太原呼延水厂自控系统工程

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1、太原呼延水厂自控系统工程北京机械工业自动化研究所1工程概况工程名称：太原市呼延水厂建设单位：太原市黄河供水有限公司建设项目总投资：27亿元项目性质：山西省重点工程开工工期：2000年7月投产日期：2003年10月生产能力：40万吨/日，属大型净水厂智能化系统投资：1130万元2工程简介太原城市供水公司呼延净水厂系山西省重点工程，是万家寨引黄入晋工程的组成部分。黄河水源从万家寨水库提取，经五级提升进入汾河水库，再由汾河取水，经管道、隧道流向呼延水厂。该工程建设规模为日供水80万吨，首期日供水40万吨，占地面积562

2、亩。呼延水厂自控系统工程包括以下内容：配水控制、配药加药控制、加氯加氨控制、沉淀池控制、虹吸滤池控制、污泥处理控制、出厂水控制、自用水控制、工业闭路电视监视、安全防卫系统、办公自动化系统、在线仪表检测、总调通信、水厂管理系统。自控系统涉及了水厂所有的设备及检测，分布整个制水厂。3系统方案按照“黄河水源太原城市供水工程呼延水厂自控系统工程”招标标书中技术规范的要求，根据国内外城市供水工程的运行管理情况以及我们在国内做过的城市供水工程的实际经验，依照国际自动控制领域的发展趋势，遵循“集中管理、分散控制”的原则，同时结

3、合该工程的重要性和具体情况，本着安全可靠﹑简单实用、先进(十年不落后)的原则，呼延水厂自控系统工程，建设一个由计算机﹑PLC、现场仪表、工业电视组成的多级的、开放的、模块化的、实时多任务的集散型的可扩展的数据采集和监控系统。本系统完成后,不但能够实时采集和显示出整个供水系统中各设备的运行工况及各项工艺运行参数,而且能够合理解决和协调运行中各工艺单元之间的优化配合，以提高供水系统的运行管理水平，使整个供水工程能够正常、稳定、安全、高效、低耗运行，并取得最佳效益，自动化水平达到国内同等规模的领先水平。根据水厂的制水工

4、艺和设备的分布、控制要求，呼延水厂自动化控制系统采用了多媒体技术、现场总线技术、高速以太网技术、工业控制技术、通信技术与视频图像监控技术等关键技术，集成现场工业总线的高速以太网多媒体计算机信息管理、控制系统，实现水厂的综合自动化控制和管理，保证了水厂的正常运行，达到了现代化水厂管理的要求。系统网络方案图如下：3.1控制网络主干网络：采用ControlNET光线冗余主干网，速度5Mbit/s，用于连接主控站PLC及服务器，距离约3km。管理网络：采用10M/100M以太网，组成管理系统、办公自动化网络。设备网络：采

5、用DeviceNET现场总线，用于完成智能设备的远程网络控制。采用Profibus-DP现场总线，完成同进口专用设备的通讯与控制。采用RS-485通讯方式，完成其他第三方智能设备的通讯。3.2系统组成（1）信息层：由计算机硬件与软件系统组成。其中硬件部分主要为工作站，服务器，工业电视监视系统、网络传输线路等组成，完成系统的数据采集、监测、控制、通信、显示等功能。软件系统主要由基于Rockwell组态软件开发的呼延水厂生产过程控制与作业管理信息系统、呼延水厂运行监控与计划调度指挥系统和基于微软SQL数据库开发的生产

6、管理（水质监测、生产数据和系统故障报警信息）信息系统等组成。该体系结构实现了对呼延水厂生产系统软硬件资源的充分利用，使系统具有更高的兼容性、开放性和安全性。系统采用IBM部门级服务器，对生产管理系统数据进行备份、存储，以保证生产数据的高度安全性。监控工作站、管理工作站、现场过程数据服务器（Web服务器）、视频服务器、数据库及应用软件的用户之间通过TCP/IP通信协议实现信息的传输与共享。数据库中的数据只有通过服务器才能够与用户，现场设备之间进行信息的交流（监控计算机除外）。用户既可以通过Windows内建的IE浏

7、览器实现生产现场信息的获取与交互，也可以直接与数据服务器进行信息的交流，再通过监控计算机实现对现场设备的控制。用户不直接参与控制现场设备与数据库，既保证了数据的安全性及底层设备的健壮性又实现了人机交互界面的透明性与友好性。（2）控制层：现场控制站以ControlLogixTM平台为控制核心，分布在各工艺段，PLC之间和中央监控计算机通过光纤采用ControlNetTM网络协议相连，实现控制信号的高速传输。PLC自动监测重要设备的运行状态和工艺参数变化，并对设备进行自动控制。根据工艺流程，全厂共设6套PLC控制站：

8、1号PLC站设在加药间，负责投药系统和配药系统。根据进水流量、原水浊度、温度及沉淀后SCD值进行加药系统的PID自动调节；并通过网络通讯控制进水流量调节器。2号PLC站设在加氯加氨间，控制液氯及液氨的气化、加氯加氨机的投用与切换，完成加氯加氨过程的监测和控制。3号PLC站设在沉淀池配电间，控制配水井排泥角阀、格栅机、电动蝶阀门、各阀岛电磁阀箱，控制反应沉淀区域的排泥过程。