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【关键词】模块化；自动化
模块化净水厂是新近兴起的水厂建设方式，其自动化控制系统分为基本配置和高级配置。
模块化净水厂基本配置的自动化系统的每个子系统都具有自动运行的功能。此系统专门针对单元净水模块的组合型工艺进行设计研发，采用一对一控制法，控制效果比同一等级下相当水平的传统控制方式要好，节能较明显，安全性能也有很大的提高。
自动化高级配置系统是在基本配置的自动化控制系统上，为满足不同程度上的更高级的要求而添加的自动化高级辅助控制系统。高级配置提升了中央控制系统的功能，使其包含净水厂运行的组态监控及安全监控，同时在净水厂数据信息管理上采用了信息化系统，主要是SQL数据库管理、web service信息等。另外，增添水质在线监测系统。
模块化净水厂整体系统的全自动控制采用基于485总线的集散控制方式，各个子系统内部的过程控制采用闭环控制方式。上级主管信息中心与净水厂中央控制系统、中央控制系统与净水控制主站系统、中央控制系统与其它控制系统（一级提水控制系统、二级供水控制系统、反冲洗控制系统、消毒控制系统等）、净水控制主站系统与净水控制从站系统之间的控制采用集散控制方式的485总线技术。
一、自动化系统基本配置
1.入水系统
模块化净水厂系统的入水系统主要组成为流量在线检测仪表、入水流量调节阀构件等，可满足不同程度上的要求。可分别进行手动、自动控制。手动状态下，可以根据实际需要处理要求，手动调节入水流量控制器，使每台设备的入水量达到需要量即可。操作简单易行。自动状态下，入水系统会自动根据净水系统的工作情况需要，流量在线检测仪表返回的流量信息，确定每台净水设备的入水流量。入水控制系统根据控制软件程序设定程序控制入水流量调节阀构件，达到系统自动设定的入水量。
2.净水系统
模块化净水厂系统由若干5000吨/天的单元净水模块组成，单元净水模块均采用技术先进的新型组合净水工艺。工艺流程包括：净水过程和反冲洗过程两部分。根据反冲洗对象不同分别反冲洗石英砂滤料和活性炭。净水控制主站的DCS分散控制方式：净水控制主站系统通过DCS分散控制方式的485总线串联多台净水控制从站系统，向各个净水控制从站系统收集或传送数据、请求或控制指令，根据净水量的要求协调各个净水控制从站系统的投入或退出。中央控制系统通过DCS分散控制方式的485总线串联净水控制主站系统及其它控制系统，向各个控制系统收集或传送数据、请求或控制指令，根据净水工艺要求协调各个控制系统的运行或停止。
3.二级变频供水系统
二级供水控制系统，采用变频供水系统，系统的控制主件为变频器、软启动器，智能控制主令件采用可编程控制器（PLC），人机对话操作平台采用触摸式文本显示器，外部压力/流量信号采集采用智能模拟及数字采集模块。二级供水控制系统，运行方式由手动及自动两种。二级变频供水系统采用用户末端多点控制法及大小泵匹配运行模式。节能效果较基本配置的净水厂出厂压力为基准的变频控制技术节能达40%以上。
4.絮凝剂制配投加系统
絮凝剂制配投加系统，负责絮凝剂溶液的制配搅拌工作；絮凝剂投加系统分为自动启停手动调整投加量型和全自动自主控制型，负责制配的絮凝剂溶液的投加量控制。
5.消毒系统
消毒系统采用二氧化氯消毒法。制配原料为盐酸和亚氯酸钠。
二、自动化系统高级配置
1.中央控制系统
中央控制系统是整个水厂的神经中枢。负责各系统工作的协调，各种参数的采集及命令的下达，数据的处理及存储，在高级配置模式下并与供水信息中心进行数据交换，一起构建供水管理数据库。
1.1控制中心功能。①能远程手动或自动控制模块化净水厂内水泵、阀门以及相关设备的运行；②能采集、显示、汇总模块化净水厂内相关的被控对象的数据信息，并形成日报、月报、年报以及变化曲线；③日报、月报、年报及曲线格式。
1.2中央控制系统的DCS控制方式。中央控制系统采用DCS控制方式，即将各个独立的性能或功能控制分解到各个子系统中自行控制，各个子系统之间彼此独立，各个子系统通过485总线方式将自己的数据上传到中央控制系统，中央控制系统将数据进行集中管理，根据数据反馈情况协调控制各个子系统运行。中央控制系统在数据共享上采用有线网络或无线GPRS传输方式，将采集整理后的净水厂系统数据信息上传至上级主管机关，上级主管机关通过净水厂管理软件接收数据，显示净水厂系统的运行情况，同时可以对净水厂系统的各个控制对象实施远程遥控。
2.信息化系统
2.1SQL数据库。数据库是信息资源管理的先进工具，信息处理的核心，在整个系统中起着关键性作用，是系统中重要的组成部分，它负责对数据的输入、整理、归档、查询、打印，进行统一管理，有效共享。
2.2数据库系统分类。数据库系统根据联网情况可分单机数据库系统和网络数据库查询系统两种。
2.2.1单机数据库系统。单机数据库系统是指实时采集的数据存储于中央控制室内监控计算机上的数据库里，在此监控计算机上可进行数据的查询、删除、修改、打印等处理。监控计算机未联网，数据不进行远程无线传输，不可以通过网络查询数据。
2.2.2网络数据库查询系统。网络数据库查询系统主要是构建B/S方式的信息化查询系统，现场采集数据经GPRS无线传输写入服务器的数据库，数据库中的数据以Web方式，客户端通过IE方式浏览、查询。用户在客户端查询数据时通过IE向服务器发出请求，服务器端把用户的请求信息进行处理、检索后把结果返回给客户端IE，以供用户浏览。
2.3web service信息。全新的WebServer架构，全面支持画面、实时数据、历史数据以及数据库数据的。
3.水质在线自动监控系统
高级配置模式下具备水质在线自动监测功能，对出入水水质进行自动监测。出、入水水质监测项目可测定如下参数：①浊度②余氯③供水压力④入水流量⑤供水流量等。设备有：出、入水浊度仪、出水余氯仪、压力传感器、超声波流量计等仪表。
4.厂区安全监控系统
采用电视监控：摄像头为红外夜视型。对模块化净水厂运行情况以及水源进行电视监控，提高水厂及水源的安全性。对所监控画面24小时实时录像。
三、结论
模块化净水厂系统采用技术先进的自动化控制系统，使模块化净水厂的运行不仅实现了全自动及智能化，还实现了对净水厂的远程遥控、监视、数据共享等功能。在净水厂的工艺控制方面得到很大提升。
参考文献
[1]陈良宽主编.计算机网络与建筑智能化系统集成.北京：中国建筑工业出版社，2002
【关键词】水厂；自动化；问题；对策
