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水厂自动化范文第1篇
关键词 自动化；监控系统；无人值守；监测元件
中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）103-0242-02
伴随经济发展与社会进步，社会与民众对电能的要求日趋增高，水电厂智能自动化成为必然趋势。发展带来的对电力的需求日趋加强、对电能质量要求日渐增高不断的反应到实际生活当中。我国的电力行业存在自动化水平较为低下、难以满足民众与社会对高质量电能的要求的艰难行情，为了提高发电的效率、提高电能的质量，完成智能水电厂自动化构想，需要在多方面更加关注。
1 智能水电厂自动化概述
第一，社会发展与科技进步，民众对更好的生活水平的追求要求我们不断的开拓创新，不断的完善、更新社会分工当中的各类硬件设备设施，使绝大部分厂站实现智能化；第二，以人为本，从关注民生关心工作人员生活层面上来说，我国绝大部分的水电站都建立在较偏远的山区，致使大量职工生活在不同差度的生活环境里。所以对水电厂进行综合化的自动化的改造，建造智能的水电厂也会在很大程度上改善广大水电工作人员的生活环境、工作环境，智能计算机监控系统可以代替旧时人工操作以及定时巡查、记录、回馈等繁琐的劳动，进而实现少人甚至无人值守；第三，国家电力体制不断改革，要求实现“厂网分开，竞价上网”，水电厂如果仅依靠传统方法人工操作，将无法满足市场竞争的要求。竞价成功后，如果设备设施落后陈旧，没法实现安全、可靠、高效的运行，这会影响水电厂的正常供电，也会使自身的效益受到损害。水电站的智能化综合自动化进程总体令人欣慰，近几年随着我国的电力科学技术不断向前发展，随着计算机的监控水平升高，新近建设的水电站都设计并运行了以计算机监控系统为主的智能的综合化、自动化的系统，一些旧式水电站也进行了相应的改造并取得不错的效果.
2 智能水电厂自动化改造的重点
2.1 水电厂各系统要进行改造
1）计算机监控系统的改造
水电厂能否实现智能化、综合自动化，基础是能否建立计算机的监控系统，计算机监控系统是智能水电厂自动化系统的核心系统。一般情况下有三种模式存在，一是以计算机为主，常规控制设备为辅；二是以常规控制设备为主，计算机为辅；三是取消常规控制设备的全计算机监控系统。在实际的运用中，可以根据装机容量的大小及各自的具体情况来选择不同模式的系统。一般具备技术、资金和发电许可等条件的电站为了一步到位，多选择全计算机监控系统。
2）其他监控系统的改造
影响到水电厂运行发展的系统还包括了工业电视监视系统、消防监控系统、水文自动测报系统及基础自动化元件与自动装置。一般的水电厂工业电视监视系统是不与计算机监控系统相结合的，它作为一种辅的监视工具，主要是及时、准确且真实的反应被监控对象的实际信息，为判断决策提供依据。另外，工业电视监视系统独立于计算机监控系统有利于水电厂实现分期运行，水电厂可以先实施计算机监控系统，然后是工业电视监视系统；消防监控系统主要通过设置在各重要部位的探测器进行二十四小时的不间断监测，当检测器检测到火情时会通过水电厂的系统总线，自动向集中报警控制器报警。该系统基本由监测站、遥测站和中继站构成，水文自动测报网通过计算机的接口和各种通道把几个基本系统连接起来，构成能进行数据交换的网络；独立的自动装置与基础自动化元件构成了另外的重要系统。
2.2水电厂的基础自动化改造
