现代水厂自动化综合控制系统结构设计
基于PLC的恒压供水系统课程设计
课程设计说明书目录1引言 (1)1.2本文的设计思想 (1)2系统方案的确定 (2)2.1控制系统方案 (2)2.2供水系统的控制流程 (4)3变频恒压供水系统的硬件设计 (6)3.1 PLC简介 (6)3.2 PLC的工作原理 (7)3.3 PLC及压力传感器的选择 (7)3.4 PLC的I/O接线图 (7)3.5系统主电路设计 (8)4系统软件设计 (9)4.1 PLC程序设计 (9)4.1.1手动运行 (9)4.1.2自动运行 (9)4.2系统程序梯形图设计 (10)5总结 (18)参考文献 (19)1引言1.1研究背景在经济迅速迅速发展的今天，各种企业如雨后春笋般涌现。
企业的供水系统的建设尤为重要，而且随着企业用水量不断增加，对供水系统的建设提出了更高的要求。
供水的经济性、可靠性、稳定性直接影响到企业的经济效益。
本系统是针对某化工企业用水而设计的一套由变频器、PLC、水泵机组等设备组成的自动变频恒压供水控制系统。
该系统将PLC、变频器、相应的传感器和执行机构有机地结合起来，并发挥各自优势，能够最大程度满足需要，具有运行稳定、操作简单和高效节能等特点。
本文首先介绍了采取变频调速方式实现恒压供水相对于传统的阀门控制恒压供水方式的节能原理；其次，对水泵机组的各种供水状态及转换的条件、水泵由变频转工频运行方式的切换过程进行分析，着重研究并提出了基于PLC和变频器的恒压供水系统的方案，并给出了硬件设计和PLC控制程序设计。
1.2本文的设计思想本设计针对恒压供水控制系统包括软硬件方面在工业实际应用中具体作用进行详细的介绍。
系统将PLC、变频器（含PID）、相应的传感器和执行机构有机地结合起来，并发挥各自优势，这个操作方便的自动控制系统，以变频调速为核心，以智能供水控制系统取代了以往高位水箱和压力罐等供水设备，起动平稳，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击；由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等东西的使用寿命；可以消除起动和停机时的水锤效应。
DCS与ERP集成应用解决方案
DCS与ERP集成应用解决方案1概述计算机在化工企业中主要应用在两个方面：生产自动控制（DCS）、管理信息系统（ERP），分别代表了控制层和管理层两个应用层次。
但是这两个层次之间是相互隔离的，数据交换通过报表、电话等人工手段进行。
这样，管理层所获得的生产信息是间断的、局部的、滞后的，管理者不能及时掌握企业生产的整体信息。
对于流程化生产的企业，将控制层和管理层有机的联系起来的需求特别迫切。
用友DCS与ERP集成应用解决方案，就是通过DCS接口，自动采集生产数据、对数据进行过滤、储存、智能分析，将生产数据集成到ERP系统的业务应用中，使用户可以通过ERP系统收集、储存、查看、分析、控制、管理企业的生产信息，并结合DCS数据的实时特性，提供了多种实用的应用模式。
1.1目标客户●适用于流程化生产的、设备自动化程度较高的大中型企业。
●当企业具有以下特征时，就应该应用DCS+ERP解决方案。
✧流程化生产；✧生产设备采用DCS、PLC等自动控制系统；✧自动控制系统具有对外的监控数据输出接口；✧企业的管理者希望实时了解生产及相关设备、质量的数据；●DCS+ERP解决方案对行业没有太多限制。
1.2关键特性●基于DCS系统的数据采集、二次应用、与ERP应用结合的管理系统；●实现了生产过程的实时监测、历史追溯、分析报表、操作指导；●与巡检、生产记录等手工数据结合，生成全面、真实的生产数据；●实现了面向生产、设备、质量、考核等的专题应用；1.3产品现状●DCS+ERP应用处于规划中，已经选择合作伙伴，没有形成产品/插件；●各分公司销售人员对DCS+ERP解决方案不熟悉，不知道是什么，能卖给什么客户，应该怎么卖；●需求该产品或对该产品感兴趣的客户较多；1.4市场现状●DCS厂商和ERP厂商各自独立，还没有集成产品出现；●极少数客户自己开发了DCS的二次应用，但一般不能与ERP有效集成；●部分DCS产品在逐渐向行业化发展，并加强了智能分析、数据接口等功能；●客户不能提出具体的应用，有待引导；1.5方案优势●自动采集DCS的生产过程数据；●使生产过程数据与ERP系统集成，深化了DCS数据的应用，强化了ERP系统与企业生产过程的联接；●面向生产、设备、质量、考核等，提出了相应的专题应用；2DCS介绍DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。
论新型水厂监控系统的设计与实现
下 的原 因多样 ， 常来 说 ， 能源站能量消耗 通 一些 大， 并且负荷程度较 高 ， 炉数 量的增加并不 必 锅 然带来能效 的更好 。 一些链条炉不够封闭 ， 风 漏 和 内膛热量 过大 ， 烟增加 带来热量散失 过大。 排 如果 内部链 条炉 比较沉 ， 带来负荷量 的提 升 ， 将