近年来，我国供水事业蓬勃发展，各项新技术的应用日益广泛，其中自动化技术的应用是近年来自来水厂生产发展的最大特点，但同时其存在诸多设计、设备和管理方面的问题，严重制约水厂自动化水平的提高。
1.水厂自动化中存在的常见问题
1.1水厂自动化的设计问题[1]
水厂的生产过程是一个较为复杂的连续过程，对于其自动化系统的设计要求较高，涉及众多技术和设备，设计本身具有一定的难度，故在有些水厂自动化设计中存在的问题较多，影响了自动化功能的发挥，甚至影响了系统的正常运行。
（1）缺乏统一的发展规划。在有些水厂自动化设计中，对控制系统的持久性和未来发展规划一致性考虑不够全面，导致控制系统开放性和扩展性不够，造成系统很快落后于生产发展的需要。
（2）功能设置过于复杂。在有些水厂自动化设计中，由于片面追求高标准，致使功能设置过于复杂，而忽略了水厂的实际工艺情况和管理水平，使系统的故障率增高，而维护管理又跟不上，导致关键工艺的自动控制得不到保证。
（3）功能设置过于简单。在有些水厂自动化设计中，工艺过程的功能设置过于简单，达不到控制要求，特别是关键工艺的控制要求，造成虽有自动化系统，但关键工艺（如投药等）仍由手动完成的现象，失去了实现自动化的实际意义。
（4）设置过多的手动功能。有些设计为了在自动化系统故障时不影响生产，而设置了过多的手动操作功能，从设计上就将自动化系统置于可有可无的地位，既造成了设备的重复投资，也使生产人员产生了不正确的依赖心理，加上运行管理改革力度不够，出现了自控设备搁置不用而仍由人工手动操作的现象。
（5）设计人员水平不够。水厂的自动化设计涉及众多技术和设备，要求设计人员既要掌握先进的控制技术，又要熟悉生产工艺过程，同时对设备也要有相当的了解。但在有些设计中，由于设计人员对生产实际情况或对进口设备的性能了解不够，导致设计与实际生产有出入或出现设备选择不当，满足不了工艺要求，造成了自动化系统局部失败。
1.2水厂自控设备问题
设备方面存在的问题也是影响水厂自动化系统正常运行的一个主要因素，具体表现在如下几个方面：
（1）质量问题。水厂中有些设备容易出现质量问题，如碱度计、氯氨测定仪、溶解氧测定仪、浓度测定仪、压差变送器、加氯机、计量泵、调节阀、电磁流量计等，这些质量问题有的是设备本身的质量不过关，有的则是安装或维护质量达不到要求，但均影响了自动化系统的正常运行。
（2）配套问题。在有的水厂自动化系统中，设备如传感器、测量仪表及执行机构本身并无质量问题，而是精度不够或稳定性达不到系统要求，即与系统配套不合理，也是影响自动化系统正常运行的一个原因。
（3）备品备件问题。有些设备发生故障后，由于缺乏备品备件而一时无法修复，这对进口设备尤为明显。如果由原产品供应商修理，则时间长、费用高，特别是有的产品已更新换代而根本无法得到备品备件，造成了这些设备的检修十分困难，从而导致这些设备长时间处于瘫痪状态，影响了自动化系统的正常运行。
（4）检修和改造问题。对于部分进口设备如网络设备，由于外商对通信协议和通信软件的公开性不够，且本身的技术要求也较高，既增加了这些设备的维护和检修难度，也降低了自动化系统的开放性，影响了系统的正常更新和改造工作。而且很多进口通信设备较难与国内设备互联，致使更新和改造困难，从而降低了自动化系统的合理性和统一性。
1.3水厂自动化的运行管理问题
（1）操作人员对设备性能和操作要求不够熟悉，不能完全掌握仪表技术。不少水厂反映，操作工人对仪表设备的使用要求不能完全掌握，致使仪表使用不正常，对仪表的调校保养缺乏必要的技术和专门知识，常常不重视仪表必要的日常清洁和维养工作，不懂得仪表的定期保养、检修等的规定和内容要求，所以往往使仪表精度降低，甚至不能正常工作，影响加药、加氯自动化的实施。
（2）缺乏专业维修队伍。之前，水厂在人员编制上，只有泵机值班工和电工，不设置仪表工。现在水厂自动化纷纷上马，水厂编制上也配置了一些仪表工，但是这些仪表工的配置数量和本身的专业技术水平均不能满足要求，有的甚至用电工代替仪表工，因此当仪表或监控设备发生故障后，不能得到及时的修复和处理。在保修期过后，不敢与国外联系，不少搁置起来，渐渐由“伤风感冒”而导致“全身瘫痪”。
（3）操作工人、管理人员以及领导层对自动化设施的认识不够全面。1）对自动化控制在水厂中应用的迫切性认识不够：不少水厂配备自动化只是为赶时髦，将其作为水厂的点缀。认为全国大、中、小水厂都纷纷实现自动控制，我们也不能不上，实为大势所趋。认为一个新的水厂要体现其先进，必须有自动化内容，而且尽量争取高标准。在国外考察后更是要求设备齐、标准高。这种想法在筹建部门较为普遍。2）对仪表和自控系统实质上缺乏信心：怕麻烦，表示明显的不信任感，最好少一些自动化内容，以免自找麻烦，这种想法在生产部门较为普遍。
2.解决水厂自动化问题的对策
2.1用国产设备直接取代
通过对国内市场的细致调查，找到种类、性能指标、接近于进口产品后，直接取用而代之。例如：安徽省滁州市自来水公司一水厂将国产在线浊度仪、计量泵应用在自动加药系统中，效果较好；引用国产电磁流量计和超声波流量计对原水、出厂水进行测量，计量较准确；同时该水厂还积极利用国产仪表应用在自动化系统的改造工程中，不仅完全达到了自控系统的各项功能技术要求，而且节约了大量的技改资金。
2.2自我改进消化吸收
拥有自己技术开发队伍的水司，应充分了解引进设备的性能特点，对系统中存在的问题进行仔细分析、改进，找出解决问题的办法。例如：滁州二水厂的自动投矾系统改造，就充分体现了技术人员对控制系统改造持有比较新颖的思路。他们没有采用较为流行的流动电流控制器，而是根据原水水质的特点，利用原水流量和滤前水浊度作为主要控制参数，滤后水浊度和PH值、水温作为后反馈控制参数，构成闭环控制系统，运行效果较好。
2.3谨慎选用进口设备
经过数十年的运行表明，进口设备虽然具有许多优点，确实在城市供水事业中起到了举足轻重的作用，但是也客观存在着一些问题，不得不引起广大供水同仁的高度重视。通过多年的运行效果表明，有的国产设备使用效果良好，维护也比较方便，备品备件能得到及时供应，售后服务能得到保障。所以建议在功能、技术参数能满足自控系统要求的前提下，尽可能使用国产设备。
2.4推陈出新，横向联系
在对进口设备的性能充分了解的基础上，寻找合适的厂家进行制造，不仅解决自身的设备问题，而且还可以推而广之，帮助其他使用同类设备的厂家排忧解难。例如：计量泵的隔膜片、加氯机的管配件等等，都可以委托国内厂家生产。同时要加强供水行业之间的技术交流，互通有无，积极推广成熟技术，共同提高自动化技术水平。
