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--自来水水厂自动化系统解决方案-水厂自动化系统

供稿:唐山平升电子技术开发有限公司 2019/3/7 8:55:38

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自来水水厂自动化系统解决方案

      为解决农村饮水安全问题,很多地方建立了小型水厂,集中为一些村镇供水。水厂自动化系统是水厂建设中的重要部分,以下对该部分内容做简要介绍。

农村集中供水形式

      各地根据自身的水资源及地势情况确定供水形式,主要包括以下几种:

      1、直供井供水:每个村镇打一眼或多眼深井,直接通过管网为村镇供水。

      2、一眼或多眼水源井取地下水,进入小型水厂,加氯,进入清水池,再通过几套加压泵为不同村镇供水;有的小型水厂清水池地势较高,可通过自流为不同的村镇供水。

      3、一个或多个取水泵站取地表水,进入小型水厂后,经加药加氯等工艺处理进入清水池,再通过几套加压泵为不同村镇供水;有的小型水厂清水池地势较高,可通过自流为不同的村镇供水。

自来水水厂自动化系统解决方案

      以第二种供水形式为例介绍水厂自动化系统。多眼水源井取地下水,原水进入小型水厂,加氯,进入清水池,再通过几套加压泵为不同村镇供水。

自来水水厂自动化系统总体设计方案

   ◆ 在水源井井房内安装水源井监控设备。

   ◆ 在水厂进水口安装流量监测终端。

   ◆ 在水厂加氯间安装加氯设备远程测控及水质监测终端。

   ◆ 在水厂加压泵房安装加压泵站远程测控终端。

   ◆ 在水厂低压配电室安装配电监测终端。

   ◆ 在水厂值班室安装工控机、计算机、投影仪、打印机等。安装监控系统软件。

   ◆ 流量监测终端、加氯设备远程测控及水质监测终端、加压泵站远程测控终端与值班室工控机之间采用局域网有线通信方式;水源井监控设备与值班室工控机之间采用GPRS(或CDMA、4G、NB-IOT)无线通信方式(支持光纤通信方式)。

   ◆ 未来,水厂需要对各用水单位进行流量监测,采用GPRS(或CDMA、4G、NB-IOT)无线通信方式。

系统拓扑图



自来水水厂自动化系统主要功能             

   ◆ 系统可以实时监测水源井水泵工作情况,包括:电流、电压、电能、泵开关状态、?;ぷ刺?、出水压力、出水流量??梢栽冻唐鹜K淳?。

   ◆ 系统可以实时监测进厂流量、出厂流量、出厂压力、水池水位、余氯等信息。

   ◆ 系统可以实时监测加氯机的工作状态、加氯速度、自动控制/远程控制加氯机的起停。

   ◆ 系统可以实时监测加压泵组水泵的工作状态,包括:开关状态、?;ぷ刺?、电压、电流、频率等。

   ◆ 系统可以自动控制、远程控制加压泵的起停。根据出口压力自动调整水泵转速。

   ◆ 系统可以实时监测配电站信息,包括:开关状态、电流、电压、电能等。

典型操作界面

应用现场

                                             山东日照农村饮水安全监控系统


张百湾镇供水远程监控系统


水厂远程监控系统

适用范围

水厂远程监控系统适用于供水企业远程监控管理水厂。

水厂操作人员可以在水厂控制室远程监测厂内水池水位、进厂流量、出厂流量、出厂压力、水质等信息;远程监测加压泵组、配电设备及其它自动化设备的工作情况;远程控制加压泵的启停。

水司调度中心工作人员及公司主管领导可以远程监测各水厂的工作情况及水厂操作人员的操作情况。

 

系统示意图

系统功能


软件界面


应用案例

案例1——承德张百湾水厂自动化系统解决方案
      承德市张百湾镇供水工程工艺流程如下所示:


水厂周边建有5口水源井,通过两条管道集中向水厂供水。 
      水厂内两条管道的进口安装有流量计和电动阀,经过消毒间后将原水输送到两个蓄水池。 
      消毒间内安装有水质检测设备和加药设备,加药设备自动向供水管道内加药,对原水进行消毒处理。 
      两个蓄水池上方均安装了超声波水位计,实时监测水池水位。 
      蓄水池后的供水泵房内安装有4台加压泵,均为变频启动,和出口管道上的压力变送器联动实现对外恒压供水。 
      供水泵房内还安装有出水水质检测设备,实时检测浊度、PH、余氯等水质参数。