前 端 机 也采 用 了较 老 的施 耐 德 Ｔ Ｘ ７系列 ， Ｓ４ 组 态 软件 升 级 为 ＩＴｕｈ后 ，直 接通 过 Ｔ Ｐ ｎ ｏｃ Ｃ／ Ｉ Ｐ协 议 和 Ｉ Ｅ Ｖ Ｒ 与 各 子 站 Ｐ Ｃ进 行 Ｏ ＳＲ Ｅ Ｌ 通讯 ， 前端 机 已不 需 因此直 接 淘汰 ， 得注 意 值 的是 淘 汰前 端 机 时 ，要 根 据 Ｉ ｏｃ 数 字 命 ｎ ｕｈ Ｔ 令 的方式 ， 是 脉 冲命令 还 是置 位命 令 ， 比如 对 各 子 站 Ｐ Ｃ的数 字命 令 进 行 适 当处 理 。 另 Ｌ 外 值得 一 提的 是在 网络 升 级改 造过 程 中需 考 虑 与供 水 总公 司 的数 据通 讯 ，具体 情况 介 绍 如下： 由于我公 司只 涉及 水 的生 产而 不 涉及 城 市 供水 管 网 的调度 管 理 ，因此 中 山市供 水 总 公 司 调 度 系统 需 要 采集 我 公 司 的相 关 数 据 。 改 造后 总公 司 同我会 司的生 产 监控 系统 的 通 讯 流程 如 图 ３ 示 。 总公 司调 度 通过 Ｉ Ｓ Ｌ 所 Ｎ Ｑ 数 据 库 实 时读 取 所 需 数 据 ， Ｓ Ｌ保 存 实 时 Ｉ Ｑ Ｎ 和历 史数 据 ，能 使其 它需 要 工艺 数据 的用 户 方便 地获 取采 集 数据 。
恒压供水控制系统设计
绪论传统的自来水厂的供水模式在用水量高峰期时供水量普遍不足，造成城市公用管网水压浮动较大。
由于每天不同时段用水对供水压力的要求变化较大，仅仅靠供水厂值班人员依据经验进行人工手动调节很难及时有效的达到目的。
这种情况造成用水高峰期时供水压力不足，用水低峰期时供水压力过高，不仅十分浪费能源而且存在事故隐患，供水厂原有的生产设备的控制方式比较落后，控制过程烦琐，大部分需要人工进行手动操作，能耗高，而且不能保证供水压力达到压力标准。
此外，水厂作为城市供水系统的重要组成部分，其日常的生产、计划、运行和管理都直接影响到城市的安全供水。
在这种供水模式下长期以来许多水厂各部门的管理人员采用传统的人工管理模式，通过手工从事繁重的业务管理、各种日报表、月报表、年报表的统计汇总等工作。
由于对大量的统计报表的基础数据缺乏科学的分析手段，因此很难为运行管理以及调度提供强有力的决策支持。
所以对供水系统的技术改造已经迫在眉睫，技术改造的目的是提高生产过程的自动化水平。
并在此基础之上配备相应的系统管理软件，改变传统的落后管理方式，使管理工作规范化，提高水厂的业务管理水平，这为现在化的恒压供水控制广泛应用提供了条件。
恒压供水系统具有如下几个优点：1．.高效节能变频恒压供水系统的最显著优点就是节约电能，节能量通常在10-40%。
从单台水泵的节能来看，流量越小，节能量越大。
2．恒压供水变频恒压供水系统实现了系统供水压力稳定而流量可在大范围内连续变化，从而可以保证用户任何时候的用水压力，不会出现在用水高峰期热水器不能正常使用的情况。
3．安全卫生系统实行闭环供水后，用户的水全部由管道直接供给，取消了水塔、天面水池、气压罐等设施，避免了用水的“二次污染”，取消了水池定期清理的工作。
4．自动运行、管理简便新型的小区变频恒压供水系统具备了过流、过压、欠压、欠相、短路保护、瞬时停电保护、过载、失速保护、低液位保护、主泵定时轮换控制、密码设定等功能，功能完善，全自动控制，自动运行，泵房不设岗位，只需派人定期检查、保养。
恒压供水系统
摘要随着社会的发展和进步，城市高层建筑的供水问题日益突出。
一方面要求提高供水质量，不要因为压力的波动造成供水障碍；另一方面要求保证供水的可靠性和安全性。
针对这两方面的要求，这就要求一种新的供水方式，这里采用PLC 控制的恒压供水系统。
系统实现恒压供水的主体控制设备是PLC，控制电路的合理性，程序的可靠性直接关系到整个系统的运行性能。
本系统采用西门子公司S7-200系列PLC，它体积小，执行速度快，抗干扰能力强，性能优越。
对于自动化专业的学生学习可编程控制器是必不可少的。
本设计是以恒压供水系统为控制对象，采用PLC和变频技术相结合技术，设计一套恒压供水系统。
为满足城市需水量日益加大的要求，降低供水能耗，实现全自动、可靠、稳定的供水，需要利用变频恒压供水技术对原供水系统进行自动化改造，采用PLC控制并进行远程监控、管理及故障远程报警。
通过使用基于PLC的恒压供水控制系统，有效地解决了传统供水方式中存在的问题，增强了系统的可靠性，并与计算机实现了有机的结合，提升了系统的总体性能。
关键词：恒压供水，PLC控制目录摘要 (I)目录.................................................................................................................................................................... I I1 引言............................................................................................................................................................ - 1 -2 