王經(jīng)緯

大連市自來(lái)水集團(tuán)有限公司

淺談電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在水廠中的應(yīng)用

王經(jīng)緯

大連市自來(lái)水集團(tuán)有限公司

由于供水工程建設(shè)大多處于傳統(tǒng)形式，自動(dòng)化程度較低，導(dǎo)致水廠運(yùn)行管理成本日益提高。因此，本文對(duì)供水模式展開(kāi)討論，分析電氣自動(dòng)化技術(shù)在供水中的應(yīng)用，并提出切實(shí)可行的解決對(duì)策。

電氣；自動(dòng)化控制；水廠；應(yīng)用

1 前言

改革開(kāi)放后，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，但同時(shí)環(huán)境污染的程度也日益嚴(yán)重，尤其是水資源的污染對(duì)人們的影響最為突出。在自來(lái)水普及的今天，為了保障國(guó)民的身體健康以及國(guó)家經(jīng)濟(jì)的良性健康發(fā)展，自來(lái)水廠必須做出改進(jìn)措施，加強(qiáng)對(duì)自來(lái)水的處理技術(shù)，確保人們可以獲得高質(zhì)量的飲用水。下面，筆者主要對(duì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在水廠中的應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行了分析。

2 當(dāng)今自來(lái)水廠自控系統(tǒng)的主要內(nèi)容

2.1 當(dāng)前水廠采用自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式

信息化的社會(huì)大背景下，自來(lái)水廠采取的也是全自動(dòng)化控制。其自控流程由三個(gè)主要方面組成，即數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、監(jiān)視控制系統(tǒng)以及集散型控制系統(tǒng)，總的來(lái)說(shuō)是個(gè)人計(jì)算機(jī)與可編程邏輯控制器構(gòu)成的系統(tǒng)。而每個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中都有其自身的優(yōu)點(diǎn)和缺陷。例如，SCADA系統(tǒng)具有組網(wǎng)范圍大和通訊方式靈活的優(yōu)點(diǎn)，但其在實(shí)際應(yīng)用時(shí)取得的效果不太顯著，并且難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的控制；DCS系統(tǒng)具有SCADA系統(tǒng)不具備的優(yōu)點(diǎn)，其采用的是分級(jí)分布式控制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大范圍的控制，時(shí)效性也不較好，但是該系統(tǒng)較為復(fù)雜，對(duì)開(kāi)發(fā)和維護(hù)人員的要求比較高，應(yīng)用起來(lái)不易操作；IPC+PLC系統(tǒng)是較為先進(jìn)的控制系統(tǒng)，對(duì)水廠既可以實(shí)現(xiàn)分級(jí)分布控制，又可以對(duì)其進(jìn)行集中控制。此外，PLC自身的可靠性比較高，在運(yùn)用的過(guò)程中較為方便，而且其開(kāi)發(fā)周期短，運(yùn)營(yíng)成本低，可與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)直接連接，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。因此，現(xiàn)在IPC+PLC系統(tǒng)應(yīng)用比較普遍。

2.2 水廠自控系統(tǒng)組成以及制水工藝流程

2.2 .1水廠自控系統(tǒng)組成

自來(lái)水廠由多個(gè)單元組成，每個(gè)單元都有自身的控制系統(tǒng)，這些系統(tǒng)主要有：送水和取水泵房自動(dòng)控制系統(tǒng)、加礬自動(dòng)控制系統(tǒng)、加氧控制系統(tǒng)、反應(yīng)沉淀池控制系統(tǒng)、配電控制系統(tǒng)以及水廠中央控制室自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)，這些系統(tǒng)大都采用了IPC+PLC的控制系統(tǒng)模式，這種控制模式采用的是多主站加多從站的結(jié)構(gòu)，對(duì)水廠的自動(dòng)化監(jiān)控和保護(hù)起到了很大的作用。此外，對(duì)控制點(diǎn)的分布方面也比較特殊，針對(duì)水廠中的各個(gè)位置，都能很好地遵守就近原則實(shí)施監(jiān)控，然后再通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)使各個(gè)PLC站點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)水廠的自動(dòng)化控制。這種監(jiān)控模式極大地節(jié)省了水廠的人力，自動(dòng)化模式也能在工廠運(yùn)行的過(guò)程中減少因人為原因出現(xiàn)的問(wèn)題，有效地保證了水廠的運(yùn)轉(zhuǎn)，減少了水廠的經(jīng)濟(jì)支出。

2.2 .2水廠制水工藝流程

我國(guó)各大城市都有分部較大的自來(lái)水廠，各個(gè)水廠制水工藝的流程大都不一樣，他們根據(jù)自身和當(dāng)?shù)丨h(huán)境的實(shí)際情況制定水廠具體的制水流程，但制水的幾個(gè)主要環(huán)節(jié)是不可缺少的。首先是取水。無(wú)論哪個(gè)水工廠制水的第一步驟都不能離開(kāi)取水，工廠利用多臺(tái)大型的離心泵將江、河或者地表等地方的水抽進(jìn)凈水廠，這時(shí)水廠制水的基礎(chǔ)。其次是藥劑的準(zhǔn)備和投放。這是水廠凈水的重要環(huán)節(jié)，這個(gè)環(huán)節(jié)決定了水廠最后產(chǎn)出水的質(zhì)量。

