自来水厂管理系统(精选8篇)
为了确实加强自来水公司管理,保证公司正常和回收资金等工作,以及为维护用户的利益,现将有关用水常识说明如下:
一、用户报装、变更
1、凡需使用自来水用户必须向我公司申报,办理报装手续,交纳押金,并由我公司安排人员安装,私自安装水管、水表不给予供水。
2、用户办理水容量变更、水表迁移、报停、复用、变更用水性质,请携带户主身份证及当月水费发票到我公司报装室办理有关手续。
二、用户缴交水费
1、缴交时间:每月1—20日为缴费期,收费厅逢星期一至星期五
上午8:30一12:00,下午:2:30一5:00提供收费服务(节假日除外)。
2、收费地点:窑头自来水客户服务中心(平安大道 49 号)
3、拖欠水费,每天按水费总额1.5%收取滞纳金。无故拖欠水费两个月以上的用户,作拆表处理,在交清水费及滞纳金后,24小时内装表通水。
三、用户守则
1、严禁偷用自来水及消防用水,违者加倍重罚。
2、出租屋、出租商铺、建筑工地用水在使用期间拖欠的水费,由屋主负责。
3、发现水管漏水及时报告。
四、联系方法
收费厅电话:07965801111保修电话:***
确保饮用水安全常州市环保局局长周斌表示, 近年来, 一些地方饮用水源地污染事件频发, 为确保百万常州人民喝上“放心水”, 在常规理化监测的基础上, 为饮用水源再加设一道“生态屏障”, 最大程度地降低饮用水源的环境风险。
“生物预警是目前国际先进的饮用水源预警技术, 国内才刚刚兴起。”据具体负责这一项目的常州市环境监测站生态室主任徐东炯介绍, 这套系统由鱼类、发光细菌和大型溞等指示生物构成。通过分析这些生物在水中的反应, 可以判别水体受污染的情况。一旦出现污染事故, 预警系统会在第一时间报警。
“之所以选择3种, 目的是相互印证, 提高监控的精准度。”为了这个项目, 常州精心筹备了3年, 最终确定陆续上马这3种生物预警方式。
三种指示生物各有所长鱼类监测仪设在自动监测站的墙壁上, 就像一个“挂壁式鱼箱”, 里面有大约20条红色的鲫鱼在欢快地游动。
“长江水抽进来以后, 首先进入这个鱼箱。鱼游来游去的过程中, 会不断挡住背后射过来的光线, 形成不同的光谱。我们根据这个光谱, 就可以推断鱼的活跃程度, 从而判断水质有无异常。”徐东炯还透露, 选择红色鲫鱼, 主要是看中该鱼种对水质的敏感程度与人相似。
与鲫鱼的直观相比, 发光细菌的监测更为精准。发光细菌是一种特殊的细菌, 在正常的生理条件下能发出波长在450~490纳米的蓝绿色可见光。当碰到有机毒物后, 它的发光强度即会受到抑制, 变化的程度与毒性大小有关。“因此, 我们最关心‘光损率’指数, 正常值应在0上下, 如果超标20%就证明水体中有毒有害物质超标了。”
旁边一个更小的柜体, 则是大型溞监测仪了。大型溞, 其实是一种鱼虫, 根据这种虫的跳跃高度、游泳速度等各类参数, 仪器会自动生成一个综合指数, 当指数达到电脑设定的红线时, 仪器就会报警———说明水体毒性超标了。这是世界著名生物预警企业德国BBE进入中国的第一台大型溞监测设备。
生物预警更直观敏感我国目前的环境管理采用的基本都是理化指标, 没有生化指标。而在国际上, 通常还有生化指标的考量。
“用理化数据来判断水质, 不一定跟人们的实际感受吻合。”周斌解释说, 有时候水看上去黑, 但显示的数据可能却是达标的;而有时候水蛮清的, 实际上却可能是劣V类水。都说春江水暖鸭先知, 生物更为敏感, 用来预警水质, 可以弥补惟理化数据是瞻的缺陷。
徐东炯还介绍了美国环保署曾在俄亥俄州实施的一个经典试验:对同一目标同时开展理化手段和生物手段的评价, 两者结论相一致的不到50%、有36%属于“生物学评价有问题而理化评价没问题”, 而与之相反的情形只有5%。“从某种意义上说, 生物预警更加敏感, 更加直接, 可信度也高。”
自来水厂;机电设备;生产管理;存在问题;改进建议
1 前言
加强机电设备管理是保证自来水厂设备维持完好状态的重要手段,尤其是当今现代化企业管理中,设备管理越来越重要。因此,机电管理人员只有加强设备制度的管理和设备维修方面的管理,才能保证机电设备的完好率,使事故率降低到最小限度,保证自来水厂高产高效,安全生产,提高企业的经济效益和社会效益。本文从自来水厂机电设备管理方面剖析存在的问题,提出改进建议。
2 自来水厂机电管理工作中存在的问题
2.1 现场管理工作不到位
设备的日常维护和检修工作没有认真抓,对设备的包机制、点检制、完好率等基础工作做得不够;在设备出现临时故障需要检修时,只做临时处理,等到检修班才组织检修;当班内的设备卫生不能及时清理,既搞不好质量标准化工作,又增加了检修班组工作量;对闲置设备不能及时组织回收并入库检修。
2.2 思想认识跟不上
现场管理工作中存在的诸多问题,反映了员工对设备维护和检修重要性的认识还存在一定的差距,这也是影响自来水厂机电管理工作能否正常开展,并发挥作用的关键问题。
2.3管理制度不健全
仍缺乏完整、严格的机械设备管理制度,对机械设备的台账、技术资料档案的建立等工作尚未完善,管理工作无章可循、管理无序,甚至在购买了新设备后,没有及时或根本不入账,造成管理工作相当被动,设备糊涂使用,严重的甚至造成国有资产的流失。
3 加强自来水厂机电设备管理的建议
3.1重视管理,提高机电管理水平
重视机电管理,首先是自来水厂领导重视机电管理,这是加强机电管理的关键。机电管理人员要经常向厂领导汇报机电工作,多提工作建议,以获得领导的支持。当前机电管理基本处于设备维修管理阶段。其实,机电管理应该把设备的一生作一个系统,协同企管等部门实行设备运行全过程的管理,追求设备寿命周期费用最优化,从技术、经济、组织三方面进行综合管理。因此,机电管理人员不但要学习设备维修的管理理论,而且还要学习现代设备管理理论和企业管理理论。同时应充分调动职工的积极性,把工程技术人员、职工组织到管理活动中来。并且坚持走出去、请进来的办法,学习先进自来水厂机电管理的经验,弥补本单位机电管理的不足,找出差距,制定规划,分步实施,逐步提高机电管理水平。
3.2提高设备的可靠性
尽管设备制造厂家在进行设计制造产品时,都大大提高了设备制造质量和设备的适应能力,还增加了许多保护功能,但是,现场生产环境的复杂,对设备的可靠性总会带来一些不利的影响。而且有些队组还存在人为不保护现象,降低设备的可靠性,给机电设备的完好和安全生产带来不利的因素,因此,机电管理人员要加强各项设备管理制度的管理。除了队组日常检修设备外,还应加强设备组对各机电设备的完好检查,提高设备的完好率,降低事故停机率。
3.3严格设备维护与检修制度
严格坚持设备维护保养与预防检修相结合的检修制度,按设备的状态合格情况确定检修时间和检修制度,提高检修质量,降低检修费用,缩短检修停机时间;各单位应具体安排技术人员经常深入现场,掌握各系统的运行情况,对存在的问题和隐患要及时处理,对事故责任者应给予处罚,并通报批评;加强员工的责任意识,强化设备的维护管理工作,各部门紧密配合,从而提高设备的利用率。
3.4设备建档和基础管理的要求及目标
各种设备必须进行分类逐台编号、建卡和建立设备总台帐,并进入数据库管理系统。每台新设备使用前要由专人验收检查、调度、建档,并整理好技术资料、图纸、卡片,按照设备的规格型号进行编号。设备台帐要每月核对一次,设备总台帐与财务部门的资产要每年核对一次。
设备使用前,机电专职人员必须掌握设备的性能原理,落实包机到人,严格按照操作维护规程和标准使用和维护设备。单人使用的设备由操作者负责,多人操作的设备,实行包机长负责制,公用设备指定专人负责,对多班制生产所使用的设备,操作工人必须执行设备交接班制度,设备均应有运行记录。
3.5 加强设备的配套管理
应尽量使用几套适合本单位条件且通用性强的相同设备,使每个工场租赁的重要设备基本一致,长期使用可使设备操作人员加深对设备性能的熟练程度,提高检修人员的技术水平,减少事故停机率。提高设备正常运行周期。也减少了配件库存,降低了企业配件资金消耗,同时也避免了企业设备闲置不用,减少企业设备资金消耗。
3.6强化设备的状态监测和故障诊断
从设备管理内容分析,可分为动态管理和静态管理,而动态管理尤为重要,因为运行中的设备状态是不断变化的,只有预先了解掌握设备的动态信息,才能有效地减少设备运行事故率,降低停机检修率。目前企业对设备检修制度的管理除了日常维护检修外,就是定期检修和事故停机检修,虽然日常维护检修是保证机电设备正常运行的必要手段,但定期检修和事故停机检修这些常规检修制度都增加了企业的费用,造成企业不必要的经济损失。这就要求企业对设备的管理不仅要采取预防性维护,更要采取预知性维护和主动预防性维护,因此,采用设备诊断技术进行设备动态管理是现代化企业机电设备管理的重要手段,这样可及时掌握运行设备的现场信息,并能发现设备存在某些潜在故障,采取相应的补救措施,提高设备运行的安全可命性。振动诊断、声学诊断和油液分析是最常用的方法,设备维护人员可根据对振动和嗓声的测量分析及识别结果在不停机、不解体的情况下就能对机器故障原因、部位和程度有所了解。
各种监测诊断技术在企业中的应用,可使设备操作人员随时了解设备运行情况,并对设备运行状态进行跟踪监控。这样就能作到对设备进行适时检修,降低了企业设备检修费用,对加强设备维修制度管理有重大意义。
3.7加强职工技术培训
(1)对刚组建队组的新职工及更新设备时,对有关人员进行脱产培训,加强职工对设备性能的认识。
(2)在工作之余进行培训,严格学习制度,让技术员结合本队的机电设备,实际操作,现场讲解,定期考试。
(3)由各队组牵头,建立师徒关系,开展以老带新的传帮带活动,把老工人的设备管理技术经验传授给新工人,对机电设备现场管理有一定的作用。
4结束语
总之,基础管理是管理工作的根本。为了搞好自来水厂机电设备管理工作,首先要做好机电设备基础工作,认真研究在机电管理工作中存在的问题,抓住主要矛盾,并认真加以解决。只要严格地按规程要求做,加强责任心,就能维护好设备,机电管理工作就能做得更好。
参考文献:
[1]张琦.现代机电设备维修质量管理概论[M]. 北方交通大学出版社,2009.