3.结束语
技术人员应提高相应技术水平，重视水厂自动化系统的生产、运行、维护和管理等问题并加以不断地研究，解决实际碰到的问题，才能将上述的自动化控制系统发挥到最佳水平，实现可靠、连续、优质供水。
关键词：自来水厂；自动化；PLC改造
前言
水是万物之源，在城市的供水体系中，由于一部分自来水厂建设的时间早使得自来水厂中的设备自动化程度不高从而极大的限制了自来水厂潜能和质量的发挥，因此需要加强对于自来水厂自动化程度的改造从而有效的提升自来水厂的供水能力与供水质量。在自来水厂的自动化改造中关键是要确保自来水厂自动控制系统的稳定性与可靠性，为实现这一目标在自来水厂自动化改造的过程中需要对控制系统中的一些系统部件进行冗余设计，在分析各部分冗余工作原理的前提下在提高工作系统可靠性的前提下来实现对于工作设备的选取。保障自来水厂控制系统的稳定性与可靠性。
1 自来水厂处理流程分析
在自来水厂的工作中，由于各厂所使用的水源不同使得各自来水厂所采用的饮用水系统和组成的工艺流程各有差异。在自来水厂的水处理系统中，通过使用取水泵房将河流、湖泊或是水库的水通过使用水泵输送至水池中，在水池中经过加药、絮凝以及沉淀、过滤等将水中的大部分杂质予以去除从而得到清水，完成处理后的清水输送至清水池而后使用高压泵泵送至城市供水管网。在自来水厂的水处理过程中对于加药采用的是前加氟和后加氯的方式，在水处理的过程中前加氯应当在配水井的入口处，而后加氟应当设置在清水池的入口处。同时对于水池中的杂质等应当配备有排污设备以便将水池中的沉淀物及时的予以排出。
2 自来水厂自动控制系统中的冗余设计的原理
在自来水厂的自动控制系统中的冗余切换方式可以分为热冗余、暖冗余和冷冗余三种形式，设计自动控制系统的冗余设计关键是依靠自动控制系统的可靠性模型的建立。热冗余主要指的是设计在控制系统中与控制系统联机运行在其未被激活的过程中并不参与系统的工作而当主系统出现故障时则冗余设计迅速接管控制系统的故障部分以保障系统的可靠运行。在自来水厂冗余部分的控制中采用的是多部并联的结构，通过冗余设计最大限度的提高自来水厂控制系统的可靠性与稳定性。
3 自来水厂水处理综合自动化控制系统
3.1 自来水厂水处理控制系统的网络结构
自来水厂的自控系统采用的是“集中监控、管理分散控制”的集散型系统，对于自来水厂的自动控制系统主要由信息监控和现场监控两大部分组成。通过使用以太网来将主控部分的工控机与现场控制的PLC模块相连接构成一个完备的控制系统，如主控系统中的两台工控机同时出现故障，各分系统仍然能够独立的控制各分系统按照设定的工序进行生产，保障了自来水厂生产的正常进行，从而使得自来水厂自动化控制系统的稳定性与可靠性大幅增加。
3.2 自来水厂供电系统的冗余设计
在自来水厂的供电中按照国家的相关规定对于自来水上这种二级负荷单位需要采用两回路的供电方式，其中两回路分别来自于不同的变电站以确保供电系统的稳定性。这两路供电回路中一组作为主电路而另外一组则作为备用回路，各组回路都能够保障自来水厂的正常供电，同时在供电回路的负载容量上还应当考虑到今后新添加设备的供电保障，确保自来水厂的正常供电。同时对于自来水厂别重要的负荷还需要对相关设备配备应急电源以确保在设备故障发生时能够及时的对关键设备恢复供电，应急供电系统电源采用的是6kV双回路放射式接线方式，为自来水厂的供电提供可靠的电源支持。应急系统中所使用的UPS主要目的是确保供电中断时重要控制设备的电力供应直至柴油发电系统能够正常工作。
3.3 自来水厂的信息监控管理层的冗余设计
在自来水厂的主控系统中采用的是2台中控设备，通过将厂长室工控机、工程师工控机以及化验室工控机等连接到2台交换机上以构成双星型的以太网，相较于环形以太网，双星型以太网在后续增加主站点时较为方便。将工业交换机上的2个端口设置为Trunk主干端口，建立并形成一个高速骨干链接，在提高骨干链接带宽的同时为系统的网络通信提供了可靠的冗余量。同时在工控机中配备有相同网卡IP地址设置的工业交换机并配合硬件侦测和负载均衡技术当侦测到通信网络故障时及时的切换到另外一条备用总线直至主系统的网络链接修复。主控室所采用的2台主工控机采用了双机热备的配置模式，2台工控机同时联网实现对于自控控制系统的监视和控制，在正常工作情况下，主机运行而从机处于监视状态并不参与工作，而从机监测到主机工作出现异常时主、从机将会迅速的切换以实现对于主控系统的控制，这一模式的实现原理如下：主机在正常工作时对主控系统的各项数据进行收集和处理而从机采用监视请求定期向主机发送请求与应答信号，如主机并未正常的进行应答则认为主机出现故障从而切断与主机的网络数据传输自动转入工作状态，自来水厂自动控制系统中的各设备的数据、产生的报警以及事件信息则改由下位机获取。同时，从机对主机的工作状态进行定时监控一旦监测到主机恢复工作则自动切换到待机状态。
3.4 自来水厂工业以太网的冗余设计
在自来水厂的工业以太网的设计中，将OSM模块设置为冗余环网使能态，将其中一个设置为冗余管理态以完成对于以太网的管理。正常情况下冗余管理器的其中一个冗余环口为断开状态，整个以太网呈现出线性结构，当监测到以太网环网故障时自动切换至另外一种环形线性结构保障系统的正常运行。
3.5 自来水厂的生产控制系统的冗余设计
根据自来水厂的生产工艺流程可以将水厂的生产划分为取水泵站、加氯加药站、絮凝、沉淀、过滤以及送水泵站等多个环节，通过对每一个站点的运行信息进行采集并将信息送入水厂自动控制中心并接收控制中心的管理，各站点的监控分站都具有独立的操作系统以便在控制系统发生故障时各分系统独立运行。对于可靠性要求较高的分站点可以使用西门子的S7-400H型PLC按照冗余的方式进行设计，在CPU、CPU同步模块以及连接线缆和电源模块等都需要设计成双重的器件以确保控制的可靠性。S7-400H型PLC的冗余设计采用的是“热备份”的主动原理，闲时从模块与主模块共同连线，当监测到主模块故障时从模块自动切换完成对于水厂分站的自动控制确保水厂能够正常工作。
4 结束语
自来水厂的自动化改造对于提高自来水的供水效率与供水质量有着极为重要的意义.文章在分析自来水厂供水特点的基础上对自来水自动化系统的冗余改造，确保自来水的正常供应有着极为重要的意义。
参考文献
[1]郭谋发，杨耿杰，丁国兴，等.基于IEC 60870-5-104及OPC的水电厂自动化系统[J].电力自动化设备，2007，27（10）：100-103.
