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        自動(dòng)化控制系統(tǒng)在自來水廠節(jié)能降耗中的應(yīng)用

        2017-05-16 20:53:28趙再能楊文青汪梅
        科學(xué)與財(cái)富 2017年12期
        關(guān)鍵詞:自動(dòng)化控制系統(tǒng)自來水廠節(jié)能降耗

        趙再能+楊文青+汪梅

        摘要:為了能夠提高自來水廠在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力,就必須要提高其工作效率,而運(yùn)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以降低自來水廠能耗問題,對(duì)提高效率有著重要的積極意義。本文將針對(duì)自來水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)展開分析,找出其中存在的問題,并提出解決措施來促進(jìn)自來水廠節(jié)能降耗。

        關(guān)鍵詞:自動(dòng)化控制系統(tǒng) 自來水廠 節(jié)能降耗

        1.自動(dòng)化控制系統(tǒng)概述

        自動(dòng)化控制系統(tǒng)是指在沒有人直接參與的情況下讓生產(chǎn)過程或者是其他的過程按照預(yù)想或者是預(yù)定的程序進(jìn)行的控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的主要手段就是自動(dòng)控制系統(tǒng)。自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要由三大系統(tǒng)組成,包括數(shù)據(jù)采集、集散型控制系統(tǒng)還有監(jiān)控控制系統(tǒng)。這種系統(tǒng)由PC端和邏輯控制器共同組成。監(jiān)控控制系統(tǒng)主要通過輸出量和期望值之間的偏差進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,集散控制是由執(zhí)行結(jié)構(gòu)、檢測(cè)元件還有被控對(duì)象這些組成,一般應(yīng)用在機(jī)械工程領(lǐng)域。自動(dòng)化控制系統(tǒng)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展逐步應(yīng)用到了我們生活中,應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大,應(yīng)用價(jià)值不斷上升。該技術(shù)主要應(yīng)用在工業(yè)方面,包括化工冶金這些,同時(shí)也應(yīng)用在了軍事技術(shù)方面,在航天航空以及導(dǎo)航系統(tǒng)方面,它的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴(kuò)大,逐步應(yīng)用到我們?nèi)粘I町?dāng)中,涉及到經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、還有醫(yī)學(xué)等各個(gè)方面。它可以大幅度的提高生產(chǎn)效率,使產(chǎn)業(yè)管理更加規(guī)范,同時(shí)還可以將信息統(tǒng)計(jì)到一個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中,實(shí)現(xiàn)信息共享,促進(jìn)資源的優(yōu)化配置。

        2.我國(guó)自來水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)展歷程

        水是人類生存與發(fā)展的必要條件,是人類賴以生存的基本資源。但是目前由于人們對(duì)水資源開發(fā)不當(dāng),浪費(fèi)嚴(yán)重這些問題都造成了水資源短缺,尤其是目前城市供水問題更加嚴(yán)峻。自來水之間的競(jìng)爭(zhēng)也越來越激烈。我國(guó)自來水廠通過應(yīng)用自動(dòng)化控制系統(tǒng),使得自來水廠的供水率大幅度增加。我國(guó)自來水的自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要經(jīng)歷了三個(gè)階段:分散控制階段、綜合自動(dòng)化階段和綜合自動(dòng)化控制階段。分散控制階段時(shí)水廠各個(gè)程序分別進(jìn)行自動(dòng)控制,水廠各個(gè)系統(tǒng)獨(dú)立不相關(guān),獨(dú)立工作。在綜合自動(dòng)化階段,整個(gè)水廠作為一個(gè)整體來進(jìn)行自動(dòng)化控制,但是里面的各個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)也能獨(dú)立進(jìn)行工作。在綜合自動(dòng)化控制階段,一個(gè)區(qū)域作為了自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的一個(gè)整體,整個(gè)城市的自來水廠都能實(shí)現(xiàn)信息共享,使得城市供水系統(tǒng)更加清晰明確,實(shí)現(xiàn)一個(gè)地區(qū)的供水系統(tǒng)的自動(dòng)化。

