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1、内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）毕业设计说明书自来水厂自动测控系统设计摘 要近年来，随着科技的发展，自来水厂测控系统也有了很大的提高。由于水体污染，致使水厂对水质检测的要求更加严格。在自来水生产过程中需要对其中的压力、流量、液位、PH值、浑浊度、余氯等参数进行测量和控制。水处理控制技术是保证供水水质的关键，其中重要的控制系统主要包括加药控制和加氯控制。加药控制是综合考虑取水量和原水浊度的复合加药控制方案。该方案根据原水流量来控制计量泵的频率，根据流动电流检测仪反馈电流与设定值的偏差来控制计量泵的冲程。加氯控制分滤前加氯和滤后加氯，其中滤后加氯设计了前馈反馈控制方案。该方案可以自动调节滤
2、后加氯标准，无需人工干预，降低了人为误差的影响，实现了真正的自动化。另外，本文所设计的控制系统还包括反应池测控系统、沉淀池测控系统、滤池测控系统、清水池测控系统、恒压供水测控系统等。本文设计的是自来水厂测控系统，必须根据实际要求设计相应的水质检测和过程控制系统，使自来水厂的出水水质符合国家的标准。 关键词：自来水厂；自动检测；自动控制；加药控制；加氯控制 内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）Design for automatic monitoring system in waterworksAbstractIn recent years, with the development of
3、science and technology,the monitoring system in waterworks has been improved a lot.Because of water pollution,the waterworks has made more strict rules for testing water quality.in the process of tap water production ,we should test and control its force,flow,level,PH value, turbidity, chlorine and
4、other parameters.Water controling technology is the key to the guarantee of water quality, among whih the important controlling systems are controls of drugs and chlorination.drug control is the compound drug controlling programme of water amounts and raw water turbidity.it controls the frequency of
5、 metering pumps in accordance whith water current ,and it contools the deriation of pump stroke according to current from flowing detector and setting measures.chlorination control contains preceding and following chlorinations.the latter makes a fed-feedback programme,and it can control the chlorin
6、ation standards without human intervention automatically.This can reduce humanerrors and achieve real automation.In addition this controlling system also includes monitoring systems of tank,sedimentary tank filteredtank.clear water tank and system of constant water supply.This paper is designed for
7、the controlling system of waterworks. We must design it on the bases of actual requirements so as to make the water quality in waterworks meet the demands of our country.Key words: waterworks; automatic detection; automatic control;drug control;chlorination control目 录摘 要IAbstractII第一章 引 言11.1 研究背景及目
8、的11.2 研究本课题的意义21.3 本课题的任务2第二章 自来水处理工艺简介42.1 自来水处理工艺发展概述42.2 自来水处理工艺流程4第三章 自来水厂测控系统设计63.1 反应池测控系统63.1.1 反应池液位控制系统设计73.1.2 反应池测控仪表选型83.2 沉淀池测控系统123.2.1 排泥量控制系统设计123.2.1.1排泥量控制系统123.2.1.2排泥测控仪表选型143.2.2 沉淀池液位控制系统设计153.3 滤池测控系统163.3.1 过滤和反冲洗控制系统设计173.3.2 滤池测控仪表选型183.4 清水池测控系统203.4.1 清水池液位控制系统设计213.4.2 清
