算机上生成实时、历史数据曲线及水压的上下限报警,同时通过无线分站与主站(水电段)计算机相互传输实时数据。
2.2  监控目标:对水源深井实施监控。
遥测:深井水位,水泵的电压、电流、电量。
遥信:水泵的启/停状态
遥控:水泵的循环软启动/停止
⑴、根据清水池水位、实现各深井水泵的自动投入或脱出,并根据水泵的效率、耗电指标及各水泵工作时间,来实现深水井群水泵的优化组合。
⑵、通过软起动器对各水泵实现软启动。并对每个水泵的电流、电压、电量监测形成实时数据和历史数据,计算机进行综合分析后,对水泵发出启、停的执行命令,从而达到最低能耗指标,实现经济运行的供水目的。
⑶、具备电源缺相、短路、断路、过流、过压等各种故障报警及自动停泵,通过对水井水位的监测实现水位的下限报警和自动停泵;通过有线传至分站计算机。
⑷、采用电源互投装置,自动切换两路电源,自投自复位式。
⑸、采用软启动控制装置,每一台可驱动三台深井泵。
2.3  监控目标:对反冲洗过程(快滤池)及沉后池实施监控。
遥测:快滤池水位、沉后池水位。
遥信:电动阀开、关及开度状态。
遥控:根据水位控制电动阀启/停及开度。
遥视:图像监视反冲洗过程。
⑴、自动反冲洗:通过程序的设定按时间和水位自动对排水阀、进水阀、反冲阀、清水阀的开闭和开度进行控制,形成自动反冲洗,并且控制反冲洗强度。
⑵、强制反冲洗:通过对快滤池水位的监测及现场图像的监视,可实现程序强制反冲洗和人工操作反冲洗;保留原有现场人工操作功能;在分站计算机上生成实时数据和历史数据及水位的上、下限报警,通过有线与计算机联网。
2.4  监控目标:对曝气池实施图像监视
观察曝气池的曝气效果,通过有线将图像传至分站计算机,并在计算机上控制云台及镜头。
2.5  监控目标:对二级加压实施监控。
遥测:水泵的电压、电流、电量,出厂水流量,水厂出口压力。
遥信:水泵的状态。
遥控:控制1、2号水泵循环变频,3~5号水泵软启动/停止。
遥调:出水口压力设定
实现对工频泵、变频泵的电压、电流及电量监测。利用原水厂设备对流量、压力、清水液位进行监测,对水泵工作状态、变频器频率实施监测。
2.6  消毒控制:
遥测:管网出口余氯含量
      根据在线余氯检测仪测出管网余氯含量,实现对二氧化氯消毒设备的自动运行,并在微机上显示管网出口余氯含量值。
2.7  供水调度分站(净水厂):
⑴、各种智能横向或纵向分析,进行历年同期比较分析,辅助领导决策。
⑵、全面了解工艺流程中水厂出口压力、流量参数及水厂工艺设备、取供水设备、配电设备的运行参数及状态。
⑶、从取水、净水、供水、输配水信息到用电信息采集、发送、整理、统计、形成报表、棒图和曲线,更直观反映供水状况。
⑷、以管网中的水压为目标,参考最高和最低水压点,选择合理的机泵搭配或变频调压,达到控制目标水压,保障供水。
⑸、依据水泵按先高效后低效、先进后远等原则,平衡供水量,在保证水质和压力的前提下,力求降低能耗,实现相对经济运行。
⑹、按规定格式进行日报、月报、季报和年报,并根据要求进行查询、统计并打印。
⑺、自动记录操作日志、事件记录,可方便查询、打印
⑻、在整个监控进程中具有故障判断、报警提示、故障自动解除功能;故障指所采集的电源缺相、短路、过压、过流、欠压、三相电流不平衡、水位上、下限等。
⑼、曝气池、快滤池图像监视,在电视上四画面分割监视;在微机上图像显示,鼠标操作控制云台、镜头。
2.8  供水调度主站(水电段):
通过无线网桥与分站计算机联网,根据权限监控分站的整个供水运行情况。

3 供水调度原理(见下图)
       该给水集控系统分三部分。第一部分是图像监控,通过彩色摄像机采集现场工作情况,一路信号传到值班室的监视器上,另一路信号经数字转换进入微机监控,净水微机采用有线连接,段调度微机采用无线网桥传送。第二部分是核心控制部分,它经测量设备进行前端模拟量采集电压、电流、电量和流量等,经模-数转换后进入可编程控制器PLC进行处理,PLC处理后再将数据传至装有供水控制系统与数据服务器的微机,供控制软件处理,值班人员根据处理的结果进行监控。第三部分是调度监控及末端压力采集,压力传感器采集的压力经电台传到段调度微机,进入供水控制系统与数据服务器系统,调度监控微机内也装有供水控制系统,它通过无线网桥,与数据服务器系统进行数据查寻与控制。


 

 

 

 

4 供水调度关键技术和突破的难点
      本次攻关的项目将给水工程、自动化控制工程、计算机应用和通信工程等专业知识完美结合起来,为优质供水服务。这是多学科综合的、科技含量非常高的新技术。
它用到的关键技术有:
⑴、在给水集中控制的过程中,实现计算机模拟仿真水处理和自动供水过程,是给水值班人员坐在计算机前面,可以了解一切供水情况。
⑵实现二级水泵末端自动恒压变频供水,达到水泵最经济、节能自动运行、实现一级水泵自动经济运行。
⑶、对滤池进行自动控制、对水塔、水池等水处理设备进行自动监视。
突破的难点是计算机模拟仿真,它要把二级水泵、一级水泵、水处理设备等运行方式在计算机中用软件模拟出来,并实现对它进行集中监视与控制。

5  供水调度结语
      在稳定性和可靠性都得到保证的情况下,利用高科技产品,在节能降耗、减员增效上下工夫,一方面微机按最节能方式自动随时调整设备运行方式,实现经济运行。实现所有参数时时显示、超限报警。另一方面,对操作复杂的水处理设备进行自动过滤、自动反冲洗、实时监控,实现减员增效和优质供水。给水集控的投用,实现了给水班组和<

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