[2]邵泽波,陈庆.机电设备管理技术[M]. 化学工业出版社,2008.
一、管理目标
1、安全管理: 1)设备管理:主要生产设备完好率98%以上,无重大设备事故;无直接经济损失3000元(含3000元)以上的设备事故。2)出厂水水质综合合格率:98.8%。3)管网水压力合格率:98%。4)无水质事故。
5)无重伤以上事故,无直接经济损失2000元(含2000元)以上的事故。
2、职工培训任务,参学率、参考率达100%,合格率达90%。
3、精神文明建设目标
1)无严重违反公司纪律规定的事件发生; 2)无越级上访和群体性事件发生;
二、管理措施
1.落实治安保卫责任制,加强“人防、技防、设施防”建设,保不发生盗抢案件和火灾事故。
2.严抓班组管理工作,各班组长为本班组兼职安全管理员,为安全生产第一责任人,贯彻落实厂部安全会议精神,教育职工杜绝“三违”发生。
3.开展安全隐患排查,全面排查事故隐患,对查出的事故隐患及时采取有效措施进行整改,突出抓好是安全用氯、安全用氧、安全用电工作,定期组织反事故演练、模拟事故演练、实战演练,提升员工应急处置能力。
4.严抓水质管理,健全生产岗位巡岗制度、原水生物观察、完善在线仪表检测监控制度,及时发现隐患,及时报告。5.严抓设备管理,特别是自控系统,我们不能完全依赖全自动控制,要求值班工掌握全面技能,加强设备安全巡视; 6.突出抓好两座取水泵站设备管理,保证设备完好率100%,随时应急水源切换。
7.抓好基础管理,推进精细化管理,从小事抓起,从小处着手; 8.注重员工岗位技能培训,不但要掌握设备的自动控制技能,更要学会手动操作技能;不但是值班工要学,管理人员也要深入生产岗位学,全员参与,全面提高。
第1 章 绪 论
1.1 水厂自控系统简介
1.1.1 水厂制水工艺流程
各个水厂根据实际情况,其工艺流程千差万别,设备有增有减,但基本的流程相似,如图1.1 所示。
图中主要分为以下几个工艺过程:
(1)取水:通过多台大型离心泵将江、河、地表等处的水抽入净水厂。
(2)药剂的制备与投加:按工艺要求制备合适的混凝剂,并投入混凝剂及氯气,达到混凝和消毒的目的。
(3)混凝:包括混合与絮凝,即源水投入混凝剂后进行反应,并排出反应后沉淀的污泥。
(4)平流沉淀:与混凝剂反应后的水低速流过平流沉淀池,以便悬浮颗粒沉淀,并排出沉淀的污泥。
(5)过滤沉淀:水通过颗粒介质(石英砂)以去除其中悬浮杂质使水澄清,并定时反冲洗石英砂。
(6)送水:多台大型离心泵将自来水以一定的压力和流量送入供水管网。
1.1.2 水厂自控系统组成
自来水厂的工艺特点是各工艺单元既相对独立,同时各单元之间又存在一定的联系。正因为各工艺单元相对独立,因此通常将整个工艺按控制单元划分,主要包括:取水泵房自动控制系统、送水泵房自动控制系统、加矾自动控制系统、加氯自动控制系统、格栅配水池控制系统、反应沉淀池控制系统、滤池气水反冲洗控制系统、配电控制系统、水厂中央控制室自动化调度系统,这些工艺单元内设备相对集中。根据这些特点,自控系统较多采用PLC+IPC的集散控制系统(DCS)模式。
采用PLC+IPC 系统的水厂自动化控制设计一般采用多主站加多从站结构,能够较好的满足国内水厂自动化的监控、保护要求。控制点分布在水厂内不同的位置,采用就近控制原则,在设备集中区分别设置不同的PLC 站对该区域设备进行监控,再通过通讯网络,各PLC 站之间进行数据通讯,实现整个水厂的自动化控制。在控制单元内,PLC 站实现对该单元内设备的自动控制。这样的优点是使控制系统更加可靠,当某一控制单元发生故障时不会严重影响其它单元的自动运行,同时由于单元内控制设备、检测仪表就近相连,减少了布线成本。一般根据土建设计,将水厂自动化控制系统按设备位置情况及功能进行组织,分为如下一些控制站点。
(1)中央控制室站点:对整个系统进行监控和调度,同时留有四遥(遥测、遥信、遥调、遥控)系统接口,与上层管理系统进行通讯。(2)配电室控制站点:对高压及低压配电系统进行监控。
(3)取水泵房控制站点:取水泵、真空泵、潜污泵及轴流风机等进行监控。(4)送水泵房控制站点:对送水泵、潜污泵等进行监控。
(5)格栅配水池控制站点:对快开排泥阀、格栅液位、格栅除污机、螺旋输送机等进行监控。
(6)反应沉淀池控制站点:对快开排泥阀、刮泥机进行监控。
(7)滤池公共部分控制站点:对反冲洗公共部分(反冲洗泵、鼓风机、干燥机及相关阀门)进行监控。
(8)滤池控制站点:根据单格滤池数量进行配置,每格滤池一个,对单个滤池设备进行监控。
(9)加矾控制站点:对加矾、自动配矾系统进行监控。(10)加氯控制站点:对加氯系统进行监控。
在实际工程当中,当控制站点较近时,可以将某些站点合在一起,根据功能及控制规模大小,有些站点可以设为从站或远程站点。例如长沙榔梨水厂自控系统中,根据实际情况,按照功能分为5 大块:即取水泵房控制系统,加矾、加氯和格栅配水控制系统,滤池及反冲洗设备控制系统,送水泵及设备控制系统,中央控制室等。
1.2 我国自来水厂自动控制的现状
我国自来水厂的自动化工作起步较晚,但发展很快。从六十年代简单的水位自动控制发展到七十年代采用热工仪表和集中巡检装置,八十年代以后随着国家工业水平的整体提高,使水厂进入了大规模的发展年代,特别是随着外资的引入,大量国外先进的自动化控制技术与设备进入我国,建成了一批全引进的水厂,使我国水厂自动化进程大大加快,自动化水平也快速提高。由于历史和现实的原因,我国水厂自动化的总体发展水平还不高,发展也不平衡。大中城市水厂,特别是发达地区大型水厂的自动化程度很高,而小城市和城镇水厂,特别是落后地区小型水厂的自动化程度较低,甚至还是空白。在一些已实现自动化的水厂中,虽然自动化系统和设备与其他行业,如化工、电力等相比并不差,甚至更先进,但是,其功能并未充分发挥出来。有的自控系统从未运行过,一直处于闲置状态;有的运行一段时间后变为了手动,甚至处于瘫痪状态,造成了自动化系统和设备的极大浪费。
国内实现水厂自动化控制的方法主要是新建和扩建工程。大型水厂建设项目依靠引进外资和全套技术设备,水厂工艺自动化水平高,但设备和控制系统投资很大。中小水厂自动化的设计、工程服务以国内为主,但系统中关键技术和设备仍以引进国外产品为主,在设备选型及工程服务上采取“土洋结合”的办法。这种“土洋结合”的办法不但大大降低了水厂在自控系统中的投资,而且实现了工程售后服务的本地化,有利于该行业的长远发展。
1.3 现代自来水厂自控系统的主要内容
我国水厂自动化控制系统的发展过程可分为三个阶段:第一阶段是分散控制阶段,该时期水厂各部分分别进行自动控制,各独立系统互不相关;第二阶段是水厂综合自动化阶段,在该时期整个水厂作为一个综合自动化控制系统进行生产,同时各个独立子系统又可以独立工作,该系统共享整个水厂的信息,同时又有分散控制的可靠性。现阶段大部分水厂处于此阶段;第三阶段是供水系统的综合自动化阶段,该阶段要求在一个区域的供水企业共享信息,实现整个城市或地区供水系统的自动控制。目前我国的中小型水厂大部分处于第一或第二阶段,只有很少大型水厂达到了第三阶段。在国外,如加拿大、美国等发达国家基本实现了供水系统的全自动化,而且开始进行分质供水,同时对水厂内部的自控系统也在不断地进行改进和提高。
当前水厂采用的自动控制系统的结构形式,从自控的角度可以划分为数据采集与监视控制系统系统(Supervisory Control And Data Acquisition,SCADA)、集散型控制系统(Distributed Control System,DCS)、IPC+PLC(Industrial PersonalComputer & Programmable Logic Controller)系统,即工业个人计算机与可编程逻