水电厂实现“少人值守”甚至“无人值守”，是智能水电厂自动化的最终目标。为了提高发电效率、提高电能质量，需要对旧式水电站进行综合自动化改造。自动化监测元件，监视机组本体以及油水风辅助系统的液流、位移、夜位、温度、压力与转速等参数，在机组程序的自动化控制系统中执行某一项指定任务，可以实现越限报警，相应要求的自动化元件主要包括：振动信号器、液位信号器、压力信号器、温度信号器、导叶位置信号及位置信号器等。
1）振动信号器
水电机组常见问题是振动，振动的分布广泛，包括转动部件和固定部件都有可能发生振动。较大的振动会影响整个机组能否安全运行，因此振动成为评定机组运行质量的一个重要方面。振动理论将振动用三个参数进行表征，一为幅值，振动幅值用来表征振动大小；二为频率，振动频率用来表征振动的产生原因；三为相位，振动相位用来表征振动的方式。国内仪表生产厂家普遍规模较小，生产设备较落后。国外一些元件产品的低频性能好，系统构成灵活，功能分级。但售后服务的价格过于昂贵、软件的升级周期较长、软件的汉化界面并不理想。
2）液位信号器
液位信号的测量包括范围较广，有上、下水导轴承油箱的油位，有压油槽油位、集油槽油位，还有顶盖水位。进行常规测量时均采用液位开关，为了实现“无人值守”，某些重要的部位还需要同步的输出模拟量。在此元件配置与运行上，尽量选择接点容量大、精度高、动作可靠的元件。
3）压力信号器
压力信号是一个可测点较多的元件，油、水、气各系统皆有压力测量。常规传统的压力信号测量方法是运用电接点压力表，为进一步实现“无人值守”，满足水电站的计算机监控系统的要求，电接点压力表测量法已被用压力开关的测量法取代。在配置与运行上应选择性能稳定、精度较高的压力变送器。
4）温度信号器
设备运行状态是否良好安全的重要指标就是温度。在实现水电自动化的进程上，水电机组要测量、记录、评定油、气、水以及轴瓦的不同温度。现在多采用反应灵敏精度较高的（铂）热电阻测量。在实际的运行中，许多地方测量点的多少与危害大小成正比。目前我国生产的测温电阻质量上乘，可放心配置采用与运行。
5）导叶位置信号及位置信号器
机组主令控制器提供导叶位置信号，机组的位置信号又包括机组的制动风闸位置与锁锭位置。在水电综合自动化进程中，这两类元件配置与运行也会更贴近优化的系统。
3 结论
智能水电厂自动化是实现以计算机监控为核心的综合自动化系统的目标，水电厂实现智能自动化是水电站现代化管理的发展方向，是科技进步的标志，也是水电厂自身生存和发展的需要。
参考文献
[1]朱辰.小水电综合自动化系统技术现状与发展趋势[J]. 中国农村水利水电，2009.
水厂自动化范文第2篇
【关键词】自来水厂自动化系统 PLC 应用
自来水厂的自动化系统中应用的PLC提高了自来水厂出水的水质，并且具有降低能耗和增加企业经济效益和管理水平的优点。因此在自来水厂中的应用比较广泛。PLC硬件的配置一般都有CPU、AI模块、AO模块、DI模块、DO模块，以及通讯和电源模块，另外还有必须的显示器和模块支架等等。只有这些基本硬件配置达到最优的状态的时候，才可以令自来水厂的自动化系统运行良好。
1 PLC的控制模式
PLC的控制模式一般可以分为三种，即三级控制模式。
（1）每一个PLC工作站根据实时监测的各类仪表数据、还有仪表参数以及设备的状态达到一种自动控制目的。
（2）中心控制室中的工作人员需要利用计算机手动控制。
（3）在自来水厂自动化系统中的现场工作人员需要根据不同的位置分配相应的责任，需要在PLC面板、操作台还有控制箱三个地方手动操作控制。
选择合理的控制系统结构是自控系统稳定性，可靠性的基础，莲花山水厂选择了集中管理，分布控制的集散型控制系统。便于实现中央控制室，车间就地现场三级控制。集散型控制系统最大优越性，保证系统可靠性，便于维护和管理。
