项目概述

某新建净水厂一期工程规模为 15 万 m³/d，旨在构建满足96 小时无人干预正常运行的无人值守控制系统。系统需确保出厂水质（浊度≤0.5NTU、余氯 0.3-0.8mg/L）、水压（0.4-0.6MPa）、水量稳定达标，同时实现设备可靠运行、节能环保与智能化管理。

控制系统由中控室监控平台、6 个现场控制站、分布式仪表及执行机构组成，网络采用 “管理层 - 控制层 - 现场设备层” 三层架构。核心控制站（取水泵房、V 型滤池站）采用 CPU 热备冗余，7 个控制站通过双环冗余工业以太网连接，SCADA 系统配置双冗余服务器 + 3 台客户端，保障数据存储与监控连续性。

我方作为自动化控制专业服务商，提供从工艺深化设计、设备选型采购、系统集成、软件开发，到单元调试、系统联调、人员培训、试运行及终身售后的全流程服务。

一、自动控制系统核心控制对象

1. 取水与原水预处理环节

· 采集原水取水口流量、浊度、PH 值、水温信号，上传至中控室实时监控；

· 取水泵与进水总管电动闸阀、流量计联动，根据清水池液位（设定值 2.5-4.5m）自动启停泵组，支持变频 PID 调节流量；

· 配水井搅拌机可远程点动启停，实时检测设备运行、故障及手 / 自动状态，配水井后电动闸阀与搅拌机联锁控制。

2. 反应沉淀环节

· 采集沉淀池进出口浊度、PH 值，池底泥位计实时监测泥位高度；

· 絮凝加药系统根据原水浊度自动调节计量泵投加量（PID 闭环控制），配药系统实现自动稀释、搅拌与液位补满；

· 吸泥机按 “泥位达标自动启动 + 定时巡检” 双模式运行，排泥阀根据吸泥机位置自动切换，支持手动紧急排泥。

3. V 型滤池环节

· 实时监测滤池进水阀、出水阀、反冲洗进水阀、排水阀的开关状态与故障信号；

· 正常过滤模式：自动开启进水阀与出水阀，关闭反冲洗相关阀门，出水阀通过 PID 调节维持滤池水位稳定（设定值 1.8m）；

· 反冲洗模式：支持三种自动触发方式，一是按设定周期（默认 24 小时），二是滤池液位高于 2.2m，三是滤后水浊度＞0.8NTU；反冲洗时自动关闭进水 / 出水阀，开启反冲洗泵与对应阀门，冲洗完成后自动恢复过滤。

4. 清水池与出水环节

· 采集清水池浊度、余氯、PH 值、液位信号，出厂水管安装电磁流量计统计日 / 月 / 年供水量；

· 清水池总进水阀可远程控制，反冲洗水泵与管道电动蝶阀联锁启停；

· 二级泵房泵组根据调度指令实现 “一键启停”，水泵、真空系统、出口阀联动，通过变频 PID 维持出厂压力稳定（按时段设定 0.4-0.6MPa）。

5. 污泥处理环节

· 污泥提升井液位信号联动潜水泵启停（高液位 1.5m 启泵，低液位 0.5m 停泵），监测泵组运行与故障报警；

· 污泥浓缩池液位监测，桨叶式搅拌机实时运行状态反馈，出水管污泥浓度仪数据上传，浓度超标时触发报警；

· 污泥平衡池液位与潜水搅拌机联锁（液位 1.2m 启搅拌机），脱水系统支持远程启停，运行状态与故障信号实时监控。

二、系统核心控制功能

1. 基础控制功能

· 人机界面（HMI）：实时显示工艺流程图、设备状态、水质参数、报警信息，支持参数设置与历史数据查询；

· 顺序控制：实现取水泵、滤池反冲洗、加药配药等环节的自动顺序操作，减少人工干预；

· 联锁保护：设备故障时触发联锁动作（如泵组故障自动切换备用泵、液位超标紧急关阀）；

· 数据管理：自动统计水量、药耗、电耗，生成日报 / 周报 / 月报，支持数据导出与历史曲线查询；

· 安防监控：集成视频监控系统，关键区域（加药间、泵房）异常情况自动抓拍，联动声光报警。

2. 突出特色功能

（1）全厂 “大联动” 协同运行

通过二级泵房出水流量与清水池液位的实时数据，建立数学模型计算取水泵最优出力，动态平衡 “取水 - 制水 - 供水” 全流程水量，避免清水池液位过高溢水或过低抽空，实现全厂无人工干预的全自动运行。

（2）设备全生命周期预警

· 累计电机（水泵、搅拌机、风机）运行时间，结合设备手册设定维护周期（如运行 8000 小时提醒检修）；

· 实时监测电机定子温度、三相电流不平衡度，温度超 85℃或电流偏差＞10% 时触发预警，提前安排维护，降低突发故障风险。

（3）智能参数自学习

· 分析历史出水压力数据，自动提炼不同时段（如早高峰 7-9 点、晚高峰 18-20 点）的最优压力值，生成压力控制曲线，无需人工每日设置；

· 加药系统根据原水浊度变化趋势，自学习投加量与浊度的对应关系，优化投药算法，减少药耗浪费（预计降低药耗 5%-8%）。

（4）能耗智能优化

· 二级泵房泵组根据供水量需求，自动选择 “台数 + 频率” 最优组合（如低水量时单泵变频运行，高水量时多泵工频 + 变频搭配），降低电耗；

· 反冲洗系统根据滤池污染程度，动态调整冲洗时长（默认 5 分钟，污染严重时延长至 8 分钟），避免水资源浪费。