辑控制器构成的系统等。
SCADA 系统组网范围大,通讯方式灵活,但实时性较低,对大规模和复杂的控制实现较为困难。DCS 系统则采用分级分布式控制,在物理上实现了真正的分散控制,且实时性较好,但应用软件的编程工作量较大,对开发和维护人员要求较高,开发周期较长。IPC+PLC 系统既可实现分级分布控制,又可实现集中管理分散控制。而且PLC 本身可靠性高,组网、编程和维护很方便,开发周期很短,系统内的配置和调整又非常灵活,可与工业现场信号直接相连,易于实现机电一体化。因此,IPC+PLC 系统成为了当今水厂自动控制系统的主要结构形式。综合分析国际和国内水厂发展的各个阶段的特点以及现有的水厂自动控制系统可知,自来水厂主要的控制技术与核心组成基本相同,主要有水质检测技术、水处理控制技术、变频节能技术与综合自动化系统四个方面,可用图1.2 描述。
1.3.1 水质检测技术
水处理中的自动检测技术,即水质检测技术是保证供水和排水水质的重要手段,也是指导水处理工艺运行过程的重要依据,随着自动化技术、机械制造技术等方面的发展,出现了越来越多的新型自动化检测仪表。
目前使用的水处理自动化仪表包括流量、水位、温度、压力仪表以及水质测量分析仪表,如pH测量仪、流动电流检测仪、漏氯报警仪、余氯分析仪、高低浊度在线检测仪等。在流量测量方面,除了传统的电磁流量计外,还出现了大量非接触式仪表。
水位测量仪表是水处理中另一类使用广泛的检测仪表,滤池、清水池、格栅配水井、配矾等处都要用到,主要有差压式、静压式、吹气式、浮子式、静电电容式、以及超声波等类型。
检测仪表是实现水厂自动化的基础,在日本等发达国家不仅大面积使用现有成熟仪表外,还不断开发出新的检测仪表并发展相关的检测技术,不断扩大检测范围,提高检测精度。
1.3.2 水处理控制技术
随着电子技术、计算机技术以及光电技术等相关学科的发展,近十年来工业自动化在各个方面都发生了深刻的变化,包括自动化感应部件、各种检测传感器、变送器、各种间接测量设备、各种执行机构等底层设备,以及自动回路调节器、自动控制单元、各种大小型装置控制系统乃至综合优化调度系统等。有关控制系统的研究和应用也一直是现代工业生产的重点工作之一,并且已经在控制理论和自动控制系统水平方面都发生了极大的变化。表1.1 给出了近三十年来水厂自控技术的发展变化。
随着水处理技术的不断发展,对于水质指标的控制与水处理效率的要求也在不断提高。新工艺、新设备的广泛应用一方面提高了水处理能力,另一方面也对整个系统的控制、协调提出了更加严格复杂的要求。常规控制手段已经成为水处理行业中的薄弱环节之一,需要在现有工业自动化已经取得的成果基础上研究、设计、投用适合于水处理行业的先进控制系统。
由于水处理系统(特别是混凝投药和加氯控制过程)是一个大迟滞、非线性、时变的复杂系统,系统建模困难,很难控制好。因此各种先进的控制算法不断提了出来。文献就设计了一种基于图像处理的自动加矾系统,文献则采用智能控制,如神经网络、模糊控制、遗传算法等来进行加矾或加氯控制,亦取得了较好的控制效果。
虽然各种先进的控制理论和算法不断被提了出来,但是在实际的应用过程中,尤其是中小型水厂自动化控制系统中,经典的控制理论仍有着广泛的应用空间。因此本文在研究水厂自动控制理论方面,侧重于经典控制理论及其应用。
1.3.3 变频节能技术
在水处理行业中,普遍存在着用水量变化较大的问题,在不同的季节、不同的时段,用户用水的需求量有很大的差别,存在着明显的用水高峰特征,因此水处理厂供水系统的给水压力需要随用户的用水需求量变化而变化。在低峰时,如果水泵机组按高峰期的用水量运行,虽可通过调节阀门来满足用水需求,但供水能量损耗大,而且还会影响机组的正常运行。因此,根据用水需求自动控制水泵机组运行,且实现节能,是水厂自动化技术的一项重要内容。变频调速是一项有效的节能降耗技术,其节电效率很高,几乎能将因设计冗余和用水量变化而浪费的电能全部节省下来。变频调速控制技术,是指以变频调整原理为基础,在保证供水可靠性的前提下,根据供水系统用水量的变化情况,自动调整水泵工况,使之始终尽可能地在高效区间内运行,以达到降低能耗、提高效率的目的。这一技术是比较科学,可靠性较高的一种调节水泵工况的方式。它具有调速精度高、功率因数高等特点,使用它可以提高产品质量、产量,并降低物料和设备的损耗,同时也能减少机械磨损和噪音,改善车间劳动条件,满足生产工艺要求。
变频器是一种以变频调速技术为基础通过改变频率来调整电机转速的工业装置。作为一种先进的调速装置,变频器不但调速范围广、可靠性高、操作与维护方便,而且节电效果明显。在水处理行业变频器具有广阔的发展前景,有关其应用研究也一直得到相关工程领域的重视。
应用变频器来实现变频节能供水,可以采用恒压变量或变压变量两种方式来实现。恒压变量供水系统通过调整变频器转速(即供水流量)来保证供水压力不变,该系统技术比较成熟,应用广泛。变压变量供水系统则根据用户用水量的变化同时调整变频器转速(即供水流量)和供水压力,很明显该方案节能效果更好。但是由于水头损失等受各种因素影响,难以准确确定,实际应用的很少[。
1.3.4 供水综合自动化系统
在市场经济与信息时代的飞速发展中,企业内部之间以及与外部交换信息的需求不断扩大,现代工业企业对生产的管理要求不断提高,这种要求已不局限于通常意义上的对生产现场状态的监视和控制,同时还要求把现场信息和管理信息结合起来。迫切需要建立一个全集成的、开放的、全厂乃至整个供水系统的综合自动化信息系统,把企业的横向通信(同一层不同节点的通信)和纵向通信(上、下层之间的通信)紧密联系在一起,通过对经营决策、管理、计划、调度、过程优化、故障诊断、现场控制等信息的综合处理,形成一个意义更广泛的综合管理系统。随着计算机网络技术的不断进步,建立一个供水系统的综合自动化系统成为可能。在现代化的大型水厂中,除了采用先进的设备和控制技术对厂区内部进行有效控制和管理外,还要求实现对一个城市或地区整个供水系统的综合自动化管理。对自来水公司而言,为了安全、稳定、可靠地管理好遍布全城的供水系统,要有一个满足企业特点的、现代化的、先进的的企业综合自动化系统(SAS)。在该系统中,要实现对整个供水系统的现代化企业管理。主要包括社会服务系统,自来水管网地理信息系统(GIS),自动抄表收费系统(AMR)、生产过程数据采集与监控系统(SCADA),办公自动化系统(OAS),自来水管网优化系统,数据仓库中心数据管理系统,信息管理中心系统(IMCS)等。在美国和加拿大等发达国家,已经建立了不少现代化的水厂,实现了整个供水系统的自动化。
1.4 水厂自动化发展趋势
利用改革开放的机遇,通过引进国外的先进技术,经过近10 年的努力,以PLC 为基础的集散型控制系统已成为当今水工业自动化系统的主流,并具备了一定的技术和物质基础。
由于信息技术的飞速发展,网络化、智能化、信息化、管控一体化等概念向自动化领域的渗透,使得自动化系统的体系结构面临一场深刻的变革,这种变革也必将对水工业自动化产生重大影响。
1.4.1 控制系统的智能化、分散化、网络化
水厂的智能化包括智能设备、智能控制技术和现场总线技术等几个主要方面。随着智能传感器、变送器、测量仪表、调节器、执行器等智能设备,以及如专家系统、模糊控制、自适应控制及神经网络等智能控制技术和现场总线技术在水厂中的应用,水厂自动化将会向智能化方向发展[22]。智能设备、智能控制技术很明显是具有“智能”的。现场总线技术则由于将专用的CPU 置入传统的测控仪表,使它们各自都具有了数字计算和通信能力,亦即“智能化”。控制系统的分散化和网络化则主要表现在现场总线的应用上。
