現代化水廠自控系統運行中存在的問題探究

金 盾

（浙江臨海市靈江水務集團有限公司，浙江 臨海 317000）

1 水廠自動化控制系統現狀

我國在水處理自動化控制系統以及水處理裝置上研究和開發相對較晚，到20世紀90年代，隨著我國城市發展的需要，各種水處理廠才逐步地引進了自動控制系統。經過了20年的發展和不斷完善，我國在自動化控制和信息化應用上取得了不少的進步，但是與國外目前的水處理水平相比，我國還落后10年以上，主要體現與幾下幾個方面：

（1）水處理設備上的差距。我國的水處理設備與國外的差距大于水工藝與國外的差距，而水專用設備的理論研究、制造與國外的差距又大于通用設備與國外的差距。要提高我國水處理的水平，關鍵是要提高水處理的裝備水平，特別是要提高水處理專用機械設備的水平，這是我國水處理行業的當務之急。

（2）自動化控制系統水平不高。我國目前的水處理公司，很多都是按照固定的模式來進行水處理，這樣容易導致出現異常情況。隨著各種水污染事件的爆發，我國的水處理企業開始使用自動監控系統對水質進行檢測，這些監控軟件提供上有亞控、力控以及國外的iFix、Intouch、WinCC。這些監控系統整體來說還處于半自動化的狀態，還需要大量人工操作，這也加大了系統的誤差。

（3）系統化程度不高。現代的水處理過程是一個集計算機技術，網絡技術，過程控制技術，水處理技術為一體的系統工程，而我國的水處理公司使用的水處理系統很容易造成“信息孤島”現象。由于這些系統中的過程控制技術與計算機技術等沒有很好地對接，沒有很好地維護，最后造成數據不準確，控制精度不高，而不得不使用人力來作為補充。

2 水廠自動化控制系統組成

我國的水廠自動化控制系統一般都由中央控制層、現場PLC控制層、設備層組成的系統結構。

如圖1所示，整個水廠自動化控制系統可以分為中央控制層、現場PLC控制層、設備層。

中央控制室包含了管理站，報警打印機、報表打印機等后臺主機，主要負責通過大屏實施的監控系統的狀態，搜集監控數據，接受報警信息，通過下方控制指令進行遠程控制。中央控制室與PLC控制層通過高速以太網進行連接。

現場PLC控制層包含了取水泵房、加藥房、V型濾池、污泥處理池和送水泵房等幾個PLC站。這些PLC站上運行有各種自動控制程序，并通過以太網發送采集數據給中央控制室。常見的PLC有施耐德Premium系列，西門子S7系列。

設備層包含了系統中使用到的各種水質檢測設備，工藝參數檢測設備以及現場電氣控制設備。操作人員可以手動的操作這些設備做到就地的控制。

3 自動化控制系統存在的問題

（1）系統的可靠性問題

自動化控制系統的可靠性對水廠的生產至關重要，而實際的生產過程中各種因素都可能導致系統的不可靠，主要包含以下幾個方面：

①硬件的可靠性，其中最重要的是系統中各種水質檢測設備的可靠性，然后是系統中各種機械設備的執行精度，最后是系統以太網傳輸的可靠性。

②軟件的可靠性，主要是包含了系統中加藥問PLC站，加氯系統PLC站中的PLC程序的可靠性，由于每個水廠的實際因素都有差異，所以每個水廠的控制算法也不同，控制精度就可以出現問題。系統中的報警系統的可靠性也是很關鍵的問題。

（2）系統的穩定性問題

自動化控制系統的穩定性問題，而實際的生產過程中各種因素都可能導致系統的不穩定，主要包含以下幾個方面：

①硬件的穩定性，主要是系統中各種設備是否穩定，如系統防雷系統系統不可靠導致的系統的不穩定，系統的報警系統老化導致的系統不穩定。

②軟件的穩定性，主要是系統中傳輸數據的穩定性，這有可能是系統中以太網設備導致的，也有可能是系統數據庫服務器等關鍵應用宕機。

圖1 水廠自動化控制系統結構

4 自動化控制系統的意見與建議

（1）提高系統的可靠性建議

根據現在的水廠自動化控制系統的實際情況，可以進行的措施有：

①所有的PLC控制程序需要根據水廠的實際情況進行修改，增加系統的檢測設備，來幫助PLC的控制算法提高收斂速度。

②系統中的軟件可以使用多個備份數據庫，多個備份服務器來提高軟件的健壯性和可靠性。

③系統中的報警系統應該根據多個狀態來聯合判斷，防止僅僅直接判斷一個硬件狀態而導致的誤報。

④系統中的執行設備應該避免由單一的控制參數去控制執行設備，這樣很容易導致系統的可靠性低。

（2）提高系統的穩定性建議

①系統中的所有硬件都應該進行電源防雷保護，防止系統因為環境異常而出現破壞。

②水廠的維修管理制度應該規定每個設備的維修都得到及時的維護。水廠的應急管理制度應該規定每種情況下處理問題的步驟和方法。

③系統中所有選用的自動化產品都經過嚴格的測試，才可以保證系統穩定可靠地運行。

[1]周力尤.給水行業自動化與信息化技術應用現狀與發展方向探討[J]. 給水排水，2005，31（07）：7-12.

[2]王鼎順.現代自來水廠自動化控制系統的研究與實現[D].湖南大學，2007.