设计内容...................................................................................................................................................... - 2 -3 工艺分析及控制要求.................................................................................................................................. - 3 -3.1 工艺分析........................................................................................................................................... - 3 -3.2 控制要求........................................................................................................................................... - 4 -4 恒压供水控制系统及硬件设计.................................................................................................................. -5 -4.1网络结构设计.................................................................................................................................... - 5 -4.2 PLC硬件设计.................................................................................................................................... - 5 -4.3电气原理图........................................................................................................................................ - 5 -4.4 I/O地址分配...................................................................................................................................... - 6 -5 PLC程序设计............................................................................................................................................... - 8 -6 总结............................................................................................................................................................ - 10 -7 参考文献.................................................................................................................................................... - 11 -1 引言传统的供水方式普遍不同程度的存在浪费水力、电力资源；效率低；可靠性差；自动化程度不高等缺点，严重影响了居民的用水和工业系统中的用水。
基于PLC控制的供水系统设计毕业论文
第一章 绪论
1.1 研究背景
水是人民生活必需品，但由于近些年来，随着人们生活水平的提高，大楼的层数也在不断的剧增。再加上受到输送管道和供水设施的影响，使居民的生活用水存在着自来水管网压力不足的现象，尤其是供水高峰期的高层供水尤为突出,给人们的生活带来了许多困扰。
以前为了解决用水难的问题，通常会在楼顶固定一个高位水箱，通过水箱的高度给水提供一定压力，再供给用户使用。但这种方案明显非常落后，不仅投资大而且不利于房屋的维护和抗震。上个世纪80年代后，气压供水逐渐替代了高位水箱供水。但这种供水方式依旧存在很多缺陷。
基于PLC控制的供水系统设计毕业论文
第一章 绪论1
1.1 研究背景1