现场总线是应用在生产现场的全数字化、实时、双向、多节点的数字通信系统。采用可进行简单连接的双绞线、同轴电缆等作为联系的纽带,把挂接在总线上作为网络节点的多个现场级测控仪表连接成网络,并按公开、规范的通信协议,使现场测控仪表之间及其与远程监控计算机之间实现数据传输与信息交换,形成多种适应实际需要的控制系统,即所谓“网络化”;由于这些网上的节点都是具备 智能的可通信产品,因而它所需要的控制信息(如实时测量数据)不采取向PLC 或计算机存取的方式,而可直接从处于同等层上的另一个节点上获取,在现场总线控制系统(FCS)的环境下,借助其计算和通信能力,在现场就可进行许多复杂计算,形成真正分散在现场的完整的控制系统,提高了系统的自治性和可靠性。在水厂自动化系统中,通过采用开放式网络,如现场总线、工业以太网(Ethernet)等,把TCP/IP引入水厂现场,使Internet延伸到现场设备,利用Web技术实现水厂远程监控、调试、维护和故障诊断等功能,从而建成基于Internet的水厂自动化系统。应用Web技术实现综合自动化功能,是信息时代的要求,也是当前水厂自动化网络发展的主要方向。
1.4.2 控制系统管控一体化
水厂控制系统管控一体化就是要建立一个对生产现场状态的监视和控制,同时还把现场信息和水厂管理信息结合起来的具有水厂控制和企业管理功能的综合自动化系统。一般水厂控制系统网络结构如图1.3 所示:
企业信息网络是管控信息集成的基本条件,没有信息网络就不可能实现企业横向和纵向信息的沟通和汇集,建网的目标在于实现全企业范围内的信息资源共享,以及与外部世界的信息沟通。
管控一体化解决方案中的企业管理层由各种服务器和客户机等组成,用于集成企业的各种信息,实现与Internet 的连接,完成管理、决策和商务应用的各种功能。过程监控层由局域网段以及连接在局域网段的担任监控任务的工作站或控制器组成,现场总线网络通过现场总线接口与过程监控层相连,或者监控层直接由现场总线来担当;监控站可以完成对控制系统的组态,执行对控制系统的监控、报警、维护及人机交互等功能。
现场控制层由现场总线设备和控制网段构成,把传统的集散系统控制站(如水处理企业的PLC分站)的功能分散到了现场总线设备,此时的控制站实际是一个虚拟的控制站。现场总线技术与产品所形成的底层网络,充分发挥其使测控设备具有通信能力的特点,为控制网络与通用数据网络的连接提供了方便。企业信息网络是管控一体化的基础,现场总线则为构建管控一体化网络铺平了道路。现场总线为开放式网络,可实现同类或不同类网络的互连以及网络数据库的共享,打破了传统控制系统的封闭性,使系统的开放性大大增强,既可实现水厂控制网络与其它网的无缝连接,也可把Internet引入水厂自动化,从而建成测控管一体化的综合自动化系统[。
1.5 项目背景
本课题来源于榔梨镇10 万吨水厂自动化系统新建工程。
该水厂分二期建设。首期工程设计供水能力为5 万吨,具体包括:配水池、絮凝池、平流沉淀池、叠合清水池、气水反冲洗滤池、送水泵房、吸水井、投药间等自动化系统工程以及一套视频监控系统。
本人主要负责上述工程软件部分的设计和实施。根据榔梨水厂制水工艺的特点和土建实际,可以将该工程分为自动送水控制系统,滤池控制系统,加药控制系统,取水控制系统等四个主要部分。针对榔梨水厂取水泵房远离送水厂,而送水厂内部各工艺的设备和检测仪表相对集中,控制相对独立的特点,实际采用目前广泛使用的PLC+IPC 集散控制模式。该模式具有分散控制可靠性高的特点,又具有集中控制便于管理的优点。每一个功能控制系统均由一个PLC 进行单独控制,同时又连接到中央控制室的上位机上进行集中控制和管理。
取水泵房设备信号和图像信息通过数传电台送到中央控制室进行控制和显示。厂区内的加矾、加氯、滤池、变频供水系统分别通过光纤连接到上位机,组成水厂内部工业以太网。中控室计算机通过水厂内部局域网连接到水厂上级管理部门,构成水厂主干网。
在各分系统内部采用现场总线进行控制。
滤池控制系统由7 台CJ1M PLC,用欧姆龙公司的controller link 网络结构组成,控制6 个滤池的过滤和反冲洗。6 个滤池的操作相同,一个滤池由一台PLC控制,6 个滤池反冲洗的公共部分:反冲洗水泵、鼓风机和相应的阀门的控制单独采用一台PLC(主PLC,安装有以太网模块)。通过controller link 网络,6台滤池PLC 实现与主PLC 的信息共享,并通过主PLC 将信息传送到水厂中央控制室主机。中央控制室命令也通过主PLC 传送给滤池PLC。
对沉淀池和格栅配水井的控制则是通过Device Net 网络进行的。在控制现场安装有数个DRT2-ID16,DRT2-AD04 模块,负责现场数据的采集。在加药加氯间也装有一个PLC,它除了对加药加氯系统进行控制外,还负责传递沉淀池和格栅配水井的数据到中央控制室。在它上面安装有Device Net 的主站单元,负责从从站读取和传送数据。
在送水泵房有4 台大功率送水泵电机,通过送水PLC 控制ABB 公司的变频器来实现循环变频软启动。该方案不用再配制软启动器,节省了成本。同时采用循环变频的方式,有效的保护了水泵电机。送水泵房的设备,如潜水泵和排风机通过Device Net 网络进行控制,与沉淀池控制类似。上位机监控软件采用美国Wonderware 公司的InTouch 组态软件。数据库采用SQL Server2000,报表系统则用Excel,通过VB 来编写。
1.6 本论文的主要内容及创新点 本论文研究了水厂内部实现自动化的几个主要方面,并针对当前我国大部分水厂只考虑厂内而较少涉及管网的实际情况,提出了一种综合厂内与厂外、水厂与管网的供水系统网络方案,设计了数据采集终端。结合榔梨水厂的工程实例,详细讲解了供水企业生产过程中几个关键部分的自动控制系统构成和自动控制策略,如送水泵站的自动控制、滤池的自动控制、加氯加矾自动控制等,并针对加氯加矾自动控制系统中的问题,提出了一些改进方案。论文章节内容包括:
第1 章 绪论,对国内外供水自动控制系统的组成、现状、发展趋势以及项目背景进行了简要的分析、综述和讨论。
第2 章 主要研究了水厂自动加药控制系统的自动化实现。对自动配矾子系统进行了详细的计算并绘制了流程图。同时对自来水厂采用的几种常规加矾控制方案进行了研究和分析,并针对实际情况提出了改进型自动加矾方案。
第3 章 主要研究了水厂自动加氯控制系统的自动化实现。研究了比例、反馈、复合三种常规的自动加氯控制系统。针对水厂实际情况,将前馈+串级控制系统运用到滤后加氯控制系统中。在实现过程中,应用采样控制理论进行采样控制,并对采样控制进行了仿真研究。
第4 章 主要研究了水厂变频供水的节能原理。简述了恒压供水的节能原理及实现框图;详细推导了变压变量供水的工程模型,对其节能原理进行了深入分析和研究。同时对循环变频软启动技术进行了分析和探讨。
第5 章 对水厂综合自动化系统进行了研究。深入研究了数据采集终端,设计了该数采终端的软硬件图和网络结构图。
第6 章 结合榔梨水厂的工程实际,运用上述理论详述了水厂各个部分自动化的实现。主要有水厂的工艺流程,网络结构,加药加氯自动化,滤池控制系统自动化,变频供水自动化和上位机监控等。本文主要工作及创新点如下:
1.设计了改进型加药控制方案。该方案在前馈中考虑了取水量和浊度对投加量的影响,比只考虑取水量的方案更容易克服浊度扰动,且容易实现。同时该改进方案在流动电流检测仪测量不很准或是出现故障时仍可以进行有效控制。可以避免仪表故障时,要求人工投加的尴尬。