        3.當(dāng)前水廠節(jié)能降耗存在的問題

        3.1水廠電能損耗嚴(yán)重

        目前在自來水廠中,主要采用的設(shè)備是水泵機(jī)組。在水的生產(chǎn)過程以及供水過程當(dāng)中,水泵機(jī)組消耗大量電能。但是我國(guó)水泵機(jī)組由于資金和技術(shù)問題的制約,造成技術(shù)低下,管理不完善,造成水泵機(jī)組效率較低能耗偏大,經(jīng)濟(jì)效益低下。隨著我國(guó)城市的不斷發(fā)展,供水量需求不斷增大,但是水泵機(jī)組的技術(shù)水平?jīng)]有提高,效率偏低,造成大量的電能損耗。同時(shí)我國(guó)自來水廠的許多水泵機(jī)組,都是很多年前建造的,并不能適應(yīng)當(dāng)前的供水情況,水泵機(jī)組的選擇也不合適。另外由于我國(guó)尚未建立起來完善的儀表控制和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),在水處理過程當(dāng)中由于加藥還有排泥處理技術(shù)不完善,造成電能損耗嚴(yán)重。水廠的清水池的電能損耗也較為嚴(yán)重,主要是由于在建造清水池過程當(dāng)中,很少考慮通過抬高清水池內(nèi)水位來節(jié)能,只是單純的考慮容量,所以造成很多清水池有效容積不夠,因此造成了耗能嚴(yán)重。

        3.2水廠藥耗較高

        水中加藥的劑量國(guó)家并沒有嚴(yán)格的規(guī)定,自來水處理中,由于技術(shù)人員水平素質(zhì)較低,并不能根據(jù)水量來推算出合適的加藥量,水廠的運(yùn)行人員需要用很長(zhǎng)的時(shí)間才能計(jì)算出合適的加藥量。工作人員為了保證水的質(zhì)量,一般都會(huì)增加藥量,這樣就增加了藥的耗用量。我國(guó)的自來水消毒系統(tǒng)還沒有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,主要是依靠工作人員,這樣就造成了藥量的不穩(wěn)定性以及是工作人員容易增大劑量。同時(shí)我國(guó)自來水廠,采用的主要是液氯消毒,但是清水池體積一般較大,并且與外界的接觸面積廣,而氯氣很非常容易揮發(fā),這樣也造成了大量的藥物消耗。我國(guó)政府一定要出臺(tái)相關(guān)的藥劑添加規(guī)定,同時(shí)一定要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制,盡量減少人工操作出現(xiàn)的不規(guī)范性以及隨意性。

        4.現(xiàn)代自來水自動(dòng)控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用

        4.1PLC水廠自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用

        PLC是一種可編程邏輯控制器,可以開展編程工作,它是一種具有微處理的數(shù)字電子設(shè)備,是自動(dòng)化控制中的邏輯控制器,通過規(guī)范化的運(yùn)動(dòng)控制接口和標(biāo)準(zhǔn)化的運(yùn)動(dòng)控制編程規(guī)范,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制的兼容性以及標(biāo)準(zhǔn)化。PLC有六大功能模塊,包括擴(kuò)展功能塊、協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制塊、液壓擴(kuò)展功能塊、運(yùn)動(dòng)控制功能塊、回零過程控制塊還有用戶指導(dǎo)這六大功能塊。因?yàn)樽詠硭纳a(chǎn)具有連續(xù)性和不可替代性,并且生產(chǎn)過程中各個(gè)程序中的生產(chǎn)技術(shù)不同,設(shè)備分散以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜。為了能夠讓自動(dòng)控制系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠和高速的運(yùn)行,應(yīng)該將原有系統(tǒng)更改為增強(qiáng)型處理器,這種處理器支持結(jié)構(gòu)化文本和順序流程控制編程方法,可以進(jìn)行高速處理。生產(chǎn)工藝在系統(tǒng)當(dāng)中要求的全部參數(shù)都可以用PLC進(jìn)行采集控制,這樣可以大幅度提高系統(tǒng)地可靠性。同時(shí)這項(xiàng)技術(shù)也可以顯示工藝流程圖,可以監(jiān)控整個(gè)自來水廠的各個(gè)設(shè)備的工作狀態(tài)還有系統(tǒng)狀態(tài)。出現(xiàn)問題可以進(jìn)行報(bào)警,同時(shí)還可以分析系統(tǒng)狀態(tài)記錄,以往自來水信息以及報(bào)表打印,自動(dòng)化系統(tǒng)在一定程度上可以代替人工,可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)自來水廠的無人值守。這在一定程度上降低了生產(chǎn)的人力成本,同時(shí)也避免了因信息不充分而造成的盲目供水問題,供水能夠符合實(shí)際情況來調(diào)節(jié),增強(qiáng)供水的科學(xué)性以及針對(duì)性。