1.2 供水系统设计要求2
1.3 供水系统设计思想2
1.4 供水系统方案确定3
1.5 供水系统运行和原理3
1.5.1 系统原理说明3
1.5.2 系统运行说明4
第二章 可编程控制器的概述5
2.1 可编程控制器介绍5
2.2 三菱FX系列介绍5
附录一 系统元件明细表33
附录二PLC I/O口分配表35
附录三 PLC I/O口接线图36
附录四 供水系统电路图37
附录五 控制系统梯形图38
附录六 程序指令清单43
引言
可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它采用一类可编程的存储器，用于其部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程逻辑控制器实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：电源、中央处理单元(CPU) 、存储器、输入输出接口电路、功能模块、通信模块。可编程控制器在我国各个工业领域中得到了越来越广泛的应用，它是自动控制技术、计算机技术和通信技术三者结合的通用工业自动化装置，已成为工业自动化的三大棱柱之一。为了适应这种形势，我们选择了三菱FX1N-40MR-001系列可编程控制器编写这次设计。
毕业设计68基于变频调速技术的恒压供水计算机监控系统
摘要我国水厂从七十年代开始应用集中巡检，到八十年代随着工业水平的提高和计算机技术的发展，自动控制技术发展得很快。
随着自动控制技术的广泛应用，大城市的水厂自动化生产程度较高，但中小城市水厂尤其是老水厂自动控制系统配置相对落后。
本论文在分析和比较了国内外供水自动控制系统的发展现状和特点的基础上，结合我国中小城市供水厂的现状，设计了一套以变频调速技术为基础的恒压供水计算机监控系统。
该系统综合运用计算机技术、变频调速技术以及自动控制技术，实现了恒压供水的参数整定自动控制，保证了随时供水系统维持在最佳运行状况。
论文对计算机控制系统中的上下位机之间的串行通信进行了分析和研究，运用组件技术和多线程技术开发了串行通信控件，在自定义通信协议的基础上设计了相应的串口通信程序，实现了上位机和可编程序控制器之间的实时通讯及远程控制功能。
并在此基础上研制开发了一套用于供水系统的信息管理及监控系统软件，分析了软件设计中的总体结构设计、数据库设计、数据处理软件设计等的实现。
现场调试和运行表明，该系统能够对供水过程进行自动控制，能够有效地降低能耗，提高生产管理水平。
监控系统安装维护方便，运行稳定、可靠；监控软件功能齐全，人机界面友好，使用方便。
关键词：供水系统串行通信信息管理 PLCAbstractCentralizing scout of waterworks is started to apply in 70s in our country. In the 1980s, with the development of industry and computer technology, automation technology is progressed fast. With the widely applications of automation technology, the automatic degree of waterworks in city is much higher than the correspondence in town. Especially in some old waterworks, the equipment of automatic control system is dropped behind.On the basis of analyzing and comparing the development and characteristic of domestic and overseas automatic system of water supply, combined with status in quo of the waterworks in our country, this paper designs a suit of computer controlling system based on variable frequency speed-regulating technology. Through using computer technology, variable frequency speed-regulating technology and automation technology, the system can make the water pressure of water supply system constantly by the way of parameters self-tuning. It assuredly makes the water supply system work on all cylinders.Through analyzing and researching on the