提要 通過(guò)對海凈水廠(chǎng)實(shí)現給水自動(dòng)化集中控制，加強對海凈水廠(chǎng)的運行管理，提高勞動(dòng)效率和改善設備狀態(tài)。
關(guān)鍵詞 凈水廠(chǎng) 集中控制技術(shù) 遙測 遙信 遙控 遙調 遙視
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，給水集中控制技術(shù)是供水的發(fā)展方向，是鐵路減員增效、節能降耗的必然需要，更是供水達到國家飲用水水質(zhì)標準的必要條件。取消手工進(jìn)行水處理設備操作和憑工作經(jīng)驗進(jìn)行調度，全面采用高科技手段，運用計算機技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、通訊技術(shù)為鐵路給水工作服務(wù)，向科技要效率、要效益已成為大勢所趨。通過(guò)實(shí)施這種先進(jìn)的自動(dòng)化供水工藝技術(shù)，可以提高供水質(zhì)量、可直接進(jìn)行調度遙控、提高勞動(dòng)效率和改善設備狀態(tài)。為此，我們在海拉爾鐵路凈水廠(chǎng)進(jìn)行了給水集中控制技術(shù)的應用，效果非常顯著(zhù)。
1 設備概況
海拉爾凈水廠(chǎng)負責海地區生產(chǎn)、生活用水。該廠(chǎng)由復線(xiàn)工程投資擴建，采用二級過(guò)濾工藝除鐵除錳。水廠(chǎng)建成后，由于工藝比較落后,自動(dòng)化程度低，只能采用手動(dòng)操作，這樣就使各工種的崗位人員必須配齊配全，缺一不可，而且憑經(jīng)驗進(jìn)行供水調度，安全性和可靠性都無(wú)法保證。實(shí)施給水集中控制，可實(shí)現減員增效、節能降耗，并提高供水質(zhì)量。
該給水站水源井分布范圍較廣、水處理設備、泵房、水塔等需要監控的設備較多，處理工藝復雜。因此，在實(shí)現給水“五遙”集中控制的過(guò)程中，我們經(jīng)過(guò)反復研究討論，設計出既經(jīng)濟合理，又功能完善切實(shí)可行的海凈水廠(chǎng)給水集中控制方案。由于當前計算機技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、通訊技術(shù)的迅速發(fā)展，出現了各種先進(jìn)的給水計量、控制設備，如超聲波流量計、壓力傳感器、水泵變頻器、軟啟動(dòng)器等。它們都具有微機接口，能夠接授微機指令，這些是自動(dòng)控制的前提；標準的設備接口，先進(jìn)的通迅設備，給自動(dòng)控制提供了基礎；計算機性能越來(lái)越來(lái)高，模擬仿真成為可能，為自動(dòng)供水提供了條件。
2 供水調度 總體結構或主要構造
2.1 監控目標：對管網(wǎng)末端的水壓實(shí)施監控。
遙測：管網(wǎng)壓力
通過(guò)對管網(wǎng)末端壓力的采集來(lái)實(shí)現末端恒壓供水，達到經(jīng)濟運行的目的，同時(shí)采集出廠(chǎng)水壓力，分析判斷供水管網(wǎng)是否泄漏及泄漏情況，在分站計算機上生成實(shí)時(shí)、歷史數據曲線(xiàn)及水壓的上下限報警，同時(shí)通過(guò)無(wú)線(xiàn)分站與主站（水電段）計算機相互傳輸實(shí)時(shí)數據。
2.2 監控目標：對水源深井實(shí)施監控。
遙測：深井水位，水泵的電壓、電流、電量。
遙信：水泵的啟/停狀態(tài)
遙控：水泵的循環(huán)軟啟動(dòng)/停止