2 PLC在自来水厂自动化系统中的应用
2.1 加药基本配置
PLC控制的基本配置有单因子流动电流SCD仪和变频器。此外在自来水厂自动化系统中的加药系统中需要加药计量泵、安全阀、阻尼器、稳压阀、取样泵、浊度仪等。而加氯系统中则需要有加氯机、减压阀、真空调节器，还有余氯分析仪以及电磁流量计、PH计等。这些是自来水厂加药系统正常运作的基本配置，在实际的操作过程中可能还需要更多的配置，也都会影响自来水厂出水质量。
2.2 在加药系统中的应用
自来水厂自动化系统中的加药系统着手应用PLC技术，可以提高自来水厂效益。不同的自来水厂所具备的经济技术水平不同，所以要从实际情况出发对加药系统实施自动控制技术。目前普宁莲花山自来水厂采用的是SCD法。在整个系统运作过程中必须要将SCD控制在与设定值极为接近的范围中，这样才可以保证平流沉淀池中待滤浊度能够一直在一个非常低的范围之中，才可以令自来水厂的水质符合相应的标准。普宁莲花山水厂加药系统中的自控采用的是复合环控制系统。如图1所示。
2.3 在加氯系统中的应用
自来水厂的水处理的加氯过程需要分为两个步骤，一个是前加氯，一个是后加氯。前加氯通常情况下是运用原水流量比例投加的方式，紧接着进行的后加氯过程则需要运用复合控制投加的方式。流量比例投加的控制原理与投加率的控制息息相关。因此为了应用PLC技术，结合滤后水流量的变化如图2所示。
还有已经设定好了的投加率来实现加氯机的控制，最终达到自动控制加氯量的目的。在这当中复合控制投加需要应用PLC将输入的滤后水流量信号、余氯值、设定好了的余氯值这三种数据，并使用PID控制，利用PLC的输入信号，这个信号的作用是为了更好地控制加氯机，使其形成一个闭环控制。在这个过程中余氯值会围绕着设定值变化，因此必须保证饮用出厂水余氯游离氯在0.3-1.0PPM范围内，@样才会确保最终产出的自来水中的水质符合国家《生活用水饮用卫生标准》。
2.4 V型滤池
V型滤池主要设备有冲洗鼓风机、反冲洗泵、及相应气动阀门、调节阀、超声波液位计、PLC柜。控制运行方式有自动、中控、现场3种，在自动状态下，PLC根据滤层阻塞程度和冲洗周期，判断滤池是否满足冲洗条件，PLC自动输出信号，关闭进水阀，打开虑后调节阀，降低水位，以免浪费水资源，达到最低时，打开排水阀：
（1）启动鼓风机，打开相应阀门，进行气洗。
（2）再启动冲洗泵，打开相应阀门，进行气水反冲洗。
（3）关闭鼓风机及相应阀门，最后进行水洗。滤池的恒水位控制，自动反冲洗以及故障保护，全由PLC自动完成。
2.5 送水泵站
送水泵站主要设备有送水泵、液控蝶阀、高低压配电以及相应设备保护及继电保护、PLC柜、出厂水在线检测仪表，泵站根据出厂水的压力来调整送水泵的台数。
2.6 在中控室计算机监控系统中的应用
中控室监控计算机采用的操作系统应当与每一个PLC主站之间形成资源共享，利用Ethernet通讯联络可以实现这一目的。在每一个PLC主站之间一旦有了通讯网络便可以实现操作本站设备的目的。监控软件应当选择比较适合，莲花山水厂使用的是FIX系统，这一软件具有良好的人机界面，具有强大的功能，还可以满足动画链接的需求，总的来说比较直观。
3 结束语
PLC技术在自来水厂自动化系统中的应用确实可以提高效率，降低能耗。
参考文献
[1]林洁.PLC控制在水厂自动化控制中的运用[J].科技风，2011（09）
[2]陈研斌.PLC在水厂自动化控制中应用[J].工业仪表与自动化装置，2014（09）.