serial communication between host computer and PLC of computer control system, a serial communication control is developed base on control technology and multithreading technology. Serial communication program is developed base on the custom communication protocol, the function of real time communication and remote control between host computer and PLC is realized. On the basis of these programs, a information management and real time supervisory control software of water supply system is developed. At the same time, it analyzes the design of frame, database, data management and so on. The realization of these programs is also introduced.The Operation and experiment demonstrates that the system make the work of water supply automated in some degree. It is good for energy saving and improving the management of waterworks. It’s also facility to mount and maintain, reliable to operating, and precise to supe rvise and control. The supervisory control software has abundant functions, kind interface and convenience to using.Key Word：Water supply system, PLC, Information ManagementSerial Communication目录第一章变频调速恒压供水系统的现状和发展 (1)1.1 变频调速恒压供水的目的和意义 (1)1.2 变频调速和编程软件概述 (6)1.2.1 变频调速技术的特点及应用 (6)1.2.2 可编程序控制器的特点及应用 (9)1.3 毕业设计任务及要求 (11)第二章变频调速恒压供水系统工作原理 (13)2.1 系统的工作过程 (14)2.2 变频调速的节能调速原理 (16)2.3 变频调速恒压供水工况分析与能耗机理分析 (19)2.3.1 管路水力损失与性能曲线 (19)2.3.2 水泵工作点的确定和调节 (20)2.3.3 水泵变频调速节能分析 (21)2.3.4 调速范围的确定 (24)2.4 本章小结 (24)第三章系统软件设计与实现 (26)3.1 系统监控软件总体结构设计 (27)3.1.1 数据采集与通信 (29)3.1.2 设备状态控制 (30)3.1.3 数据管理 (31)3.2 数据库设计 (32)3.2.1 数据库设计的原则 (32)3.2.2 数据库的建立 (33)3.3 监控软件结构设计 (36)3.4 本章小结 (37)第四章上位机与PLC与的串行通信 (38)4.1 上位机与PLC与的串行通信 (38)4.1.1 串行通信 (39)4.1.2串行通信接口标准 (41)4.2 通讯参数设置和通讯测试界面 (44)4.2.1 通讯参数设置 (45)4.2.2 通讯测试界面 (46)4.3 PLC通信程序设计 (46)4.3.1 PLC网络通信协议 (46)4.3.2 PLC通信程序设计 (49)4.4 上位机通信模块设计 (56)4.5本章小结 (56)全文总结 (57)参考文献 (59)致谢 (60)第一章变频调速恒压供水系统的现状和发展1.1变频调速恒压供水的目的和意义近年来我国中小城市发展迅速，集中用水量急剧增加。
水厂工程技术方案(3篇)
第1篇一、项目背景随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快，水资源的需求量不断增加，水厂建设成为保障城市供水安全的重要工程。
本方案针对某城市新建水厂项目，提出一套完整的水厂工程技术方案，以确保水厂高效、稳定、安全地运行。
二、项目概述1. 项目名称：某城市水厂新建工程2. 项目地点：某城市某区3. 项目规模：设计日供水量为100万立方米4. 项目总投资：约5亿元5. 项目建设周期：36个月三、水厂工艺流程1. 水源取水：采用地表水源，取水口位于某河流上游，取水能力为200万立方米/日。
