【摘要】水廠(chǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)是一個(gè)完整的生產(chǎn)系統(tǒng)，工藝系統(tǒng)是它最基本、必須的子系統(tǒng)同時(shí)也是自控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，而且在很大程度上影響自控系統(tǒng)的可靠性。本文首先介紹了工藝系統(tǒng)對(duì)于自控系統(tǒng)可靠性的要求；然后淺析了水廠(chǎng)工藝系統(tǒng)的可靠性，確定出了可能對(duì)自控系統(tǒng)可靠性產(chǎn)生影響的流程環(huán)節(jié)。再次分析了自控系統(tǒng)的可靠性與功能定位

【關(guān)鍵詞】水廠(chǎng)；工藝系統(tǒng)；自控系統(tǒng)；可靠性

1 水廠(chǎng)工藝系統(tǒng)對(duì)于自控系統(tǒng)的可靠性的要求

水處理系統(tǒng)是一個(gè)完整的系統(tǒng)，主要包括工藝系統(tǒng)和自控系統(tǒng)兩個(gè)部分。自控系統(tǒng)通過(guò)傳感器（檢測(cè)儀表）來(lái)測(cè)定工藝系統(tǒng)的控制參數(shù)，再由PLC（控制器）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和比較，同時(shí)產(chǎn)生出影響操作變量的作用，根據(jù)既定程序的命令發(fā)出相應(yīng)的指令，并由相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)完成該指令，以此來(lái)達(dá)到影響工藝系統(tǒng)運(yùn)行的目的。

水廠(chǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)是一個(gè)由諸多子系統(tǒng)結(jié)合而成的完整、復(fù)雜的綜合體，作為它最基本的子系統(tǒng)，工藝系統(tǒng)對(duì)整個(gè)水廠(chǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)的合理運(yùn)行都有著很重要的作用，也為自控系統(tǒng)的運(yùn)行提供基礎(chǔ)。就可靠性邏輯關(guān)系而言，水處理工藝系統(tǒng)是一個(gè)典型的串聯(lián)系統(tǒng)，如果工藝系統(tǒng)中的一個(gè)或幾個(gè)構(gòu)筑物發(fā)生故障，也許不會(huì)引起整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生故障，即出現(xiàn)斷水的情況，但是也許會(huì)引起給水設(shè)計(jì)功能水平某種程度的下降，與此同時(shí)，對(duì)自控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自身的功能造成一定的影響。自控系統(tǒng)作為水處理系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行和功能的實(shí)現(xiàn)，通常，水處理系統(tǒng)對(duì)自控系統(tǒng)都有較高的可靠性要求。因此，對(duì)工藝系統(tǒng)的可靠性做出分析，確定可能對(duì)自控系統(tǒng)產(chǎn)生影響的環(huán)節(jié)，對(duì)于研究和提高自控系統(tǒng)可靠性具有重要的意義。

2水廠(chǎng)工藝系統(tǒng)可靠性與自控系統(tǒng)可靠性

水廠(chǎng)工藝系統(tǒng)的可靠性對(duì)自控系統(tǒng)可靠性的實(shí)現(xiàn)有一定程度的制約和影響，因此，有必要先對(duì)其做具體分析。通常，水廠(chǎng)的工藝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，如圖1；

由圖可看出，水廠(chǎng)工藝系統(tǒng)流程主要包括原水、靜態(tài)管式混合器、折板反應(yīng)池、平流沉淀池、V型濾池和清水池幾個(gè)步驟，具體來(lái)說(shuō)如下：

2.1原水，即等待處理的江水或者地下水，主要要求達(dá)到取水水源標(biāo)準(zhǔn)。雖然這一階段不需要高端的技術(shù)支持，但是原水的集中提升需要一套較完整的系統(tǒng)設(shè)施，能夠保證原水的集中及對(duì)其的有效控制。

2.2混合

在進(jìn)行混合階段的過(guò)程中，需要加入某種藥物來(lái)達(dá)到去除肉眼可見(jiàn)物即濁度的處理效果。通常，混合裝置主要包括進(jìn)水手動(dòng)閥門(mén)、靜態(tài)管式混合器和出水手動(dòng)閥門(mén)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，其可靠度是：

R混合=R手閥×R管式混合器×R手閥=0.978×0.99×0.978=0.947

2.3折板反應(yīng)池

每個(gè)反應(yīng)池的前后都設(shè)置了手動(dòng)閥門(mén)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，該單元的可靠度是：

R反應(yīng)池=R手閥×R折板反應(yīng)池×R手閥=0.978×0.93×0.978=0.890

當(dāng)2個(gè)反應(yīng)池并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，即n=2：

R反應(yīng)池2=1-（1- R反應(yīng)池）=1-（1-0.890）=0.988

當(dāng)4個(gè)反應(yīng)池并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，即n=4：

R反應(yīng)池4=1-（1- R反應(yīng)池）=1-（1-0.890）=0.9998

當(dāng)6個(gè)反應(yīng)池并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，即n=6：

R反應(yīng)池6=1-（1- R反應(yīng)池）=1-（1-0.890）=1

2.4平流沉淀池

每個(gè)沉淀池的前后都設(shè)置了手動(dòng)閥門(mén)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，該單元的可靠度是：

