黄河供水工程净水厂综合自动化控制系统

　　1 引言

　　大同市黄河给水工程净水厂设计规模为40×104m3/d，厂址位于大同市南郊区口泉乡堡子店村和辛寨村。根据城市集中供水和服务城市生活和生产用水的性质，水质目标执行国家颁布的现行标准GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》，为满足用户终端水质低于1.0NTU的浊度要求，此水厂的出厂水浊度要求低于0.5NTU。和利时公司作为自控系统承包商，不仅要配合其他专业达到净水厂的出水要求，完成此水厂的综合自动化控制系统，还要将LK系列PLC与其他品牌PLC、控制软件和仪表充分融合，达到无缝衔接。

　　2 净水厂的水处理工艺

　　大同市黄河给水工程净水厂净水处理工艺为“沉淀过滤+臭氧活性炭”，处理后水泵送至城市管网。如图1所示。废水处理工艺为“重力浓缩池+板框压滤机”，脱水后含水率低于40%的泥沙由车辆运输至12km外已经建成的城南垃圾处理厂集中处理。净水厂内主要设置调流及安全阀间、格栅配水车间、混合絮凝沉淀池、V型滤池、鼓风机及反冲洗水泵房、清水池、送水泵房、加氯间、加药间、粉末活性炭和高锰酸钾投加间、沉淀池排泥水调节水池、泥沙浓缩车间、泥沙脱水间及变配电间、滤池回收水池等构建筑物。净水厂内同时考虑中间提升及臭氧接触池、炭滤池车间、臭氧发生车间等深度处理系统构建筑物。

　　图1 净水处理工艺

　　3 净水厂自控系统的设计

　　大同市黄河给水工程净水厂综合自动化控制系统由中央监控计算机、服务器、工业以太网及各控制子站组成，如图2所示。中央监控计算机通过通讯适配器与工业以太网相连，配置实时监控软件，实现对生产现场设备状态的实时监测、远程控制、生产过程数据存储分析、报表报警打印等功能。

　　中央监控室配置2套冗余热备的中控监控主机、3台操作员站，光纤网通讯接口适配器、生产过程数据服务器、管理主服务器、管理数据服务器、工程师站、报表打印机和事故报警打印机，DLP投影组合，中央控制台，不间断电源(UPS)等。

　　通讯网络采用10M/100Mbps工业以太网，主干网为光纤环网，控制站下一级为链型分支。

　　各控制子站采用PLC控制系统，根据水厂的生产管理、工艺流程和构筑物位置分布特点，在生产现场设置8个现场PLC控制站（1#PLC~8#PLC），59个现场ECU控制单元（ECU101、ECU201~ ECU234、ECU401~ ECU424）。 各现场PLC控制站分配如表1所示。

　　表1 PLC控制站功能分配

图2 系统结构图

　　4净水厂自控系统的特点

　　大同市黄河给水工程净水厂的自控系统融合了和利时公司的LK系列PLC、AB公司的ControLogix系列PLC、亚控科技的KingSCADA3.0上位组态软件及哈希、 E+H 、科隆等厂家的在线仪表等。PLC控制系统作为整个自控系统的核心部分，具有以下特点。

　　（1）高性能

　　系统组件的设计符合真正的工业等级，控制系统能在严格的工业环境下长期、稳定地运行，尽可能降低控制系统故障风险，保证能源收益，确保水厂7×24小时的不间断供水服务。

LK系列PLC配置了工业级的处理器，其主频可以达到533MHz，同时具有纳秒级的处理速度，单条指令最快可以达到13ns的处理速度；具有大容量