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   摘要：通過實(shí)施西門子全集成自動(dòng)化解決方案，蘇州胥江水廠成為了新型智能化水廠的典范，出水達(dá)到直飲水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)現(xiàn)了從“水安全”到“水幸福”的跨越。

   對(duì)于每個(gè)家庭而言，飲用水是否清潔衛(wèi)生，至關(guān)重要。2009年，蘇州市自來水公司決定對(duì)出水有機(jī)物含量過高的胥江水廠進(jìn)行移地改造，目標(biāo)建成一座高自動(dòng)化程度的現(xiàn)代化水廠，設(shè)計(jì)規(guī)模為30萬m3/d，出水可達(dá)到直接飲用的標(biāo)準(zhǔn)。
經(jīng)過2年的建設(shè)，新胥江水廠在2011年正式投入使用。占地160畝的新胥江水廠被稱為“無人”水廠，因?yàn)閺S內(nèi)所有車間均無工人和技術(shù)人員值守。當(dāng)班工人可以在控制室內(nèi)對(duì)水廠的生產(chǎn)情況進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控著全廠的生產(chǎn)工藝參數(shù)、水質(zhì)參數(shù)等，24小時(shí)在線監(jiān)測(cè)源水、工藝過程水和出廠水的主要水質(zhì)指標(biāo)。這一切的實(shí)現(xiàn)都基于西門子公司為胥江水廠提供的全廠自動(dòng)化解決方案。
 
                  
                                圖1 胥江水廠活性炭濾池

  “無人”水廠 直飲標(biāo)準(zhǔn)

   新胥江水廠的源水取自太湖漁洋山，在常規(guī)凈水工藝基礎(chǔ)上，采用了預(yù)臭氧、臭氧-活性炭深度處理工藝。每一滴水從太湖取水口到居民水龍頭，要經(jīng)過四道關(guān)口106項(xiàng)指標(biāo)的檢測(cè)，最終達(dá)到直飲水的標(biāo)準(zhǔn)。

   全廠自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用是保證胥江水廠供水安全穩(wěn)定的關(guān)鍵。水廠要求所有的工藝均設(shè)計(jì)采用自動(dòng)化控制的手段，并能對(duì)全廠工藝和水質(zhì)參數(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)的在線監(jiān)測(cè)。這要求自動(dòng)化供應(yīng)商具備從儀表到控制系統(tǒng)及通信技術(shù)的完整解決方案。憑借在水處理行業(yè)的豐富經(jīng)驗(yàn)和完整的自動(dòng)化產(chǎn)品線，西門子公司贏得了胥江水廠項(xiàng)目，為胥江水廠提供全廠自動(dòng)化解決方案。
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   西門子的全集成自動(dòng)化解決方案

   胥江水廠移地改建工程設(shè)計(jì)規(guī)模為30.0萬m3/d，工程內(nèi)容包括取水泵站改建工程、渾水輸水管線改擴(kuò)建工程、凈水廠工程和清水管線改擴(kuò)建工程，工藝流程圖參見圖1。
 
                     

                  
                          圖2 胥江水廠工藝流程圖

  項(xiàng)目采用西門子SIMATIC PCS 7過程控制系統(tǒng)作為水廠的主控系統(tǒng)，采用SIMATIC S7-417H和SIMATIC S7-414型控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)濾池沖洗及取水泵站、源水泵站、二級(jí)泵站、加藥系統(tǒng)、加氯系統(tǒng)、脫水機(jī)系統(tǒng)和臭氧系統(tǒng)的控制，水廠網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖2所示。
 
                  
                           圖3 蘇州胥江水廠網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

  西門子SIMATIC PCS7系統(tǒng)是完全無縫集成的自動(dòng)化解決方案，面向所有過程控制應(yīng)用場(chǎng)合，具有集成度高、安全性高、組態(tài)高效等突出優(yōu)點(diǎn)。SIMATIC PCS7采用優(yōu)秀的上位機(jī)軟件WinCC作為操作和監(jiān)控的人機(jī)界面，利用開放的現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)信息采集和系統(tǒng)通信，采用S7自動(dòng)化系統(tǒng)作為現(xiàn)場(chǎng)控制單元實(shí)現(xiàn)過程控制，以靈活多樣的分布式I/O接收現(xiàn)場(chǎng)傳感檢測(cè)信號(hào)。以往自控系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)有嚴(yán)格的上下位機(jī)區(qū)分，而PCS7 將上下位機(jī)的開發(fā)工作集成在一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)上，大部分上位機(jī)的工作，如：對(duì)象的控制面板、設(shè)備狀態(tài)顯示、報(bào)警、歷史趨勢(shì)等在工程師開發(fā)下位機(jī)程序的同時(shí)可以一并完成。這大大降低了項(xiàng)目的程序開發(fā)工作量。

   PCS7工程組態(tài)系統(tǒng)還包含有統(tǒng)一且匹配的組態(tài)工具，可以最大限度降低組態(tài)開銷。采用符合IEC-1131-3國際標(biāo)準(zhǔn)的編程軟件和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備庫，提供連續(xù)控制、順序控制及高級(jí)編程語言。可從中央項(xiàng)目管理器（SIMATIC Manager）中調(diào)用應(yīng)用軟件、硬件組件和通信功能的工程組態(tài)工具。它還包括用于項(xiàng)目的創(chuàng)建、管理、保存和歸檔的基本應(yīng)用程序。這些優(yōu)勢(shì)在胥江水廠自控系統(tǒng)建設(shè)工作中得到了很好的體現(xiàn)。

   除主控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和上位機(jī)系統(tǒng)外，西門子還為胥江水廠提供了全廠的過程儀表、分析儀表和變頻器產(chǎn)品，包括流量計(jì)、液位計(jì)、壓力表、水質(zhì)分析儀表、G150變頻器、高壓變頻器等。所有儀表均為智能型儀表，可以與主控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的通信，便于水廠工程師的遠(yuǎn)程監(jiān)控工藝參數(shù)。水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀表可以24小時(shí)在線監(jiān)測(cè)源水、工藝過程水和出廠水的主要水質(zhì)指標(biāo)，有效地保障了供水的安全和質(zhì)量。
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  從“水安全”到“水幸福”

  蘇州胥江水廠自2011年建成投運(yùn)以來，出水穩(wěn)定，出水指標(biāo)監(jiān)測(cè)由過去的14項(xiàng)擴(kuò)大為106項(xiàng)，水質(zhì)達(dá)到直飲標(biāo)準(zhǔn)，整個(gè)水廠達(dá)到全自動(dòng)化的運(yùn)營(yíng)目標(biāo)。通過以西門子SIMATIC PCS7為中心的全集成自動(dòng)化解決方案的實(shí)施，胥江水廠實(shí)現(xiàn)了高效、安全、穩(wěn)定的生產(chǎn)，并大大減輕了水廠的維護(hù)工作壓力，有力保障了供水的穩(wěn)定和高質(zhì)量。幫助蘇州自來水公司由“水安全”向“水幸福”的目標(biāo)邁進(jìn)。

  胥江水廠全廠自動(dòng)化解決方案是繼相城水廠后，西門子與蘇州自來水公司的又一次成功合作。合作得到了胥江水廠領(lǐng)導(dǎo)的一致好評(píng)。實(shí)踐證明，西門子全集成自動(dòng)化控制系統(tǒng)PCS7過程控制簡(jiǎn)單而安全，方便信息網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場(chǎng)總線及儀表的集成，設(shè)計(jì)模塊化，系統(tǒng)的擴(kuò)展性強(qiáng)，是水處理生產(chǎn)過程中理想的集成運(yùn)行平臺(tái)。