2.针对滤后加氯要求人工设定投加量的情况,提出了增加一级反馈回路进行自动设定的前馈+串级控制方案。该控制方案可以全自动连续调整投加量,实现自动有效投加。在实施的过程中采用了采样控制原理,并进行了仿真研究。
3.分析了变频供水的节能原理,推导了变压变量供水的工程模型,并在榔梨水厂的实际过程中加以运用。
4.设计了水厂管网参数监控系统的网络结构和数据采集终端,对供水系统综 合自动化进行了阐述。
5.对榔梨水厂进行了软件部分的整体设计和实现。包括取水,变压变量供水,过滤,反冲洗,加矾加氯,数据通信,网络构成,上位机监控,报表打印等在内的水厂自动化控制系统。
第2 章 加药控制系统
加药自动控制必须根据水厂特有的源水情况和工艺设施配置情况来选择合适的控制和实现方式。该系统一般由自动配矾子系统和自动加矾子系统组成。前者主要实现矾液的自动配制,后者实现矾液的自动投加。2.1 自动配矾子系统
2.1.1 自动配矾子系统的组成和功能
水厂常配备两个矾池,一用一备。用于投加矾液的池称为工作池,另一个称为备用池,两个矾池均独立运行。池中矾液的配制一般要求在投加前几分钟内启动并完成,称为配矾。在连续加药过程中,备用池配矾的启动是由工作池的配矾液位控制的。
每个矾池均有一个加浓矾阀,用于加入浓矾。一个进水阀,用于稀释浓矾。一个出矾液阀,用于将矾液投加到水池中(用计量泵投加)。为保证矾液的连续供应,在工作池矾液低于停止投加液位设定值时,停止该池的投加,改用备用池投加,于是存在工作池与矾池的切换。以上工作及矾液的配比计算,相应故障诊断报警都是由自动加矾子系统完成。
2.1.2 自动配矾子系统的计算
配矾子系统需要完成两类计算:一是波美度与配比浓度的的换算;二是配矾比计算。
1.波美度与百分比浓度换算
对于矾液来说,一般用波美度来表示浓度,这就要进行浓度换算。一般有如 下公式:
假设某矾液质量百分比浓度为a,其中水的质量为X,矾的质量为Y,则有
2.配矾比计算
配矾其实就是在矾池原矾液基础上,配加一定浓度的高浓度矾液和水,使矾液浓度达到投加要求,以保证加药质量。
电器控制系统主要功能:根据设定供水压力、水位上限、水位下限等参数,自动控制供水泵工作。根据管网压力自动决定投入运行水泵数量,调节变频水泵工作频率,保障供水压力恒定和能源节省。
电气控制系统工作状态及参数设置:
1.将设备控制面板转换开关转至中间位置,合上设备内全部断路器,按下总启动按钮;
2.手动运行:将设备控制面板转换开关转至手动位置,按动对应设备启动按钮,可以启动相应的水泵。变频水泵按动启动按钮之后,顺时针转动调频旋钮提高运行频率,逆时针转动减小运行频率。停止设备时,先将变频器频率调制0Hz,然后按动相应的停止按钮即可。
3.自动:将设备控制面板转换开关装置自动位置,设备根据设定的参数自动运行。
4.参数设置:通过控制面板多功能显示屏进行设置,主要设置参数有工作压力、谁为上限、水位下限等,显示屏同时可以显示各水泵的运行状态、故障状态、报警状态等啊,也可以使用中央控制室监控计算机进行参数设置,设置参数与通过多功能显示屏设置参数相同。
注意:控制折本面板总电源按钮可以实现在紧急状态下的停机,出现紧急状况可以顺时针转动总电源按钮,切断所有控制电源,设备紧急停机。
中央监控系统操作规程
接通操作台电源,打开工控机电源开关,计算机系统启动后,双击桌面图标:“Touchvew.exe”进入监控系统,单击“系统登录”,打开监控画面,显示设备运行状态及实时记录的数据。
点击相应的菜单选项将打开对应的窗口。
1、系统管理:包括“管理员登陆”、“管理员退出”、“管理员设置”和“密码修改”,管理员可输入密码登录系统进行参数设置及密码修改等操作,若长时间离开需点击“管理员退出”退出系统操作模式,防止闲杂人员误操作。
2、系统查询:包括“主运行界面”、“日报表查询”、“月报表查询”、“年报表查询”、“曲线查询”,可从报表中调出运行数据查询和打印以及根据曲线对运行状况进行比较分析。
3、系统控制:包括“设备控制”、“参数设置”,打开“设备控制”画面,在自动状态时点击“遥控”按钮,操作人员可用鼠标点击启动或关闭相应的设备:打开“参数设置”画面,设置供水压力、水位上下限等各运行参数。
4、系统帮助:包括“技术支持”、“联系方式”,可查看系统相关说明及联系方式。
5、系统退出:管理员登录之后可选择“退出系统”、“退出系统并关闭计算机”和“退出系统并重新启计算机”。
盐酸操作处置与储存
化学品中文名称:盐酸
分子式:HCL
1.操作注意事项:密封操作,注意通风,操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。配置盐酸溶液时,应将盐酸倒入水中,顺序不能颠倒,否则造成盐酸沸腾伤人,不能用手触腐蚀性及有剧毒的盐酸溶液,废液应做解毒处理,不可直接倒入下水道,远离易燃、可燃物。防止蒸汽泄漏到工作成所空气中。避免与碱类、胺类、碱金属接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配置泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物,可能接其烟雾时,佩戴自吸过滤式防毒面具(全面罩)或可能空气呼吸器。操作人员工作时应穿橡胶耐酸碱服,带橡胶耐酸碱手套。工作现场禁止吸烟、进食和饮水。单独存放被毒污染的衣服,洗后备用。保持良好的卫生习惯。
2储存注意事项:储存于阴暗、通风的库房,库温不超过30C,相对湿度不超过85%,保持容器密封。应与碱类、胺类、碱金属、易(可)燃物分开放存放,切记混储、储区应具备有泄漏应急处理处理设备和适应的收容材料。
3.其他有害作用:该物质对环境有害,应特别注意对水体和土壤的污染。
4.废弃处理方法:用碱液—石灰水中和,生成氯化钠和氧化钙,用水稀释后排入废水系统
5.应急措施
皮肤接触:立即脱去被污染的衣服,用大量流动的清水冲洗至少15分钟,严重者就医。
眼睛接触:立即撑起眼睑,用大量流动的清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟,严重者就医。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处,保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧;如呼吸停止,立即进行人工呼吸,就医。
食入:用水漱口,给饮用牛奶或蛋清,就医。紧急事态抢救或撤离时,建议佩戴氧气呼吸器。
6.消防措施
危险特性:能与一些生活金属粉末发生反应,放出氢气,遇氰化物能产生剧毒氰化氢气体,与碱发生中和反应,并放出大量的热,具有较强的腐蚀性。
有害燃烧物:氯化氢。
灭火防护:用碱性物质如碳酸氢钠,碳酸钠,石灰等中和,也可用大量水扑救。
7.泄漏应急处理:
应急处理:迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严禁限制出入。应急处理人员佩戴自给正压式呼吸器,穿防酸碱工作服。不要直接接触泄漏物,尽可能切断泄漏源。
少量泄露:用沙土、干燥石灰或苏打灰混合。也可用大量水冲洗,释放后放入废水系统。
大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。用泵转移槽间或用收集器内回收或运至废物处理场所处理。
亚氯酸钠操作处置与储存
化学品中文名称:亚氯酸钠
分子式:NaCL02