【关键词】自动化；控制系统；制水工艺；恒压供水
1.水厂自动化控制系统
在自来水厂构建自动化控制系统，主要是采用滤池的全自动控制，即运用计算机对整个自来水厂的各个运行的产水环节进行检测和控制，那么下面我们就针对自来水厂自动化控制的系统的功能进行分析：
1.1显示功能
对采用计算机全程检测的实时数据能够及时的显示出来，这里显示的主要是技术参数，并通过显示的参数能够分析出当前各个设备的运行状态，对于出现的问题能够及时反馈出来。
1.2报警功能
由以上对显示功能的分析可知，在检测和控制的过程中会反馈出一些参数，那么就可以运用计算机对参数进行设置，当参数的变化超出或低于一定范围时，计算机自动化控制系统就会自动报警，这样工作人员就会及时发现问题或故障，采取一定措施进行维修或补救。
1.3数据库管理功能
建立生产数据库，存贮生产原始数据，供统计"分析用，建立事故数据库，记录各类错误"事故等。
1.4自来水制水工艺
在通常情况下，制水工艺过程分别几个步骤，取水―― 制备与投加药剂―― 混凝―― 平流沉淀――过滤沉淀――送水，不同的自来水厂都根据自身的实际情况采取不同的工艺流程，设备也不尽相同，不过最基本的流程都一样。
1.5控制和操作功能：自动化控制系统最大的优势就是可以通过中控室可对全厂任何一台可控设备进行控制和人工干预，对相关的数据和参数进行设定和修改，由此可以看出，自动化控制系统是当前比较先进的自来水厂控制技术，如图1所示：
2.水厂自动化控制系统特点分析
加药系统方面，其自动控制的实现采用单闭环方式。确切点来说，加药属控制反馈过程，中央控制系统里，设计人员通过设定SCD值，便可以通过分析、参考水源参数进行加药、搅拌，这一过程均以自动化方式来进行。操作完成后SCD检验水质并将检验结果自动生成信息，以信号波的形式传送出去。当PLC接受信号波之后进行分析和处理，将所得结果对比预定值，对于其中出现的差值通过调频变频器来控制，频率的改变有利于调整计量泵，进行促进循环控制提醒的形成，以确保加药控制更加精良。
2.1可靠性高，抗干扰能力强
自动化控制具有多项性能，其中在水厂中可靠性是最为重要的。现阶段我国已有自动化控制系统中，由于各项生产工艺严格依照规定执行，实际设计中又加入了集成电路技术及抗干扰技术，故可靠性较高。在机外电路方面，它所使用的控制系统更为先进，相比较继电接触器来说，不仅开关接点减少，电器节点也缩减为原有的1%甚至更少，这大大降低了体统故障的可能性。
2.2功能完善，适用性强
水厂规模不同，自动化控制系统的应用范围也各不一样。尽管如此，发展至今，自动化控制系统已经能够适用于各种规模的水厂。这些大中小型的系统除能够进行逻辑处理外，绝大多数已具备运算功能，可以实现数字控制。特别是功能单元涌现，控制深入范围变得更加宽广，如对位置、温度的控制等。此外，人机界面的发展便捷了操作，人们对系统的控制变得容易许多，故广受欢迎。水厂自动控制系统面向工业，，因此为了使其得到水厂技术人员的认可，其工控设备等建设应尽量以图形符号表达，尽量使其与继电器电路图一致，这样一来，系统逻辑控制指令无需进行繁杂制定，对电脑及网络语言编绘知之甚少的人也可进行控制。
2.3工作量小，维护方便
水厂原有控制系统多是采用连线逻辑，自动化系统的应用成功使用存储逻辑将其取代，这极大的减少了接线，不仅使控制设备外部便的干净整洁，而且也在很大程度上缩短了建设周期。进行设备维护时由于接线数量少也变得简单又容易。它的应用使通过设备改变实现程序改变变为现实，适用范围很广，特别是在小批量生产中。
3.超滤膜的应用
通过实验发现，在进行超滤处理之前使用混凝能够有效的减缓膜通量的降低，对增强渗透通量也有着很好的效果。Chen发现通过混凝剂能够把水中的疏水性有机物有效的去除，极大的增加了膜通量。董秉直发现采用在线混凝-超滤膜技术处理自来水能够有效避免膜污染。日本的“MAC21计划”研究表明，超滤膜技术对水中的细菌、总铁、浊度都有着较好的去除能力，但是去除有机物和氨氮的能力比较差；另外张捍民利用中空纤维膜去除水中的污染物的时候发现，中空纤维膜能够高效的去除水中的细菌、胶体，而去除有机物的能力较差，不能保证水中有机物的浓度。董秉直在进行粉末活性炭―超滤膜工艺进行水处理时，发现如果加入粉末活性炭一方面能够避免膜受到污染，另一方面还能增强膜通量，具有非常重要的意义，虽然粉末炭会粘附在膜的表面形成滤饼层，但是滤饼层起到了防止污染的作用。另外Liang在进行高锰酸盐/氯预处理控制藻类污染的研究中发现，通过高锰酸盐/氯能够有效降低超滤膜受到污染的速度，同时对于一直藻细胞也有非常重要的作用。通过上面的各项研究能够看出，混凝、活性炭、预氧化等预处理工作对于减缓膜污染有着很好的效果，但需要特别注意，如果预处理的方法选择不当反而会产生反作用，所以在选择预处理方法之前必须要对水质和膜材料进行严格的分析。
总结：
自来水直接关系到人们的切身利益，随着生活水平的日益提高，人们对饮用水的质量要求也越来越高，这就要求自来水厂摒弃传统的控制方法，将自来水的处理技术进一步提高，从而为人们提供更高质量的自来水。自来水厂主要的控制技术也是其核心组成部分，主要包括水质检测、水处理控制、变频节能三项技术以及综合自动化系统组成。
参考文献：
[1]张成名.浅析信息背景下自动化控制系统在水厂中的应用[J].管理观察，2014（09）
[2]王晓峰.当前自动化控制系统在水厂中的应用[J].经济发展，2014（11）
[3]刘文平.浅析自动化控制系统在水厂中的应用[J].水利水电技术，2012（10）
对水厂实施自动化的根本目的认识不够全面或出现偏向，是造成一些水厂自动化系统未能充分发挥作用的一个原因。水厂实现自动化的根本目的是提高生产的可*性和安全性，实现优质、低耗和高效供水，获得良好的经济效益和社会效益。但是，有的水厂实现自动化是为了赶时髦，将其作为一种点缀；有的水厂是迫于形势，在大批水厂纷纷实现自动化的情况下，自己也不能不上；有的水厂使用的自动化功能过于复杂，特别是在考察自动化水平较高的水厂后，更是盲目地提高标准；有的水厂则自动化功能过于简单，主要是对自动化不熟悉，缺乏必要的信心，怕造成麻烦；有的水厂是为了凑合贷款数，不得已而配置自动化系统和设备。这些不正确想法的存在，使水厂实现自动化的根本目的发生了偏向，造成了自动化设计不切合水厂实际，不注重生产过程特别是关键工艺环节的自动化，并忽略了在运行和管理模式方面的相应改革，从而导致自动化未能充分发挥作用，甚至建成后处于闲置状态。