R平流=R手閥×R沉淀池×R手閥=0.978×0.96×0.978=0.918

由計(jì)算反應(yīng)池的原理可以得出，當(dāng)n=2時(shí)，R平流2=0.993；當(dāng)n=4時(shí)，R平流4=1

2.5 V型濾池

每個(gè)V型濾池前均設(shè)有氣動(dòng)進(jìn)水閘板閥門(mén)，后設(shè)清水蝶閥，故其可靠度是：

R濾池=R進(jìn)水閥×R池×R排水閥=0.945×0.92×0.945=0.822

同樣的道理，可以得出：當(dāng)n=2時(shí)，R濾池2=0.968；n=4時(shí)，R濾池4=0.999；n=6時(shí)，R濾池6=1

通過(guò)以上計(jì)算，整個(gè)水廠(chǎng)工藝系統(tǒng)的可靠度計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)如下表1

通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)，混合裝置是直接安裝在工藝管道上的，因此，不能通過(guò)備用的方法來(lái)提高它的可靠度，它也因此成為整個(gè)水廠(chǎng)工藝系統(tǒng)最薄弱的環(huán)節(jié)。只有將原水和藥劑迅速且均勻的混合，才能保證出水的水質(zhì)。

3 水廠(chǎng)自控系統(tǒng)的可靠性與功能定位

3.1 集中管理與分散控制

這是水廠(chǎng)自控系統(tǒng)的重要功能，通過(guò)對(duì)全系統(tǒng)設(shè)備和運(yùn)行的監(jiān)視和控制，可以實(shí)現(xiàn)三級(jí)控制：就地手動(dòng)控制，即能夠通過(guò)控制箱或者柜上的控制設(shè)備等對(duì)設(shè)備實(shí)現(xiàn)就地手動(dòng)控制；中控室集中控制，即能夠在中心控制室對(duì)全站的生產(chǎn)過(guò)程及輸水管線(xiàn)進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)測(cè)控制與數(shù)據(jù)處理，能通過(guò)自動(dòng)或者遙控的方式對(duì)全站設(shè)備進(jìn)行控制；分站PLC控制，即PLC通過(guò)執(zhí)行自身的控制程序，可以對(duì)本站的I/O信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理。

3.2通信能力

通信能力是保證水廠(chǎng)自控系統(tǒng)可靠性和功能實(shí)現(xiàn)的必備條件。取水泵站PLC可以組成一個(gè)廣泛用于工業(yè)控制的100M以太網(wǎng)，以此來(lái)支持水廠(chǎng)工藝系統(tǒng)與自控系統(tǒng)運(yùn)行的需要。輪詢(xún)的時(shí)間可根據(jù)實(shí)際情況的需要在監(jiān)控界面上來(lái)設(shè)定，以實(shí)現(xiàn)所得數(shù)據(jù)的實(shí)施有效，從而保證整個(gè)水廠(chǎng)系統(tǒng)的快速穩(wěn)定與可靠運(yùn)行。

3.3 系統(tǒng)可擴(kuò)展性與開(kāi)發(fā)性

可擴(kuò)展性和開(kāi)放性是保證水廠(chǎng)自控系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的必要條件。水廠(chǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)采用的硬件和軟件都應(yīng)該符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，例如，以微軟公司的WindowsNT、2000或者9X平臺(tái)為基礎(chǔ)的監(jiān)控系統(tǒng)，以O(shè)DBC、DDE、ActiveX等為基礎(chǔ)和支持的各種規(guī)范協(xié)議。這些為過(guò)程控制系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息的交互、管理控制的一體化提供了可行性基礎(chǔ)和堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持。

3.4豐富的畫(huà)面顯示功能

豐富的畫(huà)面顯示功能是自控系統(tǒng)逐步趨向完善的表現(xiàn)，它可以為自控系統(tǒng)的可靠性運(yùn)行提供更精確、更全面的保證。通常，計(jì)算機(jī)操作站可以顯示的畫(huà)面包括管網(wǎng)監(jiān)控圖、趨勢(shì)圖、設(shè)備操作畫(huà)面、泵房動(dòng)態(tài)模擬圖和報(bào)警畫(huà)面圖等。通過(guò)對(duì)這些畫(huà)面的調(diào)用，可以更加全面地掌握整個(gè)水廠(chǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，同時(shí)，也能夠?qū)ο到y(tǒng)的各種設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的操作和控制。

3.5 報(bào)警與保護(hù)處理功能

自控系統(tǒng)的報(bào)警與保護(hù)處理功能能夠記錄設(shè)備與軟件在報(bào)警發(fā)生時(shí)的相關(guān)信息，例如，故障報(bào)警時(shí)間、故障標(biāo)簽名稱(chēng)等，并且可以對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行相應(yīng)的管理。

3.6 報(bào)表功能

報(bào)表可分為日、月、季度和年度報(bào)表等。根據(jù)輸出的報(bào)表，可以對(duì)系統(tǒng)的整體運(yùn)行情況和功能實(shí)現(xiàn)程度進(jìn)行比較與觀察，從而提高與保證自控系統(tǒng)的可靠性運(yùn)行。

3.7 遠(yuǎn)程監(jiān)控功能

由于時(shí)間、地點(diǎn)和實(shí)際情況等條件的限制，有時(shí)不能親自對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作與控制，因此，遠(yuǎn)程監(jiān)控功能成為自控系統(tǒng)的重要組成部分。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述分析，工藝系統(tǒng)可靠性對(duì)自控系統(tǒng)可靠性有著重要的影響，沉淀池兩池并聯(lián)、反應(yīng)池和濾池四池并聯(lián)已經(jīng)達(dá)到很高的可靠度。在工藝設(shè)計(jì)時(shí)，要據(jù)此對(duì)自控系統(tǒng)的可靠度進(jìn)行綜合權(quán)衡和匹配，合理組合構(gòu)筑物。

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