爱华网1.现状 随着近几年天津供水面积和供水人口的不断增加，基于老旧水厂泵房原有的有人值守、手工操作的现状，以及作为老旧水厂对于安全和稳定的需要。老旧水厂泵房需要进行自动化改造。 老旧水厂泵房的确定主要体现在以下几个方面：泵房有人职守，三班工作制；大量费用用于人工；主管部门不能随时掌握泵房情况；泵房设备隐患不能及时发现；管理效率偏低。 进行自动化改造之后可以达到：泵房采取无人职守系统能有效的改进陈旧操作模式，即由人工繁琐的递进式操作，演变为系统自动控制完成；可实现泵房的无人值守。 系统不仅在形式上缩短了从指令到操作的衔接时间，而且计算机控制下的设备联动，能够按照预设的逻辑关系自动完成，继而可减少人员投入，提高工作效率。 同时自动化系统也会增强生产操作的安全性能。系统安全预警的信息提示功能和故障状态下的鉴别与保护，为系统操作提供了技术保障。 2.改造方案的设计 以天津某水厂为例：该水厂有进水、送水2个泵房,目前泵房自动化水平比较落后，各生产工艺段的设备运行都由现场操作人员手动控制。 目前，水厂需要在泵房实现以下自动化系统升级改造：由于进水泵和送水泵全部需要真空启动，操作人员在启动水泵时需要同时操作真空泵，手动阀和电动阀等设备，操作过程复杂，工作量大。启泵和停泵操作均为现场手动控制。不能实时监控泵房各生产工艺参数。例如：水泵电机的各点工作温度由电机温度巡检仪检测，但巡检仪每次只能显示一个位置的温度参数，不利于操作人员观察电机整体工作状态。改造后的水厂自动化控制系统采用分级控制模式，中控室（调度室）作为本系统的主控站，泵房现场作为本地子控制站。中控室使用两台互为冗余的操作员级的上位机作为操作员站实时监控全厂的生产运行状况，同时可手动或自动控制泵房设备，使用一台监控上位机作为工程师管理员站以便及时修改生产运行的重要数据和控制程序等，使系统在最佳的状态下运行。 3.进水泵房开停控制：进水泵房需设定不同规格的泵的启停顺序，延迟时间，以保证进水压力稳定。 一级泵站出水量超过在用斜管沉淀池的最大负荷时，则减少1台潜水泵运行，以保证斜管沉淀池出水水质；每次增开潜水泵时，以运行累计台时少的泵投入运行；减少运行潜水泵时，则以运行累计台时多的泵投入运行。尽可能保持清水池经常处于高水位，又要保证潜水泵不能频繁动作。每启动一台潜水泵，运行时间不少于1h。 现要求，对泵站控制中心要实现一步化控制。当开泵指令发出后，首先辨别清水池水位高低，以决定是否需要启动真空泵。水位超过规定值，水泵则直接启动，并打开对应的出水电动蝶阀。若水位低于规定值，应打开对应抽气电磁阀，启动真空泵。当真空信号发生器发出信号，说明引水成功，关闭电磁阀，启动水泵，打开对应出水电动蝶阀。水泵若未能按程序动作，则报警。水泵电机发生故障，自动停泵，并发出故障信号。同时，备用泵自行投入运行。泵运行之后，就启动加药间RTU程序。接到关泵指令，先关闭对应出水电动蝶阀，水泵再停止运转。 进水泵房主要采集参数如下：
模拟量：原水浊度；氨氮指数；叶绿素；液位；四个轴承温度；个机泵温度；压力（现场压力表需更换压力计）；泵的运行温度。 数字量： 6个机泵运行指示；6个机泵故障信号；出水闸阀开关满信号指示；出水闸阀故障信号指示；电球阀开关满信号指示；电球阀故障信号指示；排水泵开停信号指示；排水泵故障信号指示；真空泵故障信号指示；真空泵开停信号指示。 开关量：主机水泵开停指令；进水闸阀开停指令；电球阀开停指令；主机手自动转换指令；真空泵开停指令；真空泵手自动转换指令。 送水泵房控制由自来水公司中心调度室发出调度命令，水厂中心控制室值班人员通过计算机发出指令进行操作。送水泵房需安装变频器以保证出厂压力稳定。当出厂水压瞬间大幅度(0.1～0.15MPa)下降时，说明出厂输水总管爆裂，立即关闭对应的闸阀和水泵。如发生突然停电故障，恢复供电时，送水泵房所有水泵锁定，然后再逐台启动，直至恢复到停电前的水泵运行台数。 送水泵房也需安装PLC及终端触摸屏实现数据采集，数据共享及就地远程控制。现场泵房的操作也由三级组成：①机旁操作箱控制；②泵站控制箱控制；③中控室控制。 送水泵房主要采集参数如下： 模拟量：出水浊度；氨氮指数；叶绿素；液位；轴承温度；机泵温度；出厂压力（现场压力表需更换压力计）；泵的运行温度； 数字量： 10个机泵运行指示；10个机泵故障信号；出水闸阀开关满信号指示；出水闸阀故障信号指示；电球阀开关满信号指示；电球阀故障信号指示；排水泵开停信号指示；排水泵故障信号指示；真空泵故障信号指示；真空泵开停信号指示。 开关量：主机水泵开停指令；进水闸阀开停指令；电球阀开停指令；主机手自动转换指令；真空泵开停指令；真空泵手自动转换指令。 泵站控制中心进水泵房和送水泵房的现场数据通过PLC的通讯模块及现场网络与2部PC机组成一个总线网络，同时2部PC通过网卡联机，实现资源共享。泵站控制中心的终端触摸屏除了对该站设备进行操作显示外，还可了解其他站的情况。泵房控制中心应该在中控室显示进水窗口和送水窗口。每一窗口显示相关的生产工艺参数，并能进行相关设备的操作。上微机软件还具有实时、历史趋势功能，能够了解生产参数的动态情况。 3.结语 本文对老旧水厂泵房系统的改造建设方案进行了较为详细的描述。水厂是一个特殊部门，已有水厂的自动化系统建设，与新建水厂的自动化建设有较大区别，在建设已有水厂的自动化系统时要遵循保护已有投资和不影响正常供水的原则。系统的建设要分部分项进行实施，将投资风险和运行风险降到最低。在实施过程中还应充分了解各工艺段的运行情况，将操作不便和复杂重复的劳动自动化，避免一些无意义的功能。已有水厂的建设进度受到多方面因素的制约，在系统的建设过程中不能一味求快，要保证水厂的正常供水不受影响。
