西门子全厂级自动化解决方案 打造现代化智能水厂

项目背景 对于每个家庭而言，饮用水是否清洁卫生至关重要。2009年，项目合作方决定对出水有机物含量过高的一地方水厂进行移地改造，目标建成一座高自动化程度的现代化水厂，设计规模为30万m3/d，出水水质优于现行国家生活饮用水卫生标准。经过2年的建设，新水厂在2011年正式投入使用。 占地160亩的新水厂被称为智能化的“无人”水厂，因为厂内所有车间均无工人和技术人员值守。当班工人可以在控制室内对水厂的生产情况进行远程监控。实时监测系统自动监控着全厂的生产工艺参数、水质参数等，24小时在线监测源水、工艺过程水和出厂水的主要水质指标。通过西门子全集成自动化解决方案和工业以太网的实施，新水厂不但实现了各个工艺环节智能化监测控制，并且更加便于信息化与自动化的无缝连接，成为一座真正的智能水厂。

“无人”水厂  直饮标准 新水厂的源水取自太湖渔洋山，项目在常规净水工艺基础上，采用了预臭氧、臭氧-活性炭深度处理工艺。每一滴水从太湖取水口到居民水龙头，要经过四道关口106项指标的检测，最终达到直饮水的标准。 全厂自动化技术的应用是保证新水厂供水安全稳定、达到直饮水质的关键。水厂要求所有的工艺均设计采用自动化控制的手段，并能对全厂工艺和水质参数实现远程实时的在线监测。这要求自动化供应商具备从仪表到控制系统及通信技术的完整解决方案。凭借在水处理行业的丰富经验和完整的自动化产品线，西门子公司赢得了项目方的信任，为新水厂提供全厂自动化解决方案。

西门子的全集成自动化解决方案 新水厂移地改建工程设计规模为30.0万m3/d，工程内容包括取水泵站改建工程、浑水输水管线改扩建工程、净水厂工程和清水管线改扩建工程。 项目采用西门子SIMATIC PCS 7过程控制系统作为水厂的主控系统，采用 SIMATIC S7-400417H和 SIMATIC S7-400414型控制器，实现对滤池冲洗及取水泵站、源水泵站、二级泵站、加药系统、加氯系统、脱水机系统和臭氧系统的控制。 西门子SIMATIC PCS 7系统是完全无缝集成的自动化解决方案，面向所有过程控制应用场合，具有集成度高、安全性高、组态高效等突出优点。SIMATIC PCS 7采用优秀的上位机软件WinCC作为操作和监控的人机界面，利用开放的现场总线和工业以太网实现现场信息采集和系统通信，采用S7自动化系统作为现场控制单元实现过程控制，以灵活多样的分布式I/O接收现场传感检测信号。以往自控系统开发平台有严格的上下位机区分，而PCS 7 将上下位机的开发工作集成在一个统一的平台上，大部分上位机的工作，如：对象的控制面板、设备状态显示、报警、历史趋势等在工程师开发下位机程序的同时可以一并完成。这大大降低了项目的程序开发工作量。 PCS7工程组态系统还包含有统一且匹配的组态工具，可以最大限度降低组态成本。采用符合IEC-1131-3国际标准的编程软件和现场设备库，提供连续控制、顺序控制及高级编程语言。可从中央项目管理器（SIMATIC Manager）中调用应用软件、硬件组件和通信功能的工程组态工具。它还包括用于项目的创建、管理、保存和归档的基本应用程序。这些优势在新水厂自控系统建设工作中得到了良好体现。 除主控系统、通信系统和上位机系统外，西门子还为项目提供了全厂的过程仪表、分析仪表和变频器产品，包括流量计、液位计、压力表、水质分析仪表、G150变频器、高压变频器等。所有仪表均为智能型仪表，可以与主控系统实现实时通信，便于水厂工程师远程监控工艺参数。水质监测仪表可以24小时在线监测源水、工艺过程水和出厂水的主要水质指标，有效保障了供水安全和质量。

从“水安全”到“水幸福” 项目方自2011年建成投运以来，出水稳定，出水指标监测由过去的14项扩大为106项，水质达到直饮标准，整个水厂达到全自动化的运营目标。通过以西门子SIMATIC PCS 7为中心的全集成自动化解决方案的实施，新水厂实现了高效、安全、稳定的生产，有力保障了供水的稳定和高质量，并大大减轻了水厂的维护工作压力。帮助项目方由“水安全”向“水幸福”的目标迈进。 此次全厂级自动化解决方案在新水厂的应用是西门子与项目方的又一次成功合作。合作证明，西门子智能化水厂解决方案可以对全厂设备工作情况和各项工艺参数数据进行监测和自动调控，防止水厂生产过程运行在非正常的状态之下。通过各种自动报警手段和紧急处理程序将事故隐患消灭于萌芽之中，保障水厂供水的安全可靠性和生产的连续性，并实现日常生产调度和管理的自动化，达到现场和过程的无人管理，是水处理行业理想的解决方案。