2水厂自动化的设计
2.1未解决的相关理论问题
在水厂自动化中，工艺理论对自动化提出的控制要求本身存在未解决的理论问题或理论不够完善，使控制未能达到规范化和最优化，系统运行达不到理想的控制状态，从而影响了自动化的实际运行效果。（1）絮凝理论不够完善。
加药系统是一个大延时、强耦合、干扰因素多的非线性系统，目前广泛采用的控制方法为：用原水流量按比例前馈调节计量泵的频率，用流动电流仪（SCD）反馈调节计量泵的冲程，从而构成加药复合控制系统。由于凝聚作用本身有多种理论，决定加药量多少的水质成分因素在理论上还不够完善，如原水浊度、温度、pH、污染因素以及非胶体颗粒干扰因素等参数变化都对SCD有很大影响，而在SCD反馈调节方法中，只采用了反映水中胶体稳定度的参数ζ电位来代表全部水质因素，因此该控制方法并不完全符合生产实际。同时，传感器缝隙小易造成堵塞，加药后不易形成絮粒，特别是滞后反应和水质变化对SCD影响较大，导致该方法适应性较差，准确度不够，达不到优化自动加药的要求，实际使用效果并不理想［1］。在有的系统中，虽然采用了智能技术如专家系统、自学习模糊控制等方法，取得了一定效果，但并未完全解决加药量优化控制的问题。
(2)加氯系统理论问题。
在加氯系统中，传统的控制方法为：前加氯采用流量比例控制，后加氯采用余氯反馈控制。由于影响加氯效果的因素很多，如水质、天气、水厂的具体工艺特点等，而且后加氯存在时间滞后问题，同时对控制方法和投加氯氨存在的问题目前有不同的看法，特别是对水射器安装位置和余氯取样位置的规范化确定目前尚无完整的理论［1］，从而使加氯系统不够规范，实际运行效果也不是十分理想。在有的系统中，虽然采用了一些其他控制方法，如采用双因子控制方式（用流量和余氯控制前加氯和后加氯）或多参数非线性控制方式，取得一定的效果，但并未完全解决加氯系统存在的问题。
(3)其他理论问题。如变频供水泵和定速供水泵的台数比例确定、变频供水泵的自动调节方法以及供水泵的科学调度等问题，理论上还未完全解决，管理上还有待进一步研究。
2.2技术规范和设计标准问题
到目前为止，我国在供水行业自动化控制方面，除《城市供水行业2000年技术进步发展规划》等少量规划性技术文件之外，尚无制定供水行业自动化控制方面的技术规范和设计标准，致使水厂在实施自动化过程中，技术上缺乏统一的规范性，设计上存在一定的盲目性和随意性，不同类型的水厂自动化分别应该达到的主要功能和主要技术指标不明确，影响了自动化系统配置的科学性和合理性。而在其他行业，如水电行业，国家有关部门早已经颁布了相关的技术规范和设计标准，这对该行业的自动化设计和实施起到了积极的促进作用。
2.3专著和文章问题
我国供水行业的自动化起步较晚，总体发展水平也不高，致使在供水自动化方面发表的文章数量有限，总体质量也不太高，出版的专著更少，既不利于在实施自动化时提供必要的理论指导和技术参考，也不利于行业内的技术交流和经验交流，影响了自动化知识普及和提高的速度。而在其他行业，如电力，除有大批专著可供参考外，还有大量的文章可供参阅。另外，每年还举行众多的技术研讨会和交流会，这对提高该行业的自动化水平起了很大地推动作用。当然，这与该行业从业人数多、技术力量雄厚、期刊数量大等多种因素有关。
2.4设计中存在的一些具体问题
水厂的生产过程是一个较为复杂的连续过程，对于其自动化系统的设计要求较高，涉及众多技术和设备，设计本身具有一定的难度，故在有些水厂自动化设计中存在的问题较多，影响了自动化功能的发挥，甚至影响了系统的正常运行。
（1）缺乏统一的发展规划。在有些水厂自动化设计中，对控制系统的持久性和未来发展规划一致性考虑不够全面，导致控制系统开放性和扩展性不够，造成系统很快落后于生产发展的需要。
（2）功能设置过于复杂。在有些水厂自动化设计中，由于片面追求高标准，致使功能设置过于复杂，而忽略了水厂的实际工艺情况和管理水平，使系统的故障率增高，而维护管理又跟不上，导致关键工艺的自动控制得不到保证。
（3）功能设置过于简单。在有些水厂自动化设计中，工艺过程的功能设置过于简单，达不到控制要求，特别是关键工艺的控制要求，造成虽有自动化系统，但关键工艺(如投药等)仍由手动完成的现象，失去了实现自动化的实际意义。
（4）设置过多的手动功能。有些设计为了在自动化系统故障时不影响生产，而设置了过多的手动操作功能，从设计上就将自动化系统置于可有可无的地位，既造成了设备的重复投资，也使生产人员产生了不正确的依赖心理，加上运行管理改革力度不够，出现了自控设备搁置不用而仍由人工手动操作的现象。
（5）设计人员水平不够。水厂的自动化设计涉及众多技术和设备，要求设计人员既要掌握先进的控制技术，又要熟悉生产工艺过程，同时对设备也要有相当的了解。但在有些设计中，由于设计人员对生产实际情况或对进口设备的性能了解不够，导致设计与实际生产有出入或出现设备选择不当，满足不了工艺要求，造成了自动化系统局部失败。如有的设计中滤池出水阀选择了两位阀，虽配置了完备的自动化控制设备，但却无法实现滤池水位的自动调节功能。
3水厂自控设备存在的问题
设备方面存在的问题也是影响水厂自动化系统正常运行的一个主要因素，具体表现在如下几个方面：（1）质量问题。水厂中有些设备容易出现质量问题，如碱度计、氯氨测定仪、溶解氧测定仪、浓度测定仪、压差变送器、加氯机、计量泵、调节阀、电磁流量计等，这些质量问题有的是设备本身的质量不过关，有的则是安装或维护质量达不到要求，但均影响了自动化系统的正常运行。（2）配套问题。在有的水厂自动化系统中，设备如传感器、测量仪表及执行机构本身并无质量问题，而是精度不够或稳定性达不到系统要求，即与系统配套不合理，也是影响自动化系统正常运行的一个原因。（3）备品备件问题。有些设备发生故障后，由于缺乏备品备件而一时无法修复，这对进口设备尤为明显。如果由原产品供应商修理，则时间长、费用高，特别是有的产品已更新换代而根本无法得到备品备件，造成了这些设备的检修十分困难，从而导致这些设备长时间处于瘫痪状态，影响了自动化系统的正常运行。（4）检修和改造问题。对于部分进口设备如网络设备，由于外商对通信协议和通信软件的公开性不够，且本身的技术要求也较高，既增加了这些设备的维护和检修难度，也降低了自动化系统的开放性，影响了系统的正常更新和改造工作。而且很多进口通信设备较难与国内设备互联，致使更新和改造困难，从而降低了自动化系统的合理性和统一性。
3管理方面存在的问题