1、操作注意事项:密闭操作,加强通风。操作人员必需经过专门训练,严格遵循操作规程。避免与强氧化剂、还原物质、有机物等接触。应储存于阴凉、干燥库房内,不可与可燃物、酸类物品等混运。运输时避免受潮、受热和日光直射。
呼吸防护:佩戴防粉尘或雾滴用防护用具。
眼睛防护:化学安全护目镜、面罩。
身体防护:橡胶材料连身工作服、工作靴。
手部防护;戴橡胶、聚氯乙烯防渗手套。
其他防护:工作现场禁止吸烟、进食和饮水。保持良好的卫生习惯。
2、储存注意事项:应储存在阴凉干燥处,远离火源、热源,不得与酸、还原性物质混储。失火时可用水、砂土、各种灭火器补救。尽可能存储于隔离的防火室中。储存区地板、结构、通风系统,不可使用木材、有机物,或其他可燃物。时常清理储存区以防尘累积。
3、其他有害作物:该物质对环境有害,应特别注意对水体和土壤的污染。
4、废气处理方法:用安全掩埋法处理。
5、应急措施
皮肤接触:用温水冲洗受污染部位10分钟以上。冲洗后仍有刺激感,应立即就医。
眼睛接触:立即撑起眼睑,用温水缓和冲洗10分钟以上。冲洗后仍有激感,应立即就医。
吸入:移除污染物,或将患者移至空气新鲜处,保持呼吸道通畅,严重者立即就医。
食入:用水彻底漱口,不可催吐,给患者喝下240—300毫升的水,若患者有自发性的呕吐,让其呕吐以及反复给水,严重者立即就医。
6、消防措施
此物质不可燃但为强氧化剂,与可燃物、有机物或氧化剂会形成爆炸性混合物。灭火防护:安全情况下将容器搬离火场,可用水雾冷却以防容器破裂,并降低蒸汽量,使用无人操作之水雾控制架或自动摇摆消防水瞄。
7、泄露应急处理:应急处理:限制人员进入,直至外溢物完全清理干净为止。移除或扑灭所有引火源,保持泄露区通风。移除或隔离可燃物及易燃物。勿用碎步、可燃物来清理外泄物。
大量泄漏:联络消防应急处理单位或供应商协助处理。
HKT-Z二氧化氯发生器操作规程
一、原料规格要求
1.盐酸(浓度30%-33%)应符合国家标准《CB320-93工业合成盐酸》的要求。严禁使用废酸。亚硫酸钠(浓度80%)应符合国家工行业保准HG3250-2001的要求。
2.亚硫酸钠和盐酸应分开单独存放,亚硫酸钠应存放在干燥、通风、避光处,严禁与易燃物品木屑、有机物、还原性物质等共同存放,严禁挤压,碰撞。
3.如果使用不符合上述国家标准的原料将造成设备损坏或水体污染事故。
二、使用及操作
1、使用前的准备和检查
a、使用前的检查事项:
(1)亚硫酸钠溶液:将80%的亚硫酸钠与水按1:55(重量比)比例混合,打开亚硫酸钠储药罐加药口盖小心倒入储药罐即可,加满后盖上加药口盖。
2.设备运行
a.启动
将二氧化碳发生器下方电源插头插在墙壁开关上;将电源开关转换至开状态,按照设备说明书通过触摸屏将投加量设置好。
b.设备产量的运行
根据实际用量调解设备的产量,主要是通过调解设备进料量的大小来实现,设置进料量越大,产量就越大,反之,越小。
c.关机
1.关机时,应提前1-2小时关闭计量泵,停止加料,使设备内的气体尽量排完,以防止滞后反应所产生的气体外溢,停料1—2小时后关闭出药管阀门:
2.将二氧化碳发生器下方电源开关转换至关状态:从墙壁取下电源插头。
d.巡检
设备长时间运行后,反应器中沉淀物会增加,影响设备转化率,应定期清洗,一般半年清洗一次。
f.清洗过滤器
清洗方法如下:从储药罐中拿出过滤器,拧开密封螺母从输药软管上轻轻拿下过滤器,用清水冲洗四五次,再和输药软管连接上拧紧密封螺母即可。
s计量泵的维护
计量泵在使用时或冲洗时一定要防水。储料罐加完料后检查计量泵输料管中是否有气体进入,如果有气体应排除气体。经常检查计量泵有无泄露,应及时上紧螺栓或进行维修。
三、应急预案
1、操作间内应配备相应的防毒安全用具,值班人员应会使用该用具。
2.值班人员在设备运行期间,应加强巡视检查工作。特别是对气管路重点检查。
3.一旦发生气体意外泄露,立即停掉二氧化碳发生器的电源,使之停止工作,同时打开台风设施。
4.及时通知有关部门和领导,组织人员排查气体泄露的地点,安排相关人员进行修复,尽快修复作用。
四、注意事项
1.计量泵应注意防水。
2.设备外壳为PVC塑料,禁止碰撞、挤压、避免日晒。
3.冬天应注意防冻,并采取必要的防冻措施,以免损害设备及加药管,设备间应干燥、避光。通风良好。
4.在加药过程中应佩戴橡胶用品、防护眼镜等防护用具,避免盐酸或亚氯酸钠与身体接触。
5.设备在检修前,应通自来水将设备清洗10分钟,才可进行。电器部分在检修过程中,应断开电源,严禁带电操作。
水费征收及管理使用制度
一、凡项目饮水工程每月必须定期收取水费。乡(镇)供水协会(或水利站)负责到每个饮水工程抄取当月总水表及电表,计算该处工程当月实际用水量和用电量。管水员按时抄取各户当月水表,计算当月用水量。一律执行基础水费制度,即每人每月用水量少于一方的按一方计算,超过一方的按实际用水量计算。如各用户水表数少于总水表的,差额部分应按人分摊到各户,综合以上的数据,计算各户当月计费水量,收取水费。
二、收费标准:生活用水每方
元,点播用水每方
元,工业用水每方按人畜饮水的150%计收。
三、用户要按规定时间交纳水费,迟交1—2天者罚应交水费的50%,超五天者即停供水。
四、水费收支账目定期张榜公布。水费主要用于工程的折旧维修和运行管理。做到专款专用,不得挪用。
五、单位用户管理规定同个人用户。
六、不论单位或个人,超标准用水加倍计收水费。
七、未经县乡两级管理组织批准,任何单位和个人都无权降低水费标准,更不可擅自豁免水费,无权阻碍管理人员行使职权。
卫生绿化制度
一、卫生绿化工作是文明生产的重要环节,美化环境,净化空气,减少污染,是卫生绿化工作的主要目的。
二、划分卫生绿化责任区。落实到位,指标到人,定期检查。
三、水厂内所有墙壁不准乱贴乱画,杜绝商业广告,室内外无垃圾、无蚊蝇、无污染源,车辆摆放整齐,各种卫生设施保持良好。
四、水厂范围内的树木花草、绿地、花坛均属公共财产,不得践踏、损坏,发现破坏者,从重处罚。
五、确因建安工程需要砍树和占用绿地,需报请领导批准,工程结束后,必须做到洁扫工地,还原绿地。
水源保护制度
一、离井壁10米建水源第一保护区,设院墙与外界隔离。在水源第一保护区内需绿化美环境,不准种菜种粮,不准大、小便,不准堆放垃圾和物料,不准排入污水,不准牲畜和家禽进入,第一保护区内,禁建厕所,禁作生活区和娱乐区,禁止与工程无关的人员入内。
二、离经闭50米为水源第二保护区,要设有明显的警戒标志。在水源第二保护区内,不准堆放粪堆垃圾和污染水质的物质,不得有污水坑,不准在第二保护区内圈养牲畜和家禽。不准使用剧毒农药和化肥。
三、以河流、库塘为饮水源的工程,除严格按第一、第二保护区的规定执行外,上游100米内不准洗衣、洗澡、毒鱼、捕鱼,并划有明显的警戒线。
四、水源的水质化验、深井每年一次,大口井每年两次,对不符合规定标准的水源停止供水,经消毒杀菌处理后再行供水。
五、管水员一年一次体检。有传染病者不准上岗值班,不准进入机房和保护区。管水员上岗值班时衣着要整洁。
工作人员职责
一、所有的工作人员须经专门培训后方可上岗操作机电设备,不得擅离职守,严禁他人代替操作。
二、了解工程的设计施工情况和各项主要技术数据,熟悉输供水管网系统布置,熟记主要设备的技术指标,严格按照各项设备运行规程进行操作。
三、认真搞好设备的维修保养,及时处理机电设备和管理系统运行中出现的各种问题,保证供水系统安全经济运行。
四、按时开机供水,并作好运行记录、水位观测记录及设备维修保养记录。按时抄好水表,收取水费。记好财务账目。
五、爱护工程,保持机电设备清洁,搞好机房内外及第一保护区内的卫生,保证工程设施的安全。
工程管理制度