作者简介
陈荣彬（1977-），男，大学专科学历。副厂长，电气助理工程师。研究方向为自动化在水厂中水处理应用与实践。
水厂自动化范文第3篇
【关键词】自动化监控系统；水电厂；应用
序言
随着社会经济的发展，科学技术的进步，水电厂的电气自动化和智能化是水电厂电气发展的重要目标。水电厂中电气化实现自动化和智能化，能够保证水电厂在安全经济的环境下运行，减少工作人员的工作任务，节约生产成本。水电厂的自动化进程对水电厂发展的各个方面都有好处。
一、水电厂电气自动化的基本结构
水电厂电气自动化系统结构主要是按照分层的方法进行多个CPU结构来设计的，每一层都有不同的设备，实现不同的自动化功能【1】。从自动化的整体系统来看，设备主要会分为两层，分别是站控层和单元层，单元层和主机之间由站控层连接，为它们提供必须的交换信息。部件则主要分为运动工作站，主机操作人员工作站，工程师维护，工作站通信站，运行工作站。主机操作员站主要是给下层测控单元提供电气运行必须的数据，保证电气正常运行，还要对电气运行数据进行相应的处理，完成远程控制的工作。工作运动站则主要是连接运动中心和监控中心，实现传送电厂电气系统部分的运行信号跟运动中心的连接。运行工作站，给操作人员提供操作所需要的参数以及帮助操作人员做出正确的操作行为。工程师维护工作是帮助工程师进行各项数据和报表的网络监视和修改维护等，工程师维护站还需要充当培训机构，对相关的工作人员进行专业技能的培训。通信站就是连接电厂中各个子系统的信息。
二、自动化监控系统的具体功能
1.电视安防监控系统
对于水电厂来说，监控系统主要针对的是水电厂各个部门的工作状态，包括机器和工作人员的状态。这些监控不仅是实时监控，还要做好录像的存储工作，方便日后的查询。首先是机器的监控，监控设备要涉及到每一个电气设备，这不仅是对机器整体情况的掌控，更是对水电厂正常运行的保证；对电气设备的监控能够随时掌握电气设备的运行状态，一旦发现不正常的因素，就能立即采取行动，将影响水电厂运行的因素扼杀在摇篮里。另外一个监控重点就是工作人员，对工作人员的监控不是不信任，而是为了提高工作人员的工作效率和质量。整个电视监控系统最好是能够具备远程控制的功能，这样在发生故障的时候，就能够第一时间处理问题，不会因为时间的问题造成更为严重的损失。
2.防盗报警系统
在水电厂重要的区域要设置报警系统，比如说最简单的着火报警功能，防盗报警系统不仅要做好报警工作，还要做好报警事件的记录。对于水电厂来说，正常运行关系着人们的正常生活和工作，一旦发生意外就会造成无法预计的损失，所以防盗报警系统是水电厂自动化监控系统中必不可少的一部分，也具有重要的作用【2】。
3.门禁系统
水电厂操作房的门禁系统一定要做好，操作房是水电厂运行的命脉所在，不能让人随意进出，智能由专业人员进行操作和控制，员工要通过门禁系统的身份识别之后才能进入相关通道进行工作，这样以免不法分子破坏水电厂的操作控制中心，给国民的生活和生产工作带来重大的损失。自动化监控系统通过每一个小的系统体现出来，我们只有将子系统完善好才能呈现出完好的智能化系统，让自动化监控系统给水电厂带来更多的方便和安全，保证水电厂的正常运行【3】。
三、自动化的优越性
自动化监控系统在水电厂中的应用不仅能够时刻监控水电厂的运行，还能帮助水电厂及时地排除故障，保证水电厂整个系统的正常运行.同时在不断发展的过程中，自动化监控系统会朝着智能化的发展方向前进，这样在保证系统正常运行的同时还能够提高水电厂产品的质量。
四、总结
随着科学技术的不断发展，自动化监控系统将会在水电厂中得到广泛的应用【5】。水电厂的运行将会更加的安全通畅，但是这需要一个非常漫长的研究过程，科学技术的不断进步，水电厂本身要求的不断提高，都是对自动化监控系统的一种挑战，但是相信在国内外学者的共同努力下，自动化监控系统一定能够满足日益增长的水电厂工作的需求。目前，自动化系统已经全面的应用于水电系统中，为水电厂做出了不小的贡献【4】。对于中国人口大国，对水电需求量非常的大，自动化的建设必须走在时代的前列，所以中国目前的水电厂要不断的引进先进的自动化系统，同时还要研制出适合自己的水电厂自动化监控系统，只有这样，中国的水电建设才能与世界接轨，中国水电系统的运行才能健康安全【5】。自动化系统必将给中国水电系统的运行带来一个全新的历程。