2. 水源预处理：包括预处理池、曝气池、絮凝池等，对取水口的原水进行预处理，去除悬浮物、胶体物质等。
3. 水质净化：采用先进的膜生物反应器（MBR）技术，对预处理后的水进行深度处理，去除有机物、氮、磷等污染物。
4. 水质稳定：采用活性炭吸附、臭氧氧化等工艺，对净化后的水进行水质稳定处理，确保出水水质达到国家标准。
5. 水量调节：设置调蓄水池，调节日用水量波动，保证供水稳定。
6. 水厂配电及自控系统：采用智能化控制系统，实现水厂生产过程的自动化、信息化管理。
四、水厂主要设备选型1. 取水泵房：采用立式泵，单泵流量为1000立方米/小时，扬程为30米。
2. 预处理设备：絮凝池、沉淀池、曝气池等，采用国内外知名品牌设备。
3. 水质净化设备：MBR膜组件、超滤膜组件、反渗透膜组件等，采用国内外知名品牌设备。
4. 水质稳定设备：活性炭吸附塔、臭氧发生器、混合器等，采用国内外知名品牌设备。
5. 调蓄水池：采用预应力混凝土结构，有效容积为2万立方米。
6. 配电及自控系统：采用国内外知名品牌设备，实现水厂生产过程的自动化、信息化管理。
五、水厂施工组织与管理1. 施工组织（1）成立项目施工领导小组，负责项目施工的全面协调和管理。
（2）设立项目施工管理机构，明确各部门职责，确保施工进度和质量。
（3）制定施工进度计划，合理安排施工顺序，确保项目按期完成。
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现代水厂自动化综合控制系统结构设计
摘要：随着科技的不断进步和人们对生活质量的日益追求，现代化水厂的自
动化程度也在不断加强。
相对于国外，我国的自动化水厂技术起步相对较晚，存
在一些不足之处。
随着工业自动化技术的日益发展，自动化水厂也得到了很大的
发展，本文详细分析了我国现代化水厂自动化现状，介绍了笔者在工作中的一些
相关经验。
关键词：自动化；结构设计；控制系统
目前，自动化控制系统已经有了比较成熟的发展系统，现代水厂虽然已经采
用了自动化技术，但距离完全自动化还有很大的差距。
[1]水厂的控制系统还不
够完善，不能实现全面的自动化控制，因此，要想实现水厂的完全自动化，还需
要进一步的技术创新和设备更新，提高生产效率，为人们的生活提供更好的水源
保障。
自来水厂的自动控制系统主要包括配电系统、源水泵房、出水泵房、沉淀池
以及滤池、加药间等单元，一般包括取水、配药、加药、混凝、沉淀、过滤、消
毒和送水等环节。
这些单元通过控制室的生产SCADA系统统一调度、管理。
下面，笔者就自来水厂的的自动化控制系统各项功能进行简要介绍。
一、现代水厂自动控制系统的总体结构概述
随着工业自动化的不断发展，基于PLC的自动控制系统已成为现代水厂中广
泛使用的一种技术。
这种系统采用分布式控制结构，按不同层级进行管理，包括
设备层、控制层和监管层等级管理。
设备层主要管控对象为变频器、水泵机组、
水质在线仪表、各类型传感器等；控制层则主要针对控制核心和制水工艺进行控制；监管层则涵盖操作监控系统和信息管理系统。
在使用PLC作为控制层的主要控制设备时，可以通过使用工业以太网来将监
管层的工控机、服务器与控制层的PLC站连接构成一个完备的控制系统，与设备
层各生产设备及传感器进行对接，通过现场总线和多元化端口进行实时数据采集，
结合编制好的程序进行运算，对各设备进行控制；监管层配备至少两台工控机互为冗余，若同时出现故障，各PLC分站仍然能够独立地控制各分系统按照设定的工艺流程进行生产，保障了自来水厂生产的正常进行，提高了自来水厂自动化控制系统的稳定性与可靠性。
二、自控系统硬件相关设计
1、 PLC系统选型及设计
PLC自动控制系统硬件选型，需要结合现场生产设备、传感器、仪器仪表等的数据采集及控制、通讯方式。
在水厂中，PLC自动控制系统需要处理大量的模拟量和开关量，并预留一定数量的点位方便今后快速扩展，需要提供的扩展模块数量和机架扩展形式也需要根据经济性和可靠性要求综合确定。
PLC的CPU程序、数据储存空间以及备用空间的规模需要根据这些量的大小进行估算，同时在选型时优先考虑编程语言、指令集较为丰富、兼容性强、型号较新、市场应用广泛的品牌型号。
在自来水厂的自动控制系统中为进一步增强某些关键工艺段的自动控制可靠性，除了选用可靠性强、技术先进、功能模块齐全的PLC品牌，PLC冗余设计也必不可少，推荐采用热备冗余，热冗余主要指的是主系统与热备系统联机运行相同的控制程序，热备系统在其未被激活的过程中并不参与系统的控制工作只同步采集数据，而当主系统出现故障时则热备系统迅速接管控制系统的故障部分，故障切换零感知，以保障整体控制系统的可靠运行。
在自来水厂冗余部分的控制中采用的是多CPU并联的结构，通过光纤或者高速以太网互联，当主系统故障消除后，又可自行恢复至主系统运行。
2、PLC柜电源冗余设计
PLC柜进线电源采用双路供电模式，两路进线电源分别位于低压电器柜联络柜两侧，连接ATS主、备用进线端，ATS出线端连接UPS进线，UPS出线作为PLC 柜进线电源。
此电源进线连接方式可大幅提高PLC进线电源可靠性，但考虑UPS 故障后旁路功能失效时有发生，导致PLC柜失电，笔者建议在UPS出线端加装电源切换装置（如STS），切换时间毫秒级别，此功能保证在UPS故障后PLC柜能