⑴、根據清水池水位、實(shí)現各深井水泵的自動(dòng)投入或脫出，并根據水泵的效率、耗電指標及各水泵工作時(shí)間，來(lái)實(shí)現深水井群水泵的優(yōu)化組合。
⑵、通過(guò)軟起動(dòng)器對各水泵實(shí)現軟啟動(dòng)。并對每個(gè)水泵的電流、電壓、電量監測形成實(shí)時(shí)數據和歷史數據，計算機進(jìn)行綜合分析后，對水泵發(fā)出啟、停的執行命令，從而達到最低能耗指標，實(shí)現經(jīng)濟運行的供水目的。
⑶、具備電源缺相、短路、斷路、過(guò)流、過(guò)壓等各種故障報警及自動(dòng)停泵，通過(guò)對水井水位的監測實(shí)現水位的下限報警和自動(dòng)停泵；通過(guò)有線(xiàn)傳至分站計算機。
⑷、采用電源互投裝置，自動(dòng)切換兩路電源,自投自復位式。
⑸、采用軟啟動(dòng)控制裝置，每一臺可驅動(dòng)三臺深井泵。
2.3 監控目標：對反沖洗過(guò)程（快濾池）及沉后池實(shí)施監控。
遙測：快濾池水位、沉后池水位。
遙信：電動(dòng)閥開(kāi)、關(guān)及開(kāi)度狀態(tài)。
遙控：根據水位控制電動(dòng)閥啟/停及開(kāi)度。
遙視：圖像監視反沖洗過(guò)程。
⑴、自動(dòng)反沖洗：通過(guò)程序的設定按時(shí)間和水位自動(dòng)對排水閥、進(jìn)水閥、反沖閥、清水閥的開(kāi)閉和開(kāi)度進(jìn)行控制，形成自動(dòng)反沖洗，并且控制反沖洗強度。
⑵、強制反沖洗：通過(guò)對快濾池水位的監測及現場(chǎng)圖像的監視，可實(shí)現程序強制反沖洗和人工操作反沖洗；保留原有現場(chǎng)人工操作功能；在分站計算機上生成實(shí)時(shí)數據和歷史數據及水位的上、下限報警，通過(guò)有線(xiàn)與計算機聯(lián)網(wǎng)。
2.4 監控目標：對曝氣池實(shí)施圖像監視
觀(guān)察曝氣池的曝氣效果，通過(guò)有線(xiàn)將圖像傳至分站計算機，并在計算機上控制云臺及鏡頭。
2.5 監控目標：對二級加壓實(shí)施監控。
遙測：水泵的電壓、電流、電量，出廠(chǎng)水流量，水廠(chǎng)出口壓力。
遙信：水泵的狀態(tài)。
遙控：控制1、2號水泵循環(huán)變頻，3~5號水泵軟啟動(dòng)/停止。
遙調：出水口壓力設定
實(shí)現對工頻泵、變頻泵的電壓、電流及電量監測。利用原水廠(chǎng)設備對流量、壓力、清水液位進(jìn)行監測，對水泵工作狀態(tài)、變頻器頻率實(shí)施監測。
2.6 消毒控制:
遙測：管網(wǎng)出口余氯含量
根據在線(xiàn)余氯檢測儀測出管網(wǎng)余氯含量，實(shí)現對二氧化氯消毒設備的自動(dòng)運行，并在微機上顯示管網(wǎng)出口余氯含量值。
2.7 供水調度分站（凈水廠(chǎng)）：
⑴、各種智能橫向或縱向分析，進(jìn)行歷年同期比較分析，輔助領(lǐng)導決策。
⑵、全面了解工藝流程中水廠(chǎng)出口壓力、流量參數及水廠(chǎng)工藝設備、取供水設備、配電設備的運行參數及狀態(tài)。
⑶、從取水、凈水、供水、輸配水信息到用電信息采集、發(fā)送、整理、統計、形成報表、棒圖和曲線(xiàn)，更直觀(guān)反映供水狀況。
⑷、以管網(wǎng)中的水壓為目標，參考最高和最低水壓點(diǎn)，選擇合理的機泵搭配或變頻調壓，達到控制目標水壓，保障供水。
⑸、依據水泵按先高效后低效、先進(jìn)后遠等原則，平衡供水量，在保證水質(zhì)和壓力的前提下，力求降低能耗，實(shí)現相對經(jīng)濟運行。