参考文献
[1]倪用心，陈俊伟，水电厂中自动化监控系统的组成部分[J].上海同济大学出版社，2009（03）
[2]林子菊，江齐中.自动化监控系统的重要作用[J].北京师范大学出版社，2011（12）
水厂自动化范文第4篇
【关键词】PLC自动化控制；水厂自动化；智能生产
1.引言
PLC是可编程逻辑控制器的英文缩写，其实质是一种用于工业控制的计算机，采用可编程存储器存储内部程序，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。PLC具有系统构成灵活，扩展容易，使用方便，编程简单的特点，能有效的实现生产过程综合自动化控制。同时由于其抗干扰能力强、可靠性高，能适应各种恶劣的工作环境，因此被广泛应用于工农业生产及人民生活各个领域。自来水厂生产过程复杂，涉及众多参数，对生产工艺和产品质量要求极高，近年来随着大量国外先进自动化控制技术和设备的引进，我国自来水厂从取、投矾、沉淀、加氯、送水等各个工业环节都实现了自动化控制，极大的提高了自来水石水处理过程的可靠性和安全性，但依然存在一些缺陷和不足。下面，本文从理论研究和实践应用出发，针对PLC在水厂自动化控制中的应用进行浅要的研究。
2.水厂水处理流程
水厂自动化控制系统的应用，其根本目的是为了实现水厂水处理流程的自动化控制。虽然不同的水厂工艺有着巨大的区别，设备也各不相同，但其基本处理流程却都相差不大，总的来说包括取水、药剂制备和投加、混凝、沉淀、过滤、消毒、送水这样一个基本流程。
水厂水源一般来自于江、河、湖泊、地表、地下等处的水，首先通过水泵提升取水抽入净水厂，此时水中会含有悬浮物、胶体、溶解物等杂质，并不能直接供给用户，需要通过净水处理，去除原水中存在的会给人类健康和工业生产带来危害的悬浮物、胶体、及细菌等有害成份，以使水能满足人们生活和工业生产的需要。当水提取抽入净水厂之后，净水厂需要根据生产要求和工艺条件配制各种合适的混凝剂，并将混凝剂及氯气等投入原水之中，以达到混凝消毒的目的。
在原水投入混凝剂及氯气之后，药剂与水均匀混合直到形成大颗粒絮状凝体这个过程即是混凝过程，混凝是为了使原水与混凝剂发生反应。我国常用的水处理药剂一般为聚合化铝、硫酸铝、三氯化铝等，也有部分公司采用碱式氯化铝，其主要原因是利用铝元素的化学性质，在投入药剂后在水中产生电离出来的铝离子，利用氢氧化铝的吸附作用，将水中不易沉淀的股质及悬浮物等相互聚结吸附形成较大絮粒，以使这些杂质能被有效的从水中分离沉降。
沉淀是混凝所形成的絮状体在重力作用下从水中分离出来的过程，这个过程中净水厂沉淀池中进行，当原水经过混凝之后，流入沉淀区沿水区截面进行适当分配，缓慢流向出口区，而水中的颗粒则沉于沉淀池池底，堆积浓缩。同时，沉淀池中由于堆积了污泥，因此需要定期排出。
过滤是采用石英砂等有空隙粒状滤料层，得瞬息其黏附作用截住水中悬浮颗粒，清除水中的细小悬浮杂质、有机物、细菌、病毒，进一步使水澄清的过程，这一环节水中的杂质会被吸附于石英砂等粒状滤料层中，因步需要定期清洗滤料层。
消毒处理是对经过滤后的水进行杀菌消毒的过程，由于水经过滤后浊度降低，水中残留的细菌、病毒等失去浑浊物的保护，能更好的达到消毒效果。消毒后的水最后存储于清水池中，由水泵房提升加压，进行送水，通过输、配管道送给用户。
3.水厂自动控制系统主要控制内容
从目前我国所采用的基于PLC的水厂自动控制各级系为看，不论采用何种类型和何种工艺，系统的控制技术和核心内容都基本相同，主要有水质检测、水处理控制、变频节能、综合自动化四方面的核心内容。
3.1 水质检测
在水厂自动控制中，水质检测是重要内容，即在整个过程中通过水质检测技术来保证供水和排水的水质，水质检测所获取的数据是整个系统运行的重要参数，近年来，随着自动化技术、机械制造技术的发展，越来越多的新型自动化检测仪表被应用于水厂自动控制系统水质检测之中，推动了水厂自动控制系统的发展。