水厂自动化系统建立后，管理水平滞后是影响自动化功能正常发挥的一个重要因素。由于管理人员受自身素质和传统观念的束缚，未能在管理方面进行及时的调整和改革，导致管理水平落后，无法适应水厂自动化的发展需要。如何提高管理水平和管理人员素质是自动化水厂目前面临的一个重要课题。
（1）不注重设计、安装、调试过程的人员参与。很多水厂在建设自动化系统时，由于受人员和素质的限制，常采用交钥匙工程的方式，这样在建设时轻松省事，但后患无穷，由于没有自己的技术力量参与设计、安装、调试过程，导致投产后出现很多问题，影响了系统的实际运行效果。
（2）对自动化系统和设备不够熟悉。由于值班人员缺乏必要的技术知识，对自动化系统和设备不够熟悉或掌握不够，导致设备得不到正常的保养、调校和检修，造成仪表精度降低或设备故障；导致软件得不到必要维护和调整，造成因一些小软件故障得不到及时处理而影响系统正常运行；有的甚至出现误操作或引起人为故障。
（3）缺乏完善的自动化管理规程。水厂实现自动化后，其运行管理和维护管理已和传统水厂不一样，但不少水厂在这方面的改革力度不够，缺乏满足自动化生产需要的管理规程，如岗位职责、运行管理制度、操作规程和设备维护保养及检修规程等，致使运行管理满足不了生产需要，维护管理达不到要求。
（4）缺乏专业的、稳定的维护队伍。自动化系统和设备虽然具有较高的可*性，但也会出现故障，需要维护人员尽快排除。同时，设计情况与实际运行情况不一定完全一致，即使与投入运行时一致，过一段时间后也会有所变化，另外经过一段时间的实际运行后，一般都需要对系统中存在的某些缺陷进行改进，以使系统更加优化，这就要求维护人员对自动化系统和设备进行必要维护和调整，特别是当生产工艺变化后，需要对控制系统进行相应修改和开发。
但是，由于缺乏专业的、稳定的维护队伍，使一些小的软硬件故障得不到及时的修复和处理，渐渐由小问题变成大问题，甚至导致自动化系统瘫痪。
水厂总体监控方案的确定应以水处理为依据，包括泵站控制系统、沉淀和过滤控制系统、恒压供水控制系统、混凝投药控制系统、加氯消毒控制系统、排污处理控制系统等工艺管理，水处理工艺流程为：取水口加药反应沉淀过滤消毒加压市区管网。根据工艺要求和控制指标，应运用MPI网络将水处理的各个子系统连为一体，在控制中心通过组态软件对其进行监控，总体控制方案为：混凝投药控制器和加氯消毒控制器采用S7-300PLC，其余采用S7-200PLC，组态软件为力控6.0，采用的网络结构为单元级和现场级。以泵站控制系统为例，其控制方案为：采用S7-200PLC作为控制平台，负责对泵站数据的采集，泵站和控制中心的通信通过外置式GSM调制解调器来实现，触摸屏为就地控制接口，系统框图如图1。
2软件设计
根据设计好的各子系统的硬件配置，设计PLC控制软件、组态监控软件和触摸屏控制软件，以泵站控制系统为例，其任务是按照控制中心的指令，向水厂提供水源，并对泵站的水泵运行情况、供电等信息进行实时采集，然后传送给控制中心，实现泵站无人值守。根据泵站工艺，在SMS工作原理指导下，提供短信息服务，发送规则为开机/关机、系统出现故障、定时设置和控制中心命令。为达到泵站无人值守的设计要求，可通过标准的RS—2485串行通信网络和自由口模式，自主选择通信协议，以此构成PLC的分布式网络。PLC软件设计流程为：初始化接受信息并处理水泵控制压力、流量采集并处理故障信息采集并处理信息发送；根据系统的工艺要求，开发界面应包括启始界面、模式选择界面（分为自动运行和手动操作）、报警界面及帮助界面等。
3水厂自动化监控系统的特点及功能
3WN6是一种经济型低压智能断路器，通过模块化的工程设计，可确保通讯、保护、测量等功能更为可靠稳定，且便于拆卸和维修，能够在线对开关功能进行数字化编辑。正常生产时，操作人员通过S7-315系统上的触摸屏模拟流程和触摸按钮，便可以准确掌握各系统的工艺流程及设备运行情况，并可以通过自动运行或手动操作两种控制方式来控制各设备的开和停，便于设备的检修及事故的处理。本系统联网后，便可实现现场监控、远程控制和后台在线组态等功能，操作人员在后台微机上便可以准确掌握各配电室低压开关的分/合情况及水厂装置的运行情况，系统可以动态显示各电气设备的电压、电流的波动情况，实时性更强。此外，还可以随机记录越限事件、报警信息等，为生产管理和事故控制提供了很大的便利性。PLC的推广应用是水厂自动化监控系统得以建立的关键，该编程控制器简单易用、可靠性高，而且通讯联网功能强，根据水厂的水处理工艺和工程设计要求，对各净水环节的硬件系统和软件系统进行设计，满足了水厂自动化生产和管理的需求。
4结论
关键词：水厂、自动化系统、防雷
中图分类号：TP27文献标识码： A 文章编号：
随着计算机、通讯和微电子技术的和广泛应用，目前水厂的自动化控制普遍采用由工业计算机IPC和可编程控制器PLC组成及流量计、水位计等的监控网络。由于这些设备大量采用大规模集成电路，成为水厂受雷电损害的主要设备，这些设备的运行正常与否直接影响到水厂安全供水及至整个城市的运转秩序，因此对自动化系统采取有效的保护措施是至关重要的。
1雷电的危害
依据GB7450-87（电子设备雷击保护导则），雷电对电子设备的危害有以下三种：
直击雷：雷电直接击中线路并沿导线或电缆流过大量的雷电流，持续时间达若干微秒，使线路设备有实质性的破坏。直击雷的能量和破坏力相当巨大，但其遭受概率是有限的。
感应雷：通过雷云之间或雷云对地的放电，在附近的架空线路、埋地线路或类似传导体上产生的感应过电压。其破坏力虽没有直击雷那么大，但影响的范围和遭受的概率却十分大。
地电位升：雷电流通过接地装置流入大地所引起大地电位的升高，危害设备对地的绝缘。
2什么是电涌
电涌被称为瞬态过电，是电路中出现的一种短暂的电流、电压波动,在电路中通常持续约百万分之一秒。220 伏电路系统中持续瞬间(百万分之一秒)的 5,000或10,000伏的电压波动，即为电涌或瞬态过电。它通常有两种产生途径：雷击和电气开关动作。
3电涌对电子设备的危害
电涌使电子设备讯号或数据的传输与存储都受到干扰甚至丢失，至使电子设备产生误动作或暂时瘫痪；重复影响而降低电子设备寿命甚至立即烧毁元器件及设备。这一切都会给生产和工作带来较大损失。
通常，在水厂的设计建设中对于直击雷的防护已经有比较完善的措施。自动化系统设备损坏的主要原因是雷电感应浪涌电压造成的。资料统计雷电波感应占计算机类设备雷击事故原因的85%。雷电波感应对自动化系统的破坏，主要是通过侵入电源线、天馈线、通讯线和信号线而损坏电源、通讯和I／O模板；也可能因感应从信号采集线和接地网引入有害的信号电流和接地电流，损坏自动化系统或影响其运行。由此可见，要有效地做好水厂自动化系统的雷电防护，应从整个配电系统、信号系统、天馈系统、微机网络等几个方面入手，采用接闪、分流、均压、屏蔽与接地等手段，进行全方位的防雷防过电压保护。