3 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)及其水廠中的應(yīng)用情況

3.1 水處理控制技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自來(lái)水廠的電氣自動(dòng)化程度不斷加深。水廠內(nèi)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的不斷完善，大大提升了水廠對(duì)水的處理能力。人們對(duì)于水的質(zhì)量要求越來(lái)越高，人工的水處理技術(shù)已經(jīng)不能達(dá)到人們對(duì)于健康飲水的標(biāo)準(zhǔn)。水處理自動(dòng)控制技術(shù)的根據(jù)水質(zhì)數(shù)據(jù)的變化，快速實(shí)現(xiàn)濾池的沖洗，及時(shí)控制藥劑的投加頻率和投加量，使水質(zhì)量達(dá)到一定的高標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 水質(zhì)檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)

自來(lái)水的質(zhì)量自來(lái)水廠的信譽(yù)和人們對(duì)自來(lái)水廠的信任度。人們的生活離不開(kāi)水，水質(zhì)量的好壞對(duì)人們的生活以及生命健康有著極大的影響，這就要求自來(lái)水廠在供應(yīng)水之前一定要對(duì)水的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)。水廠對(duì)自來(lái)水的監(jiān)測(cè)是通過(guò)新型的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)儀表來(lái)進(jìn)行的，檢測(cè)對(duì)象包括水的流量、水位、溫度、壓力以及水的質(zhì)量，相應(yīng)的設(shè)備包括pH測(cè)量?jī)x、流動(dòng)電流檢測(cè)儀、漏氯檢測(cè)儀、余氯分析儀等檢測(cè)儀器。各類(lèi)檢測(cè)儀都發(fā)揮著獨(dú)特的作用，例如在測(cè)量水流量方面，除了利用傳統(tǒng)的電磁流量計(jì)以外，還會(huì)運(yùn)用到大量的非接觸儀表，以保證對(duì)水流量測(cè)量的準(zhǔn)確度。此外，在對(duì)水位、溫度以及其他方面的測(cè)量上也會(huì)用到大量的精密儀表，從各方面保證水的安全。這里需要提出的是，檢測(cè)儀表在水工廠中發(fā)扮演著不可或缺的角色，它是實(shí)現(xiàn)水廠自動(dòng)化的基礎(chǔ)。當(dāng)然，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，在檢測(cè)儀表方面也要不斷的創(chuàng)新，以增加監(jiān)測(cè)的廣度和精確度，更好地提高供應(yīng)水的質(zhì)量，保障人們的生活穩(wěn)定。

3.3 自動(dòng)變頻控制技術(shù)

自來(lái)水廠在進(jìn)行水供應(yīng)的時(shí)候需要貼別注意季節(jié)的變化以及居民對(duì)水需求量的大小。一個(gè)城市對(duì)水的需求量在不同的季節(jié)和不同的時(shí)間存在著很大的差別，有明顯的的高峰和低峰期。因此，水廠在水供應(yīng)的過(guò)程中需要特別注意對(duì)水壓的調(diào)整問(wèn)題。在用水高峰期時(shí)候，加大供水的水壓，加大自來(lái)水的供應(yīng)量，以滿足人們對(duì)水的需求；低峰期時(shí)，需減小供水水壓，以免造成水資源的浪費(fèi)，甚至還會(huì)影響到機(jī)組的正常運(yùn)行。由此可以看出，根據(jù)需求量控制水泵機(jī)組的運(yùn)行是水廠自動(dòng)化技術(shù)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。這就需要運(yùn)用到自動(dòng)變頻控制技術(shù)，這種技術(shù)可以有效地降低水廠的能耗，幾乎可以將因設(shè)計(jì)問(wèn)題和用水量變化而浪費(fèi)的電能全部節(jié)省下來(lái)。這種技術(shù)是以變頻調(diào)整原理為基礎(chǔ)，在保證正常供水的基礎(chǔ)上依據(jù)供水系統(tǒng)用水量的變化情況，自動(dòng)調(diào)整水泵的工作情況，使之在供水過(guò)程中更具效率的運(yùn)行，以達(dá)到既降低能耗又可以保證供水需求的目的。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐證明，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有極大的商業(yè)潛力，主要是因?yàn)樗瑫r(shí)實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量、高效率、高安全系數(shù)以及低能耗，在滿足供水需求的同時(shí)，保證了供水質(zhì)量以及水廠的經(jīng)濟(jì)效益?？偠灾?，這種自動(dòng)化處理系統(tǒng)在保證水質(zhì)的前提下大大提高了自來(lái)水廠的處理能力，值得每個(gè)水廠學(xué)習(xí)。

[1]南楠.基于SCADA的智能化水廠自動(dòng)供水系統(tǒng)研究設(shè)計(jì)[J].順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2016(2).

[2]鄧永斌.關(guān)于水廠供水系統(tǒng)自動(dòng)化控制的分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2016(19).