高明志

平頂山市自來水有限公司

基于電氣自動化控制系統(tǒng)在自來水行業(yè)中的應(yīng)用

高明志

平頂山市自來水有限公司

近年來，隨著社會的快速發(fā)展，人口的急劇增加，使得水資源短缺情況日益加劇，在自來水廠中應(yīng)用電氣自動化工程控制系統(tǒng)，是實現(xiàn)自來水廠控制系統(tǒng)改革的關(guān)鍵所在，這樣不僅能夠有效提升自來水廠的生產(chǎn)效率和出水質(zhì)量，還能夠有效緩解水資源短缺問題，促進水資源的可持續(xù)發(fā)展。

電氣自動化；控制系統(tǒng)；自來水行業(yè)；應(yīng)用

1 自來水廠制水工藝介紹

我國地大物博，人口眾多，根據(jù)不同地區(qū)實際情況的需求，所建設(shè)的自來水廠也有所不同，這些自來水廠之間存在著一定的差別，主要體現(xiàn)在工藝流程、設(shè)備等方面，但是也存在共通點，就是基礎(chǔ)的制水流程是相同的。自來水廠的制水工藝流程分為以下幾個步驟：取水→制備→投入藥劑→混凝→平流沉淀→過濾沉淀→入管道送水。自來水廠制水中所采用的深度處理工藝會隨著國家制定的新標準而不斷升級革新，以便充分符合要求。自動化控制設(shè)備與儀表的系統(tǒng)為分布式集散控制系統(tǒng)，同時結(jié)合網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和計算機技術(shù)，以此實現(xiàn)自來水廠制水工藝的自動化管控，進一步提升自來水廠的生產(chǎn)效率及供水質(zhì)量。

2 自來水廠自動化控制現(xiàn)狀

我國水廠自動化程度與發(fā)達國家水廠自動化程度仍存在一定差距，是以近年來我國政府不斷加大對自來水廠自動化建設(shè)的投入支持力度，積極學習發(fā)達國家自來水廠建設(shè)經(jīng)驗，參考國外先進管理體系同時結(jié)合我國國情需要，創(chuàng)立了全新的管理體系，大力引入先進的自動化設(shè)備儀器，不僅有效提升了自來水廠的自動化程度和生產(chǎn)效率，還進一步提高了我國自來水廠建設(shè)水平。由于受到經(jīng)濟因素的影響，我國各地區(qū)之間自來水廠的發(fā)展狀態(tài)并不平衡，部分經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)的自來水廠所采用的管理模式嚴重落后，根本沒有應(yīng)用自動化控制系統(tǒng)，自動化水平處于一個非常低的狀態(tài)。隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，自動化技術(shù)也得到了迅猛的發(fā)展，自動化技術(shù)在發(fā)電廠與化工廠等方面得到了良好的應(yīng)用，而在自來水廠控制系統(tǒng)中自動化技術(shù)應(yīng)用較晚，相較于發(fā)電廠、化工廠，自來水廠的自動化程度不高。然而近年來國家不斷加大對自來水廠自動化建設(shè)的投入支持力度，使得新建的自來水廠在自動化程度方面要遠超以往建設(shè)的自來水廠。雖然以往建設(shè)的自來水廠具有豐富強大的生產(chǎn)運行經(jīng)驗，但是受傳統(tǒng)思想觀念以及舊設(shè)備的影響，要實現(xiàn)水廠全面自動化需要承擔非常大的代價，不僅需要大量的資金的支持，還需要大量的時間來建設(shè)自動化并貫徹落實。

3 在自來水行業(yè)中對電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1 自來水電氣自動化控制系統(tǒng)的組成元素

一般在自來水電氣自動化控制系統(tǒng)中，都會在各個不同的地方設(shè)置多個控制站，并分散在自來水廠的不同位置，相互之間共同作用。對于該系統(tǒng)來說，在硬件方面主要包括通訊設(shè)備、模擬量、數(shù)字量、電源適配器以及CPU五個部分，其中在控制站的①號和②號分別安裝通訊設(shè)備、電源適配器和CPU，而模擬量和數(shù)字量設(shè)備的安裝位置具有一定的隨機性，具體的安裝位置并沒有做出明確的規(guī)定。其中需要注意的是，在每個控制站中模擬量和數(shù)字量設(shè)備的安裝數(shù)量一般需要控制在八個以內(nèi)，如果想增加安裝的個數(shù)，就應(yīng)該利用拓展組態(tài)來有效的拓展模擬量和數(shù)字量。