        4.2控制和管理系統(tǒng)

        管理和控制系統(tǒng)地不斷完善,逐步實(shí)現(xiàn)一體化,可以完整的建立起一個(gè)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的控制與監(jiān)督機(jī)制。自來水廠通過對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用,使水廠控制管理信息化趨勢(shì)愈發(fā)明顯,眾所周知,在自來水廠中對(duì)于水的管理工作相當(dāng)重要,因此就要把自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用于中,充分滿足現(xiàn)代自來水廠的實(shí)際需求??梢詫⒆詠硭畯S供水情況與水廠的管理信息相結(jié)合,將水廠控制和企業(yè)的綜合管理結(jié)合起來,實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)管理。水廠只有形成完整的信息系統(tǒng),才能夠及時(shí)的了解供水情況,不僅能夠提高水廠的供水效率,而且能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)區(qū)域范圍內(nèi)的信息資源共享??刂坪凸芾硐到y(tǒng)的工作原理,主要是將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫當(dāng)中,并與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合,對(duì)傳輸上來的數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析,然后選擇合適的方法解決檢測(cè)當(dāng)中的問題。在生產(chǎn)實(shí)際過程當(dāng)中,由于不同季節(jié)不同時(shí)期,用戶對(duì)用水需求都有很大的差別,用水量也有高峰期以及低峰期,從取水到送水的各個(gè)環(huán)節(jié)都存在水量波動(dòng)較大的問題。自來水廠會(huì)根據(jù)實(shí)際用水量,會(huì)對(duì)水廠的供水量作出相應(yīng)調(diào)整。所以就要有強(qiáng)大的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及高速運(yùn)算的分析系統(tǒng)來對(duì)實(shí)際供水量做出分析,可以減少不必要的浪費(fèi)??梢愿淖兯脵C(jī)組的頻率調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,他能夠有效的節(jié)約用電量,并且減少由于水量變化引起的供水需求不穩(wěn)定。這樣可以使調(diào)節(jié)機(jī)組高效率運(yùn)作,并且降低損耗,降低生產(chǎn)成本。

        5.結(jié)束語

        自來水廠作為城市發(fā)展和人民正常生活的有力保障,城市自來水廠中應(yīng)用自動(dòng)控制系統(tǒng),為城市供水工作帶來了很大的便利性,提高了供水的科學(xué)性。這有利于自來水廠供水質(zhì)量與效率的有效改進(jìn),實(shí)現(xiàn)自來水廠節(jié)能降耗,提高自來水廠自身的處理能力,促進(jìn)自來水廠健康持續(xù)發(fā)展。

        參考文獻(xiàn):

        [1]劉智杰.自動(dòng)控制在自來水廠污泥處理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].民營(yíng)科技,2014(16):133-135.?

        [2]張文峰.自動(dòng)化控制系統(tǒng)在自來水廠中的應(yīng)用淺析[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2014(26):314-316.?

        [3]王嘯.城市自來水廠自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].華東理工大學(xué),2013.

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