9、水池测控仪表选型213.5 恒压供水测控系统223.5.1 恒压供水控制系统设计223.5.2 恒压供水控制系统接线设计233.5.3 恒压供水测控仪表选型25第四章 加药、加氯测控系统设计294.1 加药测控系统294.1.1 高浊度水混凝控制技术294.1.2 自动加药控制系统设计314.1.3 加药测控仪表选型334.2 加氯测控系统394.2.1 氯消毒简介404.2.2 加氯控制系统设计424.2.2.1前加氯控制系统424.2.2.2后加氯控制系统434.2.3 加氯测控设备选型45结束语48参考文献49附录A 自来水厂测控系统过程检测及控制流程图51附录B 液位控制系统及其接线图
10、53致 谢54内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）第一章 引 言1.1 研究背景及目的水源污染是当今世界范围所面临的普遍问题,特别是有机物的污染。在农业上使用的化肥、农药、除草剂、杀虫剂等的流失，进入水源中，加剧了水质的恶化。当水厂从河里抽上的原水中,会有各种不同的杂质，例如常会含有粘土、砂、水草、腐殖质、某些盐类，还有细菌、病毒、寄生虫、有机污染物等对人体有害物质，这些有害物质如果不处理，很大部分通过水源进入人体，会造成对人体的严重伤害。生活饮用水对水质的要求是无色、无嗅、无味、不浑浊、无有害物质、不含传染病菌，所以水在送往用户前，必须经过澄清、消毒等工艺环节的处理，使之符合用户对水质的
11、要求。目前，我国已全面进入建设小康社会，并加快推进现代化建设的新阶段，这也要求和必将带动饮用水处理行业迅速发展。因此，在我国要求建设现代化先进水平的自来水厂，这对于提高供水水质、保障人们健康、提高生活质量和推动给水工业发展都有重要的现实意义。同时，随着我国加入世界贸易组织，给水工业与世界接轨之势已不可阻挡，为适应在此领域中的国际竞争，建设现代化先进水平的自来水厂也是十分必要的。一个现代化的自来水厂最终目的就是为用户提供优质的符合健康要求的安全饮用水。因此，在自来水厂的测控系统设计之前就应该确定该水厂的出水水质目标，这个目标应主要根据现行的水质标准来确定。随着微量分析和生物检测技术的进步，以及流
12、行病学数据的统计积累，人们对水中微生物的致病风险和致癌、致畸、致突变有机物、无机物对健康危害的认识不断深化。采用传统的饮用水处理工艺已经不能满足当前人们的饮水安全要求，新的处理工艺和技术（包括预处理和深度处理在内）不断涌现14。1.2 研究本课题的意义实现水厂生产过程自动控制，主要是提高生产过程的可靠性和安全性，实现优质、高效和低耗供水，降低运行人员的劳动强度，提高管理水平和劳动生产率，最终取得良好的经济效益和社会效益10。具体表现在以下方面16： 水质优化通过自动控制系统的调节，提高供水水质的安全可靠性，并降低水处理系统的运行费用。例如在加氯控制系统中，可以根据出水的水质情况来控制加氯量的多
13、少，根据余氯仪检测出水的余氯的含量，来对投加氯进行合理的控制，使之符合标准。 能耗优化水厂是耗能大户。通过自动控制系统的调节，可以最大限度地节约能耗。例如通过对取水泵站和送水泵站水泵电机的调速控制，使之按恒定流量或恒定压力方式运转，避免能量浪费，即实现能耗优化。又如可以根据滤池液位情况，控制系统自动调节滤池反冲洗，在保证出厂水水质合格的前提下，实现水处理系统运行的总费用最低。 单体构筑物运行优化 可以根据系统总体运行条件要求（原水水质、产水量等），各控制单元可对各个水处理构筑物的运行工况进行自动调节，通过改变投药量、排泥工况、反冲洗周期及时间等实现单个构筑物在最优工况下运行。1.3 本课题的任
14、务在水处理过程中，原水来自江河湖泊，受自然条件等因素的影响，原水水质是不断变化的，有时变化幅度是很大的。如来自同一条河流的原水浊度可能在几十度到几千度之间变化根据水质情况对水处理过程加以控制，使最终达到规定的水质标准。在本次的毕业设计中，主要进行自来水厂自动测控系统设计。在了解自来水厂生产工艺的基础上，重点研究自来水厂的自动测控系统以及自动保护系统，根据要求设计相应的水质检测和过程控制系统，使自来水厂的出水水质符合国家的标准。第二章 自来水处理工艺简介2.1 自来水处理工艺发展概述从人类最初的简单沉淀净水方法到传统的水处理工艺，乃至发展到现在的饮用水深度净化，每次饮用水处理技术的发展与进步，都
15、与水源污染的加重、人们生活水平的提高对饮用水质的要求以及相应的标准不断提高密切相关。我国自来水厂从20世纪60年代开始采用继电器控制水泵电机、电动阀门、真空泵的联动技术以及半导体原件组成的液位自动控制装置。到了70年代，自动化仪表逐渐引入水厂，但那时质量较差，没有得到及时的推广。80年代已应用单板机和单片机于水厂二级泵房的数据采集和数据处理，完成了打印和报表的功能。到了90年代以后的自来水处理工艺,主要依靠现代化的控制系统,并且由先进的控制仪器组合而成。利用PLC、变频器、各种先进的检测仪器以及利用现代化的网络系统有机结合而成。各个环节相互关联、相互协调，最终生产出符合标准的生活用水21。2.2 自来水处理工艺流程自来水厂的任务就是对原水进行加工处理，使水质符合生活或部分工业用水的各种要求。常见制取自来水的过程主要分为几个步骤：混凝、沉淀、过滤、消毒和存储，工艺流程图如图2.1所示。图2.1 自来水厂工艺流程图从以上工艺流程图可以看出,整个水厂制水工艺按功能分成许多不同的环节,如:反应池、沉淀池、滤池、清水池，还有一级泵房和二级泵房等等。自然沉淀是利用池塘、湖泊、水库等在该处停留较长的时间，大量的悬浮物就沉到底部，改善水质。混凝是在原水中投加混凝