4水厂自控系统防雷措施
根据电涌产生、危害途径和自控系统的特点，我们认为应从配电系统防雷、自控系统网络线路防雷、构筑物防雷、合理接地等四方面着手。
4.1自控配电系统的防雷
当雷击输电线或雷闪放电在输电线附近时，都将在输电线路上形成雷电冲击波，其能量主要集中在工频至几百赫的低端，容易与工频回路耦合。雷电冲击波从配电线路进入自控设备的电源模块及从配电线路感应到同一电缆沟内的自控网络线上进入自控设备的通讯模块的几率比从天馈和信号线路进入的要高得多。因此配电线路的防雷是自控系统防雷的重要部份。
水厂的配电系统在高、低压进线都已安装有避雷装置，但自控设备的电源仍会遭受雷击而损坏。这是因为这些装置的保护对象是电气设备，而自控设备耐过压能力低，同时，这些避雷器启动电压高而且有些有较大的分散电容，与设备负载之间成为分流的关系，从而加在自控设备上的残压高于避雷装置的启动电压，极易造成自控设备损坏。同时大型设备启停产生的操作过电压也是危害自控系统的重要原因之一。
对电源防雷应采取多级保护措施，从高压柜、低压柜、主配电箱、分配电箱逐级保护，把雷电过电压降到设备能够承受的水平。有条件尽可能以从总配电柜开始将自控系统的电源线单独布排。各级避雷器应尽量靠近被保护设备以免雷电侵入波发生正的全反射。
4.2通讯线、天馈线避雷
自控系统网络传输线主要使用的是光纤和双绞线。其中光纤不需要特别的防雷措施，但若室外的铠状光纤是架空的，需要将光纤的金属部分接地。水厂自控系统通讯线一般都采用特制屏蔽双绞线，并且一般都是穿管直埋(或电缆沟)铺设，所以雷电在此处的感应电压不高(1KV-2KV)。但由于其直接进入PLC或计算机通讯口这一薄弱环节(正常电压一般为正负5V、12V、24V、48V等)，在雷击发生时网络线感应到的过电压，足以一次性破坏网络。即使不能一次性破坏设备，但每一次的过电压冲击都加速了网络设备的老化，影响数据的传输和存储，甚至死机，直至彻底损坏。所以网络信号线的防雷对于网络集成系统的整体防雷来说，是非常重要环节。应将此类信号线敷设在屏蔽线槽中，屏蔽线槽应良好接地；也可穿金属管敷设，金属管应全线保持电气上的连通，并且金属管两端应良好接地。
计算机数据交换或通讯频率是从直流到几十兆赫兹(据系统而定)，选用避雷器时应以通讯电平和频率或速率来确定，对于比较高频的讯号便需要特殊设计的防雷器以确保其阻抗与该系统对应，否则会有信号反射的现象。避雷器应靠近通讯接口处安装(减小反射损耗)。网络通讯线路避雷的最好方法当然是采用光纤网络。
水厂的监控设备功率低，其连接线都采用同轴电缆。所以对天馈的防雷主要是选用同轴电缆避雷器(直击雷防护见后)。由于雷电波与有用通讯信号频段相距很远。把这两种信号分开的有效手段就是采用高通滤波器，在选用这类产品时，应据通讯频率和传输功率而定(天线应置于构筑物避雷网45°角内，否则须有相应接地措施)。
4.3合理接地
防雷的最终措施是“泄放”，因而对接地切不可轻心。一般水厂的接地主要有构筑物接地、配电系统及强电设备接地、计算机自控系统接地。如这三种接地配置不合理，极易在雷击时通过接地网对自控系统造成反击。
计算机自控系统是一个特殊用电系统，它包括以下几种接地：系统工作地(小于4欧)，直流工作地(信号屏蔽地、逻辑地等小于2欧)，安全保护地(小于4欧)。在安装时难以分开(特别是对PLC系统)，对这一系统采用联合接地较好。接地电阻取最小值，至少小于2欧。
地网分开设置时应注意避免地网之间的闪络。雷击时，会在地网及附近导体中产生很高电位，地网分开，则可能造成接闪接地体向其它接地体闪络。所以，为避免不同系统接地而引入不同电位，导致人身和设备事故，根据规范要求，各接地系统的距离必须大于20M，且它们的接地极和地线要保持绝缘，绝缘电阻应在2MΩ以上，接地电阻小于4Ω。
接地系统的关键是地下的接地装置，这经常成为建立有效接地系统的最大困难。要提供最小而又能长期保持的低阻抗对地泄流，应考虑诸如土壤条件、接地装置与土壤的接触面、接地装置的长期效果（寿命）等因素。
五、避雷器的选型
要发挥良好避雷功能，避雷器的选型很重要，防雷器应不会对保护的设备或线路造成任何干扰和中断现象。在实际工作中，避雷器的选择除了技术先进、设计合理外还要注重以下几点：
⑴反应时间避雷器的反应必须比电涌的速度快。一般在纳秒级均符合技术要求。
⑵一次处理的最大电流最大电流（即峰流）是指避雷器的处理最大电流的能力。
⑶吸收能量的能力避雷器吸收能量的能力越高，避雷器的使用寿命越长。
⑷钳制电压的能力将过电压钳制到电器设备所能承受的安全范围之内的能力。
⑸体积的大小避雷器体积越小，电感也越小，防护效果也就越好。
⑹符合国际和国家标准常见标准有国际标准UL1449、ANSI/IEEE、NEMA、IEC和国家标准GA173-1998。
安装电源避雷器时，要求避雷器的接地端与接地网之间的连接距离尽可能越近越好。如果避雷器接地线拉得过长，将导致避雷器上的限制电压（被保护线与地之间的残压）过高，可能使避雷器难于起到应有的保护作用。
六、运行维护
对自动化系统防雷保护必须坚持预防为主，安全第一的指导方针。
⑴每年雷雨季节前应对接地系统进行检查和维护。主要检查连接处是否紧固、接触是否良好、接地引下线有无锈蚀、接地体附近地面有无异常，必要时应挖开地面抽查地下隐蔽部分锈蚀情况，如果发现问题应及时处理。
⑵接地网的接地电阻应每年进行一次测量。
⑶每年雷雨季节前应对运行中的避雷器进行检查，发现问题时及时处理。
摘要：下文主要针对水厂自动化设计，做出简要分析，做出探讨，从设计方案逐步入手。
关键词：水厂；自动化；设计理念
一、系统总体方案
可以根据水厂各生产环节，按工艺及地理位置布局要求，水厂控制系统一般采用分布式控制方案，在每一生产区域设立现场控制站，完成对本区域内设备和过程的监视，操作和控制，区域则按工艺及设备分布划分，各站之间通过可靠性高和实时性强的工业局域网络相连，实现N:N对等通信，达到管理集中和控制分散的目的。因此需要采取分层结构模型，设立公司级，工厂级，区域级，单元级，设备级及装置级，据此，系统设置现场监控站和一个中央控制管理站。