      通信网络:
      水源井分布在水厂周边600米范围内,布线方便,因此水厂内部、水厂及水源井之间均铺设了光纤,组成了局域网,整个系统基于该通信网络搭建。

      设备配置:
      水源井:5口水源井的水泵启动柜均安装在水厂配电间内,通过加装水源井监控终端,实现5口水源井的远程监测和远程控制。 
      水厂消毒间:加装加药设备监控终端,监测两条进水管道的流量、水质以及进口电动阀、加药设备状态;根据进厂管道流量和出厂余氯值自动控制化料器、搅拌机、卸酸泵等加药设备的运行,自动向管道内投加药剂。 
      水厂供水泵房:供水泵组的启动柜也安装在配电间内,通过加装供水泵房监控终端,监测蓄水池水位、加压泵组运行参数和状态、出水压力和水质,并自动控制加压泵组对外恒压供水。

      系统功能:
      ◆ 远程监控 
         水厂监控中心的服务器上安装上位机监控软件,实现以下功能: 
         ① 实时监测整个供水系统的设备运行状态、运行参数以及流量、水位、压力、水质等生产数据。 
         ② 远程控制水源井水泵、消毒间加药设备、加压泵房加压泵组的启、停。 
         ③ 远程设定水厂出水压力值。 
         ④ 远程切换系统的手动/自动控制模式。 
         ⑤ 自动生成数据统计报表、过程分析曲线。 
      ◆ 逻辑自控 
         ① 蓄水池水位超高时,自动关闭相应进水管道的进口电动阀。 
         ② 两条管道进口电动阀全部关闭时,所有水源井水泵同时停泵。 
         ③ 两个清水池的水位均到达超低水位时,供水泵房水泵全部关停。 
         ④ 根据进水管道流量和出水管道余氯值自动控制消毒药剂的投放比例和投放量。 
         ⑤ 根据出水管道压力自动控制供水泵房内水泵的投入数量和运行频率,实现恒压供水。

现场展示:


案例2——四川某县级水司水厂自动化系统解决方案

      某县级水司有多个水厂,下面以其中1个水厂为例介绍该水司的水厂远程监控系统。 
      该水厂的水源为湖泊,取水泵站取水后通过管道输送给水厂,水厂内对原水进行加药、加氯等处理,通过加压泵组加压后输送到高位清水池,再自流向用户供水。 
      水厂工艺流程如下所示:


◆ 原水进厂后,先进行加药处理,给加药设备上电即可自动向进水管道内加药。 
      ◆ 原水经加药混凝、澄清处理后进入调节池,给加氯间的加氯设备上电即可自动向调节池与加压泵房间的管道内加氯。 
      ◆ 加压泵房内配置4台泵,采用软启动的控制方式,每台泵均配有水泵启动柜。 
      ◆ 加压泵房距高位清水池约500米,高位清水池通过自流的方式向用户供水。

      通信网络:
      该供水系统中取水泵站、水厂和高位水池的距离虽然不远,但因地处山区,布线困难,因此采用了GPRS-VPN专网的组网方式。
      现场监控设备通过GPRS向水厂和水司两级中心上报数据。 
      水厂和水司监控中心内均配置GPRS数据传输??镈ATA-6107,以接收现场监控数据并下发操控指令。

      设备配置:
      取水泵站:取水泵站内安装有3台取水泵、配置了水泵启动柜,通过加装取水泵站监控设备,实现取水泵组的远程监测和远程控制。 
      水厂:水厂内布线方便,通过加装水厂监控设备,集中实现加药、加氯、加压泵组的实时监控;多个水池的水位监测;水厂进/出水流量、压力和出厂水质的监测。 
      高位水池:高位水池附近无电源,通过加装太阳能供电型高位水池监测终端和投入式水位计,实现水池水位的在线监测。

      系统功能:

      ◆ 远程监控
      该系统实现了水司和水厂的两级监控。 
      水司监控中心主要是监测水厂整体运行数据、运行状态,以便于统计、分析(监控软件中未分配设备控制权限)。 
     水厂监控中心在监控各工艺环节运行数据、设备状态的同时,可对取水泵组、加药/加氯设备、加压泵组等环节实施远程控制(监控软件中分配了设备控制权限),并可远程切换系统的手动/自动控制模式。 
     ◆ 逻辑自控 
      ① 加药设备和取水泵组实现联动,即取水泵组启动时加药设备同时启动、取水泵组停泵时加药设备同时停止。 
      ② 加氯设备和加压泵组实现联动,即加压泵组启动时加氯设备同时启动、加压泵组关停时加氯设备同时关停。 
      ③ 高位水池和加压泵组实现联动,即高位水池水位超高时,加压泵组自动停泵;高位水池水位超低时,加压泵组自动开泵。

     现场展示:

其它项目现场展示



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