水厂自控系统案例-专业自动化论坛-中国工控网论坛

水厂自控系统是现代水务管理的核心技术支撑，它通过集成传感器、控制器、执行机构及通信网络，实现水处理全流程的自动化监测与智能调控

永浩自控张琳 1 #

2025-12-29 13:27

自来水厂自控系统项目案例
该净水厂项目设计总规模10万m3/d。我公司承接该项目的自控工程。工程内容主要由以下三部分组成：信息层——中央控制系统，控制层——现场控制站及设备层——现场仪表等组成。
设计标准

《仪表系统接地设计规范》
（HG/T 20513-2014）
《计算机场地通用规范》
（GB/T2887-2011）
《自动化仪表选型设计规范》
（HG/T 20507-2014）
《仪表供电设计规范》
（HG/T 20509-2014）
《工业计算机监控系统抗干扰技术规范》（CECS81:96）
《信息安全技术网络安全等级保护基本要求》GB/T 22239-2019
《控制室设计规范》 HG/T20508-2014
根据工艺要求厂配备检测仪表，实时在线检测各项工艺参数。仪表的输出信号传送至各区域的可编程序控制器，利用计算机测控管理系统对其进行处理、显示、存储和打印。仪表本着节省、简单，实用，可靠性高的原则进行配置。
水厂自控架构
中央监控系统由中央监控计算机、服务器、工业网络交换机、报表及报警打印机、大型LED显示拼接屏等组成中央监控主站。
通过中央控制室的计算机显示屏分屏显示自来水厂的整个工艺流程和厂外原水投加间、应急加药间以及引提水项目闸门控制系统。并在相应位置显示检测工艺参数的实计值和设备运行状态。
现场控制站采用施耐德冗余型PLC，各PLC站均采用光纤环网连接至中央控制室，保证了水厂运行可靠性。各分站负责各区域内工艺参数的采集、设备配套相应仪表的参数采集、过程控制等任务的完成。
控制方式
控制系统的控制功能是控制系统的最主要功能，它包括通过人机界面实现的手动控制和自动控制两个部分:
手动控制
在手动状态下操作员可以在输入密码获得授权后通过中央控制室操作员站对全厂所有电气驱动的工艺设备进行手动控制和调节，还可以通过各现场站的人机界面对该PLC站所在区域所有电气驱动的工艺设备进行手动控制和调节。
自动控制
自动控制是计算机控制系统根据事先编制的程序通过采集的数据分析，自动作出反应，对工艺设备作出相应的控制。该自控项目基本涵盖全部工艺过程，争取实现全厂的无人操作。

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永浩自控张琳 2 #

2025-12-30 17:10
水厂取水泵站自控系统项目实施说明
一、项目基本概况
本项目为某市第三水厂配套引水管道工程取水泵站自控系统建设，设计取水规模：近期20万m³/d，远期40万m³/d。核心功能为金沙江水源至市二水厂、三水厂的输送，含黄河镇水库应急取水链路。泵站场内设施：取水泵房（3台取水泵、3个电动蝶阀、1台集水坑潜污泵、送/排风风机各1台）、高低压变配电间、原水水质监测仪表间。自控系统目标：实现设备运行状态实时监视及工艺过程自动化控制。
二、设计依据及执行规范
- 《给水排水仪表自动化控制工程施工及验收规程》CECS162-2022
- 《自动化仪表工程施工及验收规范》GB50093-2013
- 《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2012
- 《泵站计算机监控与信息系统技术导则》SL583-2012
- 《电气装置安装工程施工和验收规范》50254-2014
三、工艺流程及自控覆盖范围
自控系统覆盖取水泵站全工艺链路，核心流程及监控节点如下：
1. 水源切换流程：常规取水链路为金沙江→调节水池；应急取水链路为黄河镇水库→调节水池；调节水池设置超越/溢流管，相关阀门状态及水池液位纳入自控监测。
2. 加压输送流程：水泵机组按近期/远期分期配置，泵组启停、转速调节及输水管网压力、流量参数纳入自控调控范围，实现分级加压与精准输送。
3. 辅助保障流程：电气供电状态、设备运行环境（温湿度）、管道压力/泄漏状态等辅助参数，纳入自控系统监测范围，实现全场景覆盖。
4. 水质监测流程：原水入调节水池后设多参数在线监测节点，监测数据（pH、温度、浊度等）实时接入自控系统，完成采集-传输-存储闭环。
四、自控系统架构及功能配置
本项目自控系统采用分层分布式架构（信息层、控制层、设备层），通过工业以太网及无线VPN网络实现数据交互，构建“现场采集-本地控制-远程监控”链路，配置如下：
（一）信息层——中央控制室
信息层（中央控制室）配置：工业以太网交换机、无线VPN设备、监控主机、数据服务器、报警终端。功能：接收设备运行/水质/安防数据、下发远程指令、存储历史数据、生成报表、触发报警。
（二）控制层——现场控制站
控制层（现场控制站）配置：冗余型PLC控制单元、本地操作终端、声光报警装置、数据采集模块。功能：
1. 本地控制：根据预设逻辑及现场参数（水池液位、管道压力等），实现泵组、阀门、风机、潜污泵等设备的自动启停与联动控制；支持本地手动操作模式切换。
2. 异常处置：采集设备运行参数（轴温、定子温度等），当参数超阈值或出现通信中断时，触发本地声光报警，并执行预设保护逻辑（如超温停机、故障锁定）；联动NVR视频监控系统，调取故障区域画面。
3. 数据中转：将现场采集的实时数据上传至信息层，同时接收信息层下发的远程控制指令及程序更新包，支持PLC远程调试。
（三）设备层——现场感知与执行终端
设备层（现场感知与执行终端）配置：
1. 工艺参数采集设备：调节水池及集水坑配置超声波液位计2台；泵出口管道安装压力变送器3台；进水及外输管道配置电磁流量计2台；原水监测点配置多参数水质在线监测仪1套，可监测pH、温度、浊度、电导率、溶解氧、COD、生物毒性、SS、氨氮等指标。
2. 执行设备：3台取水泵（带变频控制模块）、3个电动蝶阀（带电动执行器）、1台集水坑潜污泵、送/排风风机各1台，均配置电动控制接口与自控系统对接。
3. 安防及辅助设备：泵房、配电间等区域配置IP网络摄像机6台、NVR存储设备1套；门禁控制器2台、电子围栏30米；工业级网络交换机2台、VPN路由器1台；UPS不间断电源1套（容量10kVA）。
五、系统核心技术参数
1. 硬件防护等级：现场仪表及PLC模块防护等级≥IP65，具备防尘、防水、抗电磁干扰能力。
2. 冗余配置参数：PLC控制单元支持双机热备，故障切换时间≤1s；网络采用双网冗余架构，保障通信连续性。
3. 扩展预留：PLC及I/O模块预留≥50%接口余量；数据服务器预留≥100%存储容量扩展空间。
4. 运维配置：支持设备故障代码采集与上传；支持远程程序下载与参数调试；报警信息可通过短信、邮件双渠道推送（需接入第三方通信模块）。
5. 安全配置：设置三级操作权限（管理员、操作员、维护员）；配置工控防火墙，实现网络边界隔离；具备操作日志审计功能。
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