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水廠自動化應用案例——安康健民水廠自動監測系統項目

一、項目背景

    安康健民水廠的供水系統流程為：水源地取水通過泥沙沉淀池及重力濾池的雙層過濾，再經過加氯處理進入清水池，后通過自流到終端用戶。

    2015年，水廠提出智慧化改造，以實現實時監測水廠內設備運行狀態、水池水位、管網壓力、進廠流量、出廠流量、出廠水質等信息，并遠程控制各閥門的啟停、加氯機的啟停，從而保障了水廠的安全生產，節省了人員成本。 

二、監控現場 

    1、每個泥沙沉淀池:進口管道安裝1個電動閥門、1個電磁流量計和一個水位計。

    2、每個重力濾池進口管道安裝1個電動閥門。

    3、每個清水池進口管道安裝1個壓變、1個電動閥門、1個電磁流量計和1個水位計。

    4、出廠主管網加裝水質監測設備（余氯計和濁度儀），實時監測水質情況。

    5、在終端用戶前加裝電動閥門及電池流量計監測（監控）設備，對終端用戶用水量實現智能監測控制，并將現場監測數據上傳監控中心。

三、通信網絡 
    1、水廠內部采用光纖通信。 
    2、水務局監控中心采用GPRS方式接收數據。

四、監控中心 
    1、水廠監控中心采用C/S結構平升組態軟件。 
    2、水務局監控中心采用B/S結構監測軟件。

五、安裝現場圖片

水廠自動化解決方案

適用范圍

       自來水廠智能化監控與管理系統適用于供水企業遠程監控管理水廠。

      水廠操作人員可以在水廠控制室遠程監測廠內水池水位、進廠流量、出廠流量、出廠壓力、水質等信息；遠程監測加壓泵組、配電設備及其它自動化設備的工作情況；遠程控制加壓泵的啟停。

     水司調度中心工作人員及公司主管可以遠程監測各水廠的工作情況及水廠操作人員的操作情況。

系統示意圖

系統功能

軟件界面 

應用案例

案例1——承德張百灣水廠遠程監控系統 
       承德市張百灣鎮供水工程工藝流程如下所示：

       水廠周邊建有5口水源井，通過兩條管道集中向水廠供水。 
       水廠內兩條管道的進口安裝有流量計和電動閥，經過消毒間后將原水輸送到兩個蓄水池。 
       消毒間內安裝有水質檢測設備和加藥設備，加藥設備自動向供水管道內加藥，對原水進行消毒處理。 
       兩個蓄水池上方均安裝了超聲波水位計，實時監測水池水位。 
       蓄水池后的供水泵房內安裝有4臺加壓泵，均為變頻啟動，和出口管道上的壓力變送器聯動實現對外恒壓供水。 
       供水泵房內還安裝有出水水質檢測設備，實時檢測濁度、PH、余氯等水質參數。

       通信網絡：
       水源井分布在水廠周邊600米范圍內，布線方便，因此水廠內部、水廠及水源井之間均鋪設了光纖，組成了局域網，整個系統基于該通信網絡搭建。

       設備配置：
       水源井：5口水源井的水泵啟動柜均安裝在水廠配電間內，通過加裝水源井監控終端，實現5口水源井的遠程監測和遠程控制。 
       水廠消毒間：加裝加藥設備監控終端，監測兩條進水管道的流量、水質以及進口電動閥、加藥設備狀態；根據進廠管道流量和出廠余氯值自動控制化料器、攪拌機、卸酸泵等加藥設備的運行，自動向管道內投加藥劑。 
       水廠供水泵房：供水泵組的啟動柜也安裝在配電間內，通過加裝供水泵房監控終端，監測蓄水池水位、加壓泵組運行參數和狀態、出水壓力和水質，并自動控制加壓泵組對外恒壓供水。