⑹、按規定格式進(jìn)行日報、月報、季報和年報，并根據要求進(jìn)行查詢(xún)、統計并打印。
⑺、自動(dòng)記錄操作日志、事件記錄，可方便查詢(xún)、打印
⑻、在整個(gè)監控進(jìn)程中具有故障判斷、報警提示、故障自動(dòng)解除功能；故障指所采集的電源缺相、短路、過(guò)壓、過(guò)流、欠壓、三相電流不平衡、水位上、下限等。
⑼、曝氣池、快濾池圖像監視，在電視上四畫(huà)面分割監視；在微機上圖像顯示，鼠標操作控制云臺、鏡頭。
2.8 供水調度主站（水電段）：
通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋與分站計算機聯(lián)網(wǎng)，根據權限監控分站的整個(gè)供水運行情況。
3 供水調度原理(見(jiàn)下圖）
該給水集控系統分三部分。第一部分是圖像監控，通過(guò)彩色攝像機采集現場(chǎng)工作情況，一路信號傳到值班室的監視器上，另一路信號經(jīng)數字轉換進(jìn)入微機監控，凈水微機采用有線(xiàn)連接，段調度微機采用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋傳送。第二部分是核心控制部分，它經(jīng)測量設備進(jìn)行前端模擬量采集電壓、電流、電量和流量等，經(jīng)模-數轉換后進(jìn)入可編程控制器PLC進(jìn)行處理，PLC處理后再將數據傳至裝有供水控制系統與數據服務(wù)器的微機，供控制軟件處理，值班人員根據處理的結果進(jìn)行監控。第三部分是調度監控及末端壓力采集，壓力傳感器采集的壓力經(jīng)電臺傳到段調度微機，進(jìn)入供水控制系統與數據服務(wù)器系統，調度監控微機內也裝有供水控制系統，它通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋，與數據服務(wù)器系統進(jìn)行數據查尋與控制。
4 供水調度關(guān)鍵技術(shù)和突破的難點(diǎn)
本次攻關(guān)的項目將給水工程、自動(dòng)化控制工程、計算機應用和通信工程等專(zhuān)業(yè)知識完美結合起來(lái)，為優(yōu)質(zhì)供水服務(wù)。這是多學(xué)科綜合的、科技含量非常高的新技術(shù)。
它用到的關(guān)鍵技術(shù)有：
⑴、在給水集中控制的過(guò)程中，實(shí)現計算機模擬仿真水處理和自動(dòng)供水過(guò)程，是給水值班人員坐在計算機前面，可以了解一切供水情況。
⑵實(shí)現二級水泵末端自動(dòng)恒壓變頻供水，達到水泵最經(jīng)濟、節能自動(dòng)運行、實(shí)現一級水泵自動(dòng)經(jīng)濟運行。
⑶、對濾池進(jìn)行自動(dòng)控制、對水塔、水池等水處理設備進(jìn)行自動(dòng)監視。
突破的難點(diǎn)是計算機模擬仿真，它要把二級水泵、一級水泵、水處理設備等運行方式在計算機中用軟件模擬出來(lái)，并實(shí)現對它進(jìn)行集中監視與控制。
5 供水調度結語(yǔ)
在穩定性和可靠性都得到保證的情況下，利用高科技產(chǎn)品，在節能降耗、減員增效上下工夫，一方面微機按最節能方式自動(dòng)隨時(shí)調整設備運行方式，實(shí)現經(jīng)濟運行。實(shí)現所有參數時(shí)時(shí)顯示、超限報警。另一方面，對操作復雜的水處理設備進(jìn)行自動(dòng)過(guò)濾、自動(dòng)反沖洗、實(shí)時(shí)監控，實(shí)現減員增效和優(yōu)質(zhì)供水。給水集控的投用，實(shí)現了給水班組和<