目前水厂自动控制所采用的水质检测技术包括流量检测技术、水位检测技术、压力检测技术、温度检测技术、水质测量分年仪表，包括哪PH检测分析、流动电流检测分析、漏氯检测分析、余氯检测分析、高低浊度检测分析等，所应用的仪器除了传统的电磁接触式仪器外，目前还应用了大量非接触式仪表。
3.2 水处理控制
水处理控制是利用水厂工艺流程各个环节所设置的自动化感应部件、检测传感器、变送器、间接测量设备、执行机构等各种基层设备，以及各种自动回路调节器、自动控制单元、大小型装置控制系统、综合优化调度系统等，实现对整个水处理过程的自动控制。当前，水质指标和水处理效率的要求越来越高，大量新工艺、新设备被广泛应用于水厂整个工艺流程的各个环节，一方面提高了水厂水处理能力，另一方面也对整个工艺流程的自动控制提出了更高的要求。
3.3 变频节能
在水厂整个流程中，从取水到处理到送水，整个过程都存在着水量变化频繁的问题，这主要是因为不同季节性、不同时段，用户用水的需求量有着很大的差别，存在着用水高峰和用水低峰，基于此种原因，水厂的给水压力并不是固定不变的，而是跟随用户用水需求量在不断发生变化的，整个过程中的水量受用户需求量的变化不断变化。虽然可以通过调节相关阀门来调节供水以满足用户用水需求，但如果说在用户需求量低峰时段，水泵机组依然按高峰用水量运行工作，将会造成巨大的供水能量损耗，同时还会影响水泵机组的正常运行和使用寿命，而如是果在高峰时段不能足够负荷的运转，则会造成用户用水需求不能满足现象，影响供水服务质量。因此，水厂自动控制系统需要根据用户用水需求，自动控制水泵机组的运行，以实现节能减耗的目的。
变频调速是水厂自动控制系统常用的节能降耗技术，这种技术节电效率极高，能有效的降低因水量变化造成的供水冗余。这种技术是利用变频调速的原理，在保证用户用水需求能可靠有效的被满足的前提下，利用用水量的变化情况，自动控制整个系统的水泵工况，使水泵机组能在高效率的区间内运行，提高工作效益，降低能源消耗，降低成本。
3.4 供水综合自动化
水厂除了内部自动控制外，还存在大量与外部信息的交换，水厂自动控制系统需要一个集成化、开放式的，涉及到整个水处理和供水的综合自动化系统，将水厂横向控制和纵向控制集成在一起，实现水厂经营管理、计划调度、故障诊断、现场控制等的综合处理，这在大型水厂中显得尤为重要。大型水厂除了内部大量先进的设备需要应用自动控制系统提高工作效率，降低工作成本外，还需要实现对整个供水范围内的自动管理。包括哪管网地理信息系统，自动抄表收费系统，生产过程数据采集与监控系统，数据仓库中心数据管理系统，信息管理中心系统等。水厂自动化控制系统需要与这些供水环节的系统集成起来，实现整个供水的综合自动化控制。
水厂自动化范文第5篇
[关键词]水厂；自动化控制系统；现场总线；以太网；PLC
水厂自动化控制系统是根据水厂的工艺要求和实际生产条件，设计由中央控制站、PLC可编程控制器和现场设备、现场总线组成的自动化控制系统，运用现场总线技术、以太网技术、冗余技术为支持，实现管理和控制一体的供水信息化智能化，保证系统效益的同时便于上级部门的监控和管理。
一、水厂自动化控制系统的基本状况
1、水厂的常规处理工艺流程
截取原水（通过多台离心泵将江河、地表等处的水抽入水厂）药剂的制备与投加（按工艺要求投加适量的消毒剂、混凝剂）反应池（保持投加药剂的充分反应）沉淀池（反应充分的水低速流过平流沉淀池，实现悬浮颗粒的沉淀）砂滤池（通过石英砂颗粒介质去除悬浮杂质，定时对石英砂冲洗）消毒（对添加药剂等的消毒）清水库（符合使用标准的水）二级泵房城市管网用户。
2、水厂自动控制系统的构成
2.1设计思想。水厂自动化控制系统由控制单元对生产工艺过程进行实时运行工况的控制，包括监控实时生产数据、设备实时运行工控、设备故障、设备保护等，通过中央控制系统的液晶显示屏展示，方便操作人员对生产全过程的控制和管理。2.2系统的结构。按水厂的工艺流程将系统构成分为四层控制结构，第一层是信息化管理层，位于中心机房，由智能化控制中心系统、中央数据库、水厂生产执行系统组成；第二层是管理控制层，由工程师站、中控室操作员站、监控站、工业光纤环网组成；第三层是控制网络层，由进水流量调度子系统、加药控制子系统、泵房监控总系统、配电监测子系统的的PLC及现场人机界面组成；第四层是设备层，包括现场总线、各类现场设备、仪表等组成。