及时切入市电供电（UPS故障恢复后，自动切换至UPS供电），PLC 机架及CPU
不掉电，做到无感切换，并通过无源继电器信号输出，PLC系统采集失电信号后
立即报警，便于运维人员迅速介入，排查故障，保障生产系统安全稳定运行。
三、水厂各分系统设计
1、水源控制系统
目前，部分水厂供水生产模式需要人工操作、调控、检测，导致精准度不高，这种传统模式已经难以满足日益增长的水需求和对水质量的要求。
为了提高水源的自动化控制程度，一些水厂开始采用PLC自动控制系统构建
水源自动控制体系，远程遥控水泵启停。
PLC自动控制系统可以实现对水源的自
动监控和远程控制，从而实现对水源的自动化控制。
为了实现远程控制，同时确
保网络安全，采用运营商专线实现水源和水厂内网之间的连接，从而实现远程细
节调控，及时获取水源的运行状态和各项运行数据。
这种方式可以大大提高对水
源的监控和控制的精准度和效率。
数据包括出水压力、瞬时流量、液位、水泵温度、电量等，可以按常规运转规律进行自动控制。
这些数据主要用于对水源的运
行状态进行监控和控制，可以实现对水源的自动化控制。
2、水泵运行状态检测系统
泵组电机温度信号（每个水泵八个）由温度巡检仪采集汇总并通过站内数据
采集网关中转上传监控系统。
自控系统根据泵组、电机厂家提供参数，合理设置
温度告警值，故障紧急停泵值等。
泵组/电机振动信号、电机转速信号由专用水泵机组振动监测系统，经传感器、采集模块和振动 PLC 采集汇聚并上传中控室SCADA系统。
系统根据采集的
震动信号提供可视化界面，当发生震动不平衡时，系统可根据内签专家知识库，
提前做出合理预警，如果轴承磨损等告警信息，便于维护人员在水泵发生大故障
时提前介入维护保养，降低故障率。
能耗监测:PLC控制系统采集每台水泵电量、出口流量、水泵前后压力，根据
能耗计算公式计算泵组千吨水单耗，并在生产SCADA系统中记录历史能耗数据。
3、供水系统
供水系统设计主要自动控制功能包括分时段恒压变频供水、泵阀联动控制、水泵机组自动切换运转等，自动调节水泵的运行数量，并切换不同的工作状态，以适应不同的用水量，确保供水系统更加智能、高效、便捷和安全，同时也能够减少人工干预，降低工作难度和风险[2]。
PLC自动控制系统的核心是采集出厂总管压力实时数据，并生成水泵机组的远程控制信号，同时引入PID调节技术，利用先进的变频器技术进行水泵机组运行状态调控。
若水泵出口为电动阀，应充分考虑泵阀联动控制，注意泵阀开关顺序，防止水锤效应对泵组的损害。
当水泵突然失电或故障停机时，电动阀应及时做出响应关闭；当开泵过程中阀门因故障开启失效，自控系统应综合泵出口压力及流量数据，及时关阀关泵或做出弹框提示告警，由中控人员判断处置。
4、加氯系统
氯消毒是水厂生产过程中非常重要的工序，这是为了确保水质安全而必须要进行的步骤。
目前，应用较为广泛的氯消毒材料是次氯酸钠，在水厂中，氯消毒的添加方式有人工添加和自动控制添加这两种。
随着科技的不断发展，氯消毒也需要依托自动投加进行控制，在水厂加氯间安装PLC控制系统，能够实现自动化升级，同时配备了数字计量泵及出口电磁流量计，自动控制系统结合进水流量反馈的数值进行加药频率以及加药量的自动计算，从而能够实现消毒剂的定比例精准投加。
同时，自控系统采集不同工艺段出水余氯数值，形成闭环控制系统，一旦加药过量或者加氯控制系统出现问题时，系统会及时地进行报警，并且将设备切换成手动加药状态，以确保水质安全。
5.配电系统监测
高、低压配电间内开关柜多功能智能电量表、继保通讯柜的数据通过数据采集网关以485通信电缆有线方式进行采集获取，分别采集线、相电流和电压、有功、无功功率、电量、功率因数及断路器合闸、报警信息。
自控系统通过电量采集，可实时计算各工艺单元生产能耗，为优化生产工艺流程，淘汰高能耗生产设备提供精准数据支撑。
同时，对采集的配电系统故障信息综合汇总，在生产SCADA系统中做出及时报警或弹窗，便于生产人员及时处置安全生产隐患。
四、智慧水厂展望
随着信息技术的不断发展，人工智能、AI技术落地生根，正不断展现强大的生命力，工业自动化领域也正朝着智慧化、智能化领域发展，传统自控在某些领域已不能有效支撑起智慧水厂建设需求。
以水厂供水系统为例，目前自控系统水泵的加减泵模式为：恒压控制，PID 调节，当无法满足泵站出口压力要求时，额外开启一台使用累积时间最短的变频泵或者工频泵。
该控制模式缺乏对供水需求量变化的预测，及对水泵实际性能的考量。
若通过运用最新的大数据、AI建模、机器学习等最新技术，能较好地预测不同时期供水流量、压力要求，并根据系统内记录的每台泵能耗曲线，分析计算确定最佳开泵组合，同时兼顾运行时长及累计运行时长，自控系统将能切实降低整体输水功耗，降低水泵故障率。
五、结语
综上所述，在目前的水厂建设与发展中，相关人员要对其进行积极的研究与开发，并引入先进的科技，以提升其技术含量。
此外，还应该对水厂的管理体系进行强化，并将其落实到水厂运行中，对其进行整体的设计，以促进我国水厂的繁荣发展。
参考文献
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