现场监控站由现场控制单元和现场操作站组成，现场控制单元负责区域内所有设备和过程的数据采集，顺序控制和参数调节，由PLC或PLC网络组成，现场操作站承担CRT显示，故障报警，参数设置，现场操作和数据存储等工作由于控机和工控组态软件构成。现场控制单元和现场操作站均作为独立的节点。挂于局域网上，且均可视为局域网上的一个节点站。现场操作站的另一种设置方法为通过串行口直接连于现场控制单元PLC的串口上，此时，操作站则被视为控制单元的操作终端。中央控制管理站负责对全厂工艺流程及重要设备的工作状况进行监视、控制。通常由数台工控机组成，除含有各操作站各项功能外，还负责数据处理报表打印等功能。
二、系统构成及主要控制设备
1.系统功能:
根据地理位置及功能划分，由中控室主站及设在现场的三个子站和与公司供水调节SCADA系统互联通讯子站构成。
(l)中控室主站中控室主站设置三台工控机，一台作实时显示，对各分站监控管理;一台作数据处理;还有一台供维护、调试、管理使用。配一台数字式投影仪，大屏幕动态显示全厂工艺流程及设备运行状况。
(2)现场子站按照工艺流程及平面布局设置，设泵站、投加、滤池三个现场子站.各子站设操作员终端，方便现场监控、维护、管理。
①泵站子站
1#PLC子站负责监控及管理取水泵站、送水泵站、回收水泵站及配电系统。主控处理器设在送水泵站PLC机柜内。PLC监控7台送水机泵及闸阀工况，机泵启停操作及运行、保护等，采集出厂水流量、压力、浊度、pH、余抓以及清水池水位等参数.采用1400系列电量监测仪检测并显示各台机泵以及馈电、进线、母联回路的电量参数，并通过远程I/0链与主控处理器通讯.取水泵站采用适配器通过远程I/O链与主控处理器进行通讯”PLC监控5台机泵及闸阀工况及运行、保护等，采集吸水井水位、上水管压力及流量、原水pH、浊度、水温等参数，对机泵及清垃机启停操作控制。
回收水泵站采用适配器模块与主控处理器通讯，PLC监控回收水泵站机泵的启停。PLC还监控沉泥池2台排泥车的启停操作控制及故障检测，并在每台排泥车的电气控制柜内设置小型逻辑控制器(SLC)，对排泥车进行过程控制。
②投加子站2#PLc子站负责监测及管理投矾、加灰、加抓、加氨工艺及设备.主控处理器设在投加中央控制室PLC机柜内.因加灰点距此较远，故在那儿放置PLC机柜，设适配器模块经远程I/O链与主控处理器通讯.由于矾、灰、抓、氨投加均引进国外自动化设备，所以PLC仅用于投加设备的状态参数检测、越限事故报替及后加抓系统控制，并采集水质参数及药剂的称重量、投加量，送主站监视及处理。
③滤池3#PLC子站包括滤池和沉淀池.主控处理器设在滤池PLC机柜内.PLC对24格V型滤池出水气动蝶阀分别进行等速调节控制，保持过滤时砂面以上水位稳定。当过滤周期、水头损失、清水池出水浊度中任一个达到设定值时，滤池自动反冲洗。按工艺要求进行扫洗、气水反冲洗、漂洗的顺序控制，也可以人工请求手动强制冲洗。
④与SCADA系统联网采用MOTOROLA公司的MOSCAD系统设备与PLC互连.由MOSCADRTU收集调度所需的全厂必要数据，利用公司现有的800MH:集群系统，实现实时查询水厂及管网生产参数.
2.系统组态软件设计
a.全厂平面布置图
b.全厂净水工艺流程图
c.全厂电气主结线图
d.取水泵站监视图及参数图
e.送水泵站监视图及参数图
f.全厂配电系统参考图
g.单台水泵电机监控图
h.出厂水24小时压力流量、水质参数图i，滤池总监视图1.单个滤池监控图及参数趋势图k.沉淀池监控图1.加氨工艺流程图m.加氯工艺流程图11.加矾工艺流程图0.加灰工艺流程图p.各类报警图考虑到仪表、设备更换等因素引起参数采集值变化，在画面上设计“参数设定”画面，必要时在键盘输入修正值即可。
另外，还设置事故报警提示画面，便于值班人员判断原因，迅速处理。在全自动方式下，一、二级泵站机组开停可由以下因素决定:一级泵站控制:
1.清水池水位低于下限时，必须有一台泵组运行;
2.清水池水位下降速率超过警戒限及清水池水位未达到上限替戒水位时，至少保持一台泵组运行;
3.泵组运行台数所进的水量与二级泵站出厂水量相对应;根据比值及清水池水位高低，水位上升或下降速率等因素决定泵组开停，尽可能保持清水池经常处于高水位，同时又要保证泵组不能频繁动作，每启动一台泵，运行时间不能少于1小时。
配电站控制:所有进线柜、母联柜、馈电柜均可通过计算机PLC自动合分闸，所有电气故障均立即在屏幕上显示，并发出声光报警信号，部分影响正常运行的故障则自动跳闸保护或切换开关，违反电气操作规程的操作，均被锁定，不予执行。在手动方式”LC自动跟踪手动调节器的运作及收集资料，自动调整模型参数，另一方面，又用来设置设定值，使其具有自学习功能，成为一模糊控制器。
与SCADA系统联网:公司中心调度室与水厂距离较远，为实现两者之间的通讯，系统采用MOTOROLA公司的MOSCAD系统设备与PLC互连。由MOSCADRTU收集调度所需的全厂必要数据，利用公司现有的800MHz集群系统，实现实时查询水厂及管网生产参数。
三、问题讨论
1.水厂自动化是一项综合课题，在系统总体设计时，除考虑实现安全供水和水质质量的主要目的外，还必须考虑到操作者的需要和供水服务的连续性要求，以及系统持久性与公司未来发展规划一致性间题。现场一级部分设备的手动控制机构仍有必要保留，以防PLC工作站万一出现较严重故障而不能迅速修复时，造成失控现象，从而提高整体全性。同时必须保证精确的检测仪表和动作可靠的执行机构。
2.部分水厂自控系统由公司科研室会同设计室、水厂共同设计、开发、安装、调试，这样有利于自己的技术人员掌握这套系统和日后的运行管理及维护，而且完全符合水厂实际运行情况，降低建设成本。而且由于统一选型，避免某些新建水厂由于各子站分别采用不同控制系统所产生的系统矛盾及缺陷。水人员直接参与系统安装和调试是保证系统正常发挥作用的重要条件之一。
3.冗员问题，是阻碍自来水行业实现自动化的障碍之一，自动化程度提高，必然导致出现富余人员，因此必须处理好安置间题，否则达不到自动化的目的，但自控系统需要增加一些专业找术人员来进行维护管理。
4.必须设立相应的维护班组，值班维护组可以处理任何操作间题.这个班组应具有系统所有设备的软件维修和硬件服务所需的技术知识。齐全的设备配件，可使维修组尽快地完成维修工作，使故障设备的停机时间缩至最短。必须认真对待信息处理，在对其进行后期处理时，不应破坏控制系统的实时性。
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