3.2 控制方案

在自來水電氣自動化控制系統(tǒng)中，反沖洗和濾池沖洗控制方式占據(jù)著重要地位，在生產(chǎn)過程中具有積極的作用。根據(jù)處理方式的不同可以將其分成兩種類型，即定時處理和定量處理方式。其中定時處理指的是控制過程的執(zhí)行標準是時間，定量處理指的是根據(jù)自來水濾池中的具體流量來決定反沖洗和沖洗控制。當自來水生產(chǎn)過程逐漸趨于穩(wěn)定狀態(tài)之后，無論是哪一種處理方式，都能夠保證其產(chǎn)品質(zhì)量的提高。

對于漏氯和加氯控制方式來說，最關(guān)鍵的主要是加氯控制方式，而且在這一系統(tǒng)中，還可以分為前加氯和后加氯兩個系統(tǒng)，各個系統(tǒng)之間都具有不同的工作職責和內(nèi)容。在前加氯控制方式中，是在原始水源中加氯，主要的作用是將其中具有的微生物消除，能夠起到初步除雜的作用；后加氯系統(tǒng)的標準是根據(jù)濾池中所含有的剩余氯量以及具體出水量，根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)PLC會嚴格的控制好加氯過程。如果在濾池中自來水中含有的氯量多于原先設(shè)定的預定值的話，漏氯控制系統(tǒng)就會啟動，將氯量超出部分吸收，因此來保證自來水的質(zhì)量。

在自來水處理中需要加藥，在這一過程中應(yīng)用的主要就是單閉環(huán)自動控制方式，通過自來水的特性進行自動加藥，并且在藥品攪拌混合的過程中充分的利用了自動化技術(shù)，能夠很好的實現(xiàn)自動化控制。其操作過程可以歸結(jié)為，在中央控制系統(tǒng)中提前設(shè)置出一個標準的SCD值，再通過SCD檢測儀對自來水的水質(zhì)進行全面的檢測，并用4-20MA信號形式轉(zhuǎn)化出檢測結(jié)果，然后向PLC傳遞轉(zhuǎn)化好的信號，并比較原先設(shè)定好的預測值和實際檢測的數(shù)值結(jié)果，這樣就能夠直接實現(xiàn)整個過程的自動化控制。通過充分的考慮兩者之間存在的差異，并對自動化控制系統(tǒng)做出針對性的調(diào)整，其自動化過程的合理性也就得到了顯著的提升。

3.3 變頻控制技術(shù)

受市場經(jīng)濟變動以及地區(qū)實際情況影響，自來水廠的水量需求也會出現(xiàn)波動，為了解決該問題，節(jié)約資源，變頻控制技術(shù)應(yīng)運而生。變頻控制技術(shù)就是根據(jù)檢測儀提供的水量、水位、水壓等數(shù)據(jù)，通過自動控制取水水泵的方式合理調(diào)整水廠送水量。變頻控制技術(shù)在自來水廠中的應(yīng)用，有效改善了水廠的工作標準和功率因素，不僅提高了水的利用率，提升了送水質(zhì)量，還實現(xiàn)了節(jié)能的目的。應(yīng)不斷加大對該技術(shù)的研發(fā)力度，這能夠有效緩解水資源短缺狀況。

4 結(jié)論

在自來水廠中加強對電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，所生產(chǎn)出的自來水質(zhì)量大大提升，有效的保證了人們的用水質(zhì)量。同時在自來水生產(chǎn)的過程中，其生產(chǎn)效率和規(guī)范性得到了一定程度的提高，保證了人們用水的安全性。

[1]趙磊.自動化控制系統(tǒng)在自來水行業(yè)中的應(yīng)用分析[J].商，2016， 12：297.

[2]王春雨.淺談電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016，20：196.

[3]肖茂亮.自動化控制系統(tǒng)在自來水行業(yè)的應(yīng)用[J].自動化博覽，2014，09：17.