       系統功能：
       ◆ 遠程監控 
          水廠監控中心的服務器上安裝上位機監控軟件，實現以下功能： 
          ① 實時監測整個供水系統的設備運行狀態、運行參數以及流量、水位、壓力、水質等生產數據。 
          ② 遠程控制水源井水泵、消毒間加藥設備、加壓泵房加壓泵組的啟、停。 
          ③ 遠程設定水廠出水壓力值。 
          ④ 遠程切換系統的手動/自動控制模式。 
          ⑤ 自動生成數據統計報表、過程分析曲線。 
       ◆ 邏輯自控 
          ① 蓄水池水位超高時，自動關閉相應進水管道的進口電動閥。 
          ② 兩條管道進口電動閥全部關閉時，所有水源井水泵同時停泵。 
          ③ 兩個清水池的水位均到達超低水位時，供水泵房水泵全部關停。 
          ④ 根據進水管道流量和出水管道余氯值自動控制消藥劑的投放比例和投放量。 
          ⑤ 根據出水管道壓力自動控制供水泵房內水泵的投入數量和運行頻率，實現恒壓供水。

現場展示：

案例2——四川某縣級水司水廠遠程監控系統

       某縣級水司有多個水廠，下面以其中1個水廠為例介紹該水司的水廠遠程監控系統。 
       該水廠的水源為湖泊，取水泵站取水后通過管道輸送給水廠，水廠內對原水進行加藥、加氯等處理，通過加壓泵組加壓后輸送到高位清水池，再自流向用戶供水。 
       水廠工藝流程如下所示：

◆ 原水進廠后，*行加藥處理，給加藥設備上電即可自動向進水管道內加藥。 
◆ 原水經加藥混凝、澄清處理后進入調節池，給加氯間的加氯設備上電即可自動向調節池與加壓泵房間的管道內加氯。 
◆ 加壓泵房內配置4臺泵，采用軟啟動的控制方式，每臺泵均配有水泵啟動柜。 
◆ 加壓泵房距高位清水池約500米，高位清水池通過自流的方式向用戶供水。

通信網絡：
該供水系統中取水泵站、水廠和高位水池的距離雖然不遠，但因地處山區，布線困難，因此采用了GPRS-VPN專網的組網方式。
現場監控設備通過GPRS向水廠和水司兩級中心上報數據。 
水廠和水司監控中心內均配置GPRS數據傳輸模塊DATA-6107，以接收現場監控數據并下發操控指令。

設備配置：
      取水泵站：取水泵站內安裝有3臺取水泵、配置了水泵啟動柜，通過加裝取水泵站監控設備，實現取水泵組的遠程監測和遠程控制。 
      水廠：水廠內布線方便，通過加裝水廠監控設備，集中實現加藥、加氯、加壓泵組的實時監控；多個水池的水位監測；水廠進/出水流量、壓力和出廠水質的監測。 
      高位水池：高位水池附近無電源，通過加裝太陽能供電型高位水池監測終端和投入式水位計，實現水池水位的在線監測。

       系統功能：

       ◆ 遠程監控
       該系統實現了水司和水廠的兩級監控。 
       水司監控中心主要是監測水廠整體運行數據、運行狀態，以便于統計、分析（監控軟件中未分配設備控制權限）。 
      水廠監控中心在監控各工藝環節運行數據、設備狀態的同時，可對取水泵組、加藥/加氯設備、加壓泵組等環節實施遠程控制（監控軟件中分配了設備控制權限），并可遠程切換系統的手動/自動控制模式。 
      ◆ 邏輯自控 
       ① 加藥設備和取水泵組實現聯動，即取水泵組啟動時加藥設備同時啟動、取水泵組停泵時加藥設備同時停止。 
       ② 加氯設備和加壓泵組實現聯動，即加壓泵組啟動時加氯設備同時啟動、加壓泵組關停時加氯設備同時關停。 
       ③ 高位水池和加壓泵組實現聯動，即高位水池水位超高時，加壓泵組自動停泵；高位水池水位超低時，加壓泵組自動開泵。

現場展示：

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