中德合作山东粮援项目工程,是中德两国人民的友好象征,管好用好工程设施,是造福项目村子孙后代的大事。为了搞好饮水和灌溉工程的管理,管好、用好、爱护好工程设施,特制定本制度。
一、要经常保持机房内外的清洁卫生。机房内要无灰尘,无垃圾,无堆放物。门窗、玻璃、墙皮要保持清洁完整。机房门窗每年刷漆一遍。
二、保护区内要绿化、美化环境、大门每年刷银粉一次,院墙花格每年刷涂料一次。
三、保持机电设备、管路清洁,易锈管件每年刷漆一次。机电设备半年保养一次,一年大修一次。所有的机、电、泵、管要不漏水、不漏油、不漏气、不锈蚀、不损坏。时刻保持良好的工作状态。
四、做好各种记录,保证资料完整准确。每次开机必须做好运行记录,每星期一测量一次水位。做好设备维修保养及事故处理记录。每季度的第一个月上旬将上季度水位、用水量记录报县项目办及乡(镇)供水协会(或水利站)。
五、在机房、水池周围50米内禁止放炮采石,在管网沟附近不得挖沟、挖穴、修路、建房或进行其他有损管道安全的活动。
六、凡用户都必须按规定安装入户闸阀、水表。未安装的罚款100元,禁止供水。发现偷水的,当即停止供水,视情节轻重进行罚款。新增或减少入户自来水需经乡(镇)供水协会(或水利站)批准,新安装自来水的需交纳50—100元的增容税,由管理人员统一安装。未经许可,任何人不得私自安装、拆卸或改变管路上的一切设备。
七、每处工程都要购买部分闸阀、水表、水咀等易损件。以便随时更换。
八、搞好水费管理,依法收取水费。
安全生产管理制度
一、认真贯彻执行安全生产及安全操作规程。
二、厂区内禁止非工作人员进入。
三、工作时间内必须文明礼貌、着装整齐、思想必须集中、禁止打闹嬉笑,做私活,睡觉或离岗。
四、工作人员不准醉酒后上班,必要时可以责令停工,按责任事故处理。五、一切危险(抢维修)、要害的地方,必须设置国家规定的安全标志或安全围栏。
六、加强重点部位的设防和安全保卫,一切劳动保护设施、安全装置不得随意拆卸、变动或改作他用。
七、机器设备运转时,严禁违反操作规程,维修人员在操作时,必须配备安全帽、加强防范。
八、机动车辆必须具有良好的制动装置,必须证件齐全,司机严禁酒后开车。
九、加强厂区内水电的管理,严禁自装、自诉,并经常组织检查,电工人员必须按操作规程办事,严防事故的发生。
社会服务承诺
一、水厂实行科学管理合理调度,保证供水水质、水量、水压达标。
二、水厂职工实行挂牌上岗,公开办事程序,公开收费标准,设立咨询、举报电话,公开接受用户监督。
三、对用户的意见和建议,属水厂职权范围内的三天之内答复,并予以整改。不属水厂职权范围的当天给予解释和答复。
四、对利用职权刁难用户或超标准收费者,存在“索、拿、卡、要”现象者,按水厂制度和奖惩办法给予处罚。
五、凡申请接水开户审批程序,力求在当天之内办清所有审批手续。
六、已办报装手续,并已预交款,要在三天之内开始施工。七、一般小型居民单户安装,要求在当天内完工。
八、凡接爆管,工程人员须在一小时之内赶到现场。
九、小型维修在8小时内修复,大型维修不能超过2天。
十、安装、维修需大面积停水,须预先告知村民;对用户欠费停水,必须提前3天通知。
供水服务守则
一、照章办事,严格执法
二、服务热情,文明诚信
三、水质水压,安全达标
四、接水开户,保证质量
五、施工结算,实事求是
六、查表收费,准确无误
七、定期维护,及时检修
八、廉洁自律,接受监督
工程管理制度
为了搞好农村学校安全饮水工程的管理,管好、用好、爱护好工程设施,特制定本制度。
一、要经常保持机房内外的清洁卫生。机房内要无灰尘,无垃圾,无堆放物。门窗、玻璃、墙皮要保持清洁完整。机房门窗每年刷漆一遍。
二、保持机电设备、管路清洁,易锈管件每年刷漆一次。机电设备半年保养一次,一年大修一次。所有的机、电、泵、管要不漏水、不漏油、不漏气、不锈蚀、不损坏。时刻保持良好的工作状态。
三、做好各种记录,保证资料完整准确。每次开机必须做好运行记录,每星期一测量一次水位。做好设备维修保养及事故处理记录。每季度的第一个月上旬将上季度水位、用水量记录报县供水协会(或教育局)。
四、在机房、水池周围50米内禁止放炮采石,在管网沟附近不得挖沟、挖穴、修路、建房或进行其他有损管道安全的活动。
五、涉及农村学校安全饮水工程都要购买部分闸阀、水表、水咀等易损件。以便随时更换。
1.1 我国水厂自动化控制系统的发展过程
我国水厂自动化控制系统的发展过程可分为三个阶段:一是分散控制阶段, 该时期水厂各部分分别进行自动控制, 各独立系统互不相关;二是水厂综合自动化阶段, 在该时期, 整个水厂作为一个综合自动化控制系统进行生产, 同时各独立子系统又可以独立工作, 该系统在共享整个水厂的信息同时, 又有分散控制的可靠性;三是供水系统的综合自动化阶段, 该阶段要求在一个区域的供水企业共享信息, 实现整个城市或地区供水系统的自动控制。目前我国的中小型水厂大部分处于第一或第二阶段, 只有很少大型水厂达到了第三阶段。
1.2 当前水厂采用自动控制系统的结构形式
水厂自动控制系统的结构形式, 从自控的角度可以划分为数据采集与监视控制系统和集散型控制系统, 即工业个人计算机与可编程逻辑控制器构成的系统等。SCADA系统组网范围大, 通讯方式灵活, 但实时性较低, 对大规模和复杂的控制实现较为困难。D C S系统则采用分级分布式控制, 在物理上实现了真正的分散控制, 且实时性较好, 但应用软件的编程工作量较大, 对开发和维护人员要求较高, 开发周期较长。IPC+PLC系统既可实现分级分布控制, 又可实现集中管理分散控制。而且PLC本身可靠性高, 组网、编程和维护很方便, 开发周期很短, 系统内的配置和调整又非常灵活, 可与工业现场信号直接相连, 易于实现机电一体化。因此, IPC+PLC系统成为当今水厂自动控制系统的主要结构形式。
自来水厂主要的控制技术与核心组成基本相同, 主要有水质检测技术、水处理控制技术、变频节能技术与综合自动化系统四个方面。
1.3 水厂制水工艺流程及自控系统组成
1.3.1 水厂制水工艺流程
各水厂根据实际情况, 其工艺流程千差万别, 设备有增有减, 但基本的流程都相似。其主要工艺过程大都是:取水:通过多台大型离心泵将江、河、地表等处的水抽入净水厂;药剂的制备与投加:按工艺要求制备合适的混凝剂, 并投入混凝剂及氯气, 达到混凝和消毒的目的;混凝:包括混合与絮凝, 即源水投入混凝剂后进行反应, 并排出反应后沉淀的污泥;平流沉淀:与混凝剂反应后的水低速流过平流沉淀池, 以便悬浮颗粒沉淀, 并排出沉淀的污泥;过滤沉淀:水通过颗粒介质 (石英砂) 以去除其中悬浮杂质使水澄清, 并定时反冲洗石英砂;送水:多台大型离心泵将自来水以一定的压力和流量送入供水管网。
1.3.2 水厂自控系统组成
自来水厂通常是将整个工艺按控制单元划分, 主要包括:取水泵房自动控制系统、送水泵房自动控制系统、加矾自动控制系统、加氯自动控制系统、格栅配水池控制系统、反应沉淀池控制系统、滤池气水反冲洗控制系统、配电控制系统、水厂中央控制室自动化调度系统, 这些工艺单元内设备相对集中。根据这些特点, 自控系统较多采用PLC+IPC的集散控制系统 (DCS) 模式。
采用PLC+IPC系统的水厂自动化控制设计, 一般是采用多主站加多从站结构, 能够较好的满足水厂自动化的监控、保护要求。控制点分布在水厂内不同的位置, 采用就近控制原则, 在设备集中区分别设置不同的P L C站对该区域设备进行监控, 再通过通讯网络, 各PLC站之间进行数据通讯, 实现整个水厂的自动化控制。
2 现代自来水厂自动化控制系统的应用
2.1 控制系统管控一体化
水厂控制系统管控一体化, 就是要建立一个对生产现场状态的监视和控制, 同时还把现场信息和水厂管理信息结合起来的具有水厂控制和企业管理功能的综合自动化系统。