2.3自动控制系统的功能。①数据采集和控制功能：各控制系统的子系统完成现场生产数据的采集、分析和处理，实时传送至中央控制系统，中央控制系统根据数据的解析结果对PLC设计指令实现工艺的控制，实现操作员的远程控制并根据参数的变动进行在线修改；②信息处理功能：中央控制系统设计工艺流程动态图及变配电系统实时图，将工艺流程节点的数据实时传输和存储，实现历史数据及趋势曲线、故障等显示，生成生产管理报表及图表。③通信功能：现场总线技术的应用实现了水厂全部系统的实时通信，并通过以太网技术与外网连接，实现多系统的双向通讯。④自我诊断报警功能、智能故障分析处理功能及故障预测规避功能等。
二、水厂自动化控制系统的应用
1、系统控制功能模块的划分
1.1进水流量调度子系统
操作人员根据生产工艺的需要在中央控制室完成进水流量的目标值给定设置，通过现场总线将控制指令传送到进水流量控制的PLC控制其中，完成程序的编制，监控系统对给定流量进行跟踪调节，完成准确的流量控制。
1.2加药控制子系统
操作人员对PLC设置必要的参数，包括药液原液的浓度、欲配溶液的目标浓度及配药过程中液位的高度等，数据设置完毕后启动控制器，控制其根据参数自动进行溶液池使用的切换，并根据参数的变化调节进水电磁阀，保证溶液的目标比完成。
1.3配电监测子系统
配电系统按照设备的特点选择适合功率的配电保护装置的安置，配电系统加设智能化综合数字保护继电器，通过现场总线技术实现配电系统与继电保护器接入控制系统，系统运行后，智能继电器根据设备的运行状况及功率运转情况调节电流和电压，实现对设备的运转功率调整，保护设备和仪器，并将监测数据实时传回控制中心，信息采集的准确可靠，对事故的发生有重要的预测作用，实时调控继电器的运行规避故障的发生，或对故障进行迅速处理。
1.4泵房监控子系统
该系统主要是对取水泵房、提升泵房、出水泵房的机组实现远程联动开停控制及运行的监测。系统通过监测功能将电机组的功率、电压电流数据、泵房真空系统运行状态等数据记录并传输至中央控制系统，PLC根据中央控制指令调节控制数据，并实现对机组的统一调度，该系统的功能还包括记录运行机组跳闸故障保护信息及实时报警信息等。
1.5滤池监控子系统
滤池控制系统主要功能是控制过滤和反冲洗过程。高程滤池采用恒定水位控制原理实现滤池的自动反冲洗，当实际液位超出系统预设的数值时，控制系统对阀门进行关闭指令；低程滤池采用流量控制与恒定水位结合的控制方式，流量或水位超出设定值系统进行报警并关闭阀门。
2、水厂自动化控制系统的主要特点
2.1系统的先进性
现场总线技术实现了控制中心及各子系统、PLC的连接并形成高性能的控制平台，实现过程控制、顺序控制、传动控制、运动控制的任意组合控制，模块化的设计对子系统的编程具有现场意义，节省了工程实施费用和人员培训费用，对工人的技术要求专业化细致化，有利于充分保证水质。
2.2系统的可靠性
工业以太环网和冗余控制网的嵌入保证了网络的无扰动切换，对数据交换及存贮不产生影响，具有的短线自我诊断及恢复技术，保证了编辑操作、对等通讯、控制器实时互锁等数据的发送具有稳定性和安全性。
2.3系统的兼容性和扩展性
现场总线技术及PLC控制器、中心控制台的架构设计保证了系统的兼容性和扩展性，平台的多接口及处理方式允许架构多种处理器及网络，增加或减少控制器及通讯模块的数量，保证数据的传输和系统的控制。
结束语
水厂自动化控制系统的优化设计可以为居民的生活用水、企业的生产用水提供符合标准的水质，提升水厂的经济效益，自动化控制系统的自动调配降低了生产中的不合理损耗和电能耗用，并实现生产过程的可控性、信息化，为水质监控及上级调度提供了技术基础，实现了现代化企业的生产要求。
参考文献
[1]岳小翔.水厂自动化控制系统设计的论述[J].应用能源技术，2014，11：30-33.
[2]王国锋，于学鹏.水厂自动化控制系统中的PLC控制[J].现代制造，2007，16：66-70.
[3]蒋益祥.谈水厂自动化控制系统的功能设计与管理[J].城镇供水，2000，01：12-15.