企业信息网络是管控信息集成的基本条件, 没有信息网络就不可能实现企业横向和纵向信息的沟通和汇集, 建网的目标在于实现全企业范围内的信息资源共享, 以及与外部世界的信息沟通。自来水厂的综合自动化监控系统通常分为设备层、控制层及管理层三层结构。控制层完成具体的取水、混凝、沉淀、过滤、送水等环节的测控, 如水质检测仪表、加药设备、水泵机组、机组电气柜等, 采集现场的实时数据, 反映给控制中心S C A D A系统并同时保存到工业历史数据库中;管理层主要负责状态监控、数据采集、故障报警处理等工作, 企业管理层由各种服务器和客户机等组成, 用于集成企业的各种信息, 实现与Internet的连接, 完成管理、决策和商务应用的各种功能;现场控制层由现场总线设备和控制网段构成, 把传统的集散系统控制站 (如水处理企业的PLC分站) 的功能分散到现场总线设备, 现场总线技术与产品所形成的底层网络, 充分发挥了其使测控设备具有通信能力的特点, 为控制网络与通用数据网络的连接提供了方便。控制层的各工艺环节位置分散, 位于中控室的控制中心将进行统一监控, 因此自来水厂具有集中监控、分散控制的特点。
2.2 自来水厂自动化系统的PLC应用
P L C是可编程逻辑控制器, 是一种具有微处理机的数位电子设备, 用于自动化控制的数位逻辑控制器, 可以将控制指令随时加载内存内储存与执行。可编程控制器由内部C P U, 指令及资料内存、输入输出单元、电源模组、数位类比等单元模组化组合而成。
由于自来水生产具有连续性、不可替代性和不间断性、各工艺段距离远、设备分散、组网相对复杂等特点, 考虑到系统运行的可靠性、稳定性、高速度和扩展性、人机界面的友善等因素, 应选择增强型处理器, 支持梯形逻辑 (顺序流程控制) 和结构化文本等编程方法, 用于高速处理的应用。DH+网络, 是世界上最广泛使用的工业局域网之一, 它是最早为可编程序控制器提供远程编程、组态、排除故障的控制网络。系统中生产工艺所要求的全部参数都由PLC采集和控制, 上位机只是人机界面和对生产数据进行后续处理, 大大地提高了系统的可靠性。在系统功能方面, 概括中心控制室的功能为:显示工艺流程图, 全厂实时数据的动态显示及各个设备的工作状态、系统状态;全厂设备的自动控制功能为, 提供手自动操作界面, 实现画面及语音报警;实现操作及系统状态记录、历史查询、实时曲线、历史曲线、报表打印等, 自动化控制系统可实现整个水厂无人值守。
企业信息网络是管控一体化的基础, 现场总线则为构建管控一体化网络铺平了道路。现场总线为开放式网络, 可实现同类或不同类网络的互连以及网络数据库的共享, 打破了传统控制系统的封闭性, 使系统的开放性大大增强, 既可实现水厂控制网络与其它网的无缝连接, 也可把Internet引入水厂自动化, 从而建成测控管一体化的综合自动化系统。
摘要:供水综合自动化系统是随着现代网络技术而不断发展的。随着水厂自动化技术、系统控制设备和机电仪表的发展, 以及电脑应用的日益普及, 使水厂的自动化有了长足的进展, 但要真正实现全自动化的水厂目前还存在经济、技术因素等差距。现代化水厂不仅仅是一个独立的个体, 还要与外界共享水厂信息, 便于上级部门的管理和监控。该文主要从水厂自动控制的主要内容和自动化控制系统的应用两方面做了分析探讨。
关键词 现状 分层浊度监控 控制器检测和控制 自动排泥 应急处理
一、现状
随着水厂投氯、投矾、配矾等核心工艺采用全自动化控制,实现无人值守,对节能减排和清洁生产起到重要作用,增强了企业的核心竞争力。
但作为水处理重要环节排泥工艺,笔直所在的水厂仍然采用人工操作,直接后果是效率低下且很难保证出水质量,因此准确控制泥渣层厚度,使其保持一定活性,对保证出水质量,降低制水成本,减轻操作人员劳动强度,提高水厂管理水平具有重大意义。
二、自动排泥分层监控系统原理
澄清池的正常运行和水质达标,需要控制好池中悬浮层和及时排泥,研究自动控制悬浮层,并使其保持一定的高度和活性,实现自动排泥。悬浮层有以下几大特征:一是悬浮层形体的连续性;二是悬浮层的密度具有连续性且有趋向于水的密度;三是悬浮层具有较强的吸附、过滤特性。
所以控制悬浮层高度,保证出水符合要求,研究自动控制悬浮层和自动排泥对澄清池的正常运转至关重要。
三、自动排泥监控系统的组成
监测控制系统由悬浮层环形引出管取样环节、高浊度检测仪表、计算机控制器和电磁阀控制器等组成。见下图1、2
四、自动排泥监控系统的控制方式
整个控制系统底层采用PLC(可编程自动化控制器)完成检测和控制,并通过工业以太网与操作计算机进行通信,操作人员可以在操作计算机上实时监控排泥工作情况,无需人工操作,只需进行巡检等工作。本套系统亦可采用定时排泥工作,对排泥顺序和工作时间进行灵活地修改和设定,由下位PLC完成自动化控制程序的执行。
五、自动排泥应急处理
排泥自动控制系统按照全无人值守、能够全自动运行、排泥电机和排泥阀工况远程监控和运行故障自动报警的模式设计,为了实现上述目的和保证自动排泥工艺能够正常运转,设置自动排泥应急处理
1)设立三个取样点,保证水质取样准确
由于水厂澄清池中有刮泥机时刻运转,导致悬浮层浊度不稳定,为了确保悬浮层浊度相对平稳,不采取单一取样而是通过三点取样模式。即通过在上环型外引测管设立三个取样点,取其平均值作为最后浊度值,当此浊度值达到上泥面控制点时,则开启电磁阀进行排泥工作;当此浊度值到达下泥面控制点时,则关闭电磁阀终止排泥工作。
通过此种方式可以让取样点悬浮层浊度保持平稳状态,避免龋齿状浊度值模型出现形成排泥工艺常开常闭等状态发生。
2)排泥采用双回路,保证排泥24小时进行
排泥核心部件为排泥阀门,为了防止排泥过程完泥浆堵塞阀门,采用了先进的核电站使用的刀型排泥专用电动阀门,可保证阀门长期免维护运行。同时为了防止意外发生,本次设计中,采用一用一备方式,设置两个排泥阀门,当一个阀门出现故障时,启动备用阀门进行排泥工作,同时监控系统提供报警信息,及时让工作人员发现故障、排除故障。
3)设置时限,确保排泥工艺稳定和完整性
自动排泥系统是通过设置上、下限值来启动和关闭排泥系统,但是由于水厂澄清池环境较特殊,所以在排泥过程中设定排泥时限,需至少排泥10-20分钟,如果下限值在10分钟内来临,则仍需排泥10分钟,如果下限值在20分钟外排泥还没到达,则终止排泥;如果下限值在10-20分钟内来临,以此为标准进行终止排泥。
4)设定上限检测时限,保证排泥及时性
由于水厂澄清池采用刮泥机进行全天候搅动,导致浊度变化幅度大,如果在一天未检测到上限值时,没有启动排泥,则可能导致池子水质变差等情况。所以为了确保能够每天至少排泥两次,系统设定上限检测时限,如果在规定时间内,未检测到上限,则通过定时启动排泥系统,进行自动排泥。
六、结束语
水厂澄清池在排泥过程中,由于水质的变化,造成高度浊度计变化大,通过测定可以实现开始排泥时刻,因排泥过程中的水质的变化,排泥停止时刻的测量误差大,需要进一步探讨,因此停止排泥采用自动和定时方式实现;环形管的高度的确定过程中,浊度仪在取样位置测定沉降比,与现场经验数据对比,通过沉降比确定排泥时刻;环形管位置需根据现场季节运行工况进行改变,调整设定值;为了防止排泥过程完泥浆堵塞阀门,采用先进的核电站使用的刀型排泥专用电动阀门,可保证阀门长期免维护运行
(作者单位:大冶有色集团控股公司动力分公司)
参考文献:
[1]电气设计规范[M].建筑工业出版社,1996(6).
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