智能化水處理自動化系統分析

摘 要：在科學技術的推動下，智能化、自動化系統已經開始運用于水處理的過程中，實現了水處理的科技化、現代化，提高水處理的工作效率和反滲透設備運行的穩定性，實現了恒定壓力調節的無人化，能夠利用計算機等設備對水處理的過程進行實時、全程的監測。文章介紹了智能化水處理設備自動化系統的構成，分析了智能化水處理自動化系統中主要設備的工作特點，并提出了智能化水處理自動化系統的應用，以期提高智能化水處理自動化系統的推廣和應用。

關鍵詞：智能化；水處理；自動化系統；構成；特點；應用

伴隨著科學技術的進步和人民生活條件的改善，人們對于水質的要求標準也不斷提高。水是人類必需的資源之一，與人們的生活、生產活動緊密相連，水處理的效率高低關系到社會生產、人民生活的順利順利與否。為了提高水處理的有效性，必須充分認識智能化水處理自動化系統的構成，了解智能化水處理自動化系統的特點，明確智能化水處理自動化系統的應用方法，實現智能化水處理自動化系統的推廣和普及。

1 智能化水處理自動化系統的構成

智能化處理設備自動化系統由六大部分組成：設備工藝系統、信號采集系統、控制系統、保護系統、操作系統和人機界面[1]。

1.1 設備工藝系統

完整的設備工藝系統囊括了機械、活性炭、精密三個類型的過濾器，反滲透的高壓泵和膜堆主體，還有多種水泵、閥門和消毒儀器。設備工藝系統是指依據客戶的具體需求實施的水處理、給水和其他的設備工藝。

1.2 控制系統

控制系統由可編程控制器、變頻器、閥門電動裝置和控制回路組成。控制系統是水處理、給水等工藝設備的主要控制回路，它的主要作用是實現各個設備的啟動、轉換、運作等。

1.3 信號采集系統

信號采集系統的主要功能是收集所有水處理的設備系統的運行數據，促進PLC與調頻器分析數據（水質、開關狀態、水泵頻率、流量、時間等等）的順利進行。

1.4 保護系統

保護系統就是當整個水處理系統在出現問題時，及時實行中斷或者排放介質，從而實現系統的自我保護的目的。

1.5 操作與人際界面系統

操作系統和人機界面系統重要是由工作人員對系統的開關、儀表、視窗等等進行操作，這兩個系統可以說是整個智能化水處理自動化系統的“軀干”。

2 水處理自動化系統中主要設備的工作特點

2.1 PLC的特點

PLC是智能化水處理自動化系統的“司令部”，它是以微電腦為核心，在自動化控制過程中使用的設備，能夠在不觸動線路和程序的前提下革新技術，有效促進電腦軟件優勢的發揮，一方面可以軟化硬件，提升水處理的信效度和能動性；同時，PLC采用的模塊式結構，便于安裝，較布線控制邏輯優勢更加明顯[2]。除此之外，還可以在系統線路保持不變的前提下，通過改變PLC的程序調節整個水處理自動化系統的邏輯、順序和原定數據。

2.2 變頻器的特點

智能化水處理自動化系統中的變頻器，綜合了微電子、電力電子等多種技術，調速性能高，微處理機的加入使得水處理系統實現了自動化。其軟啟動和軟中斷實現了系統的自我保護，而且操作簡便，大大提高了水處理的效率[3]。變頻器是反滲透設備的水泵啟動設備，能夠算數、調整、通信，還具備PLC的少數作用，可以依據之前設置的指令，按照各點的反饋信息及時調整工作狀態。在反滲透系統啟動時，可以利用變頻器來調節膜的壓力上升速度，保障反滲透設備的正常運作。

3 應用智能化水處理設備自動化系統的意義

伴隨著科學技術的發展，人們對于用水數量和用水質量的標準不斷提高，為了滿足當下社會生產與人民生活對用水需求，必須提高水處理的效率，現代化、高效率的智能化水處理設備自動化恰恰能夠解決這一問題。同時，在市場經濟背景下，水處理廠之間的競爭也越來越激烈，應用智能化水處理自動化系統是促進水處理廠自身發展、提高其市場競爭力的必然要求。

由此可以看出，在水處理時運用智能化自動化系統，提高水處理的效率已經成為水處理企業的當務之急。

4 智能化水處理設備自動化系統的應用

4.1 通信網絡的設置

我國的水處理自動化系統大多使用監控總中心、區域分中心和監控站的等級管理機制。但是監控站難以實現直控水處理工廠外的設備，因此往往將監控系統劃分為信息層、控制層和設備層。信息層目前主要采用以太網進行各個廠家設備的信息傳遞，還在原有基礎上開發了一些實效性更好的產品。控制層是在隧道區域控制器網絡的基礎上發展起來的，且因為采用了標準總線實施組網工作，提高了信息傳遞的實時性和兼容性，有助于監控系統的延伸[4]。這幾年，在廣泛使用以太網的大背景之下，各個水處理廠對現場總線的使用與否的爭議越來越大。以太網在訪問形式并不及現場總線的效果好，故而當前還不能讓以太網完全取代現場總線。在以后的控制層設置上，最好是運用穩定性較強的現場總線，同時進一步研究、探索、創新、開拓以太網，進一步提高以太網的實時性和穩定性。

4.2 智能化水處理設備自動化系統的監控

在智能化水處理設備區域監控分中心中，安置多個工控機，分別對水處理廠的調動系統、加氯間、濾站以及水泵房進行實時全面的檢測，及時發現水處理自動化系統中的問題、反饋各個設備的信息、解決自動化系統中存在的問題[5]。

4.3 PLC的選擇

PLC是智能化水處理自動化系統的核心，PLC的選擇關系到水處理的質量和效率，因此，在使用智能化水處理自動化系統時，一定要選擇高性能的PLC，切實保障PLC可以實現集中或獨立的工作方式，尤其是能夠在單獨控制之時，確保與其他控制器進行有效的數據采集、互換、保存、分析、處理[6]。根據智能化水處理自動化系統的功能和運作情況，選擇恰當的設備，尤其是在較差的外部環境之下或者是一些大規模的水處理工廠，必須選擇一些諸如2Quantom系列的高性能PLC。在一般環境下或者是小規模的水處理工廠，可以選用諸如Quantom140這類的PLC，進行水處理現場的監控，可以支持水處理廠中的以太網絡和現場總線，提高自動化系統的開放性和融合性。

5 結束語

智能化水處理自動化系統對于提高水處理的效率，實現水處理廠自身的發展、提高其市場競爭力具有非常重要的意義。同時利用智能化水處理自動化系統，也是社會生產和人民生活對用水數量和質量要求提高的必然要求。因此，在未來的發展過程中，要提高對智能化水處理自動化系統應用的認識，明確智能化水處理自動化系統的結構，把握好智能化水處理自動化系統的工作特點，將智能化水處理自動化系統應用到水處理的過程中來，充分發揮智能化水處理自動化系統的優勢。

參考文獻

[1]高寶昌.智能化水處理設備的自動化系統[J].凈水技術，2010，03（11）：38-40.

[2]卿曉霞，龍騰銳.以太網技術在水處理自動化領域中的應用[J].重慶建筑大學學報，2010，03（12）：70-74.

[3]鄧光明.綿陽塘汛污水處理廠自動化系統開發研究[D].電子科技大學，2010.

[4]卜俊秋.污水處理廠自動化系統的分析與應用[J].國內外機電一體化技術，2010，05（13）：6-9.

[5]小城鎮污水處理的自動監控實用技術和設備—奧塔牌水處理自動監控成套設備及其技術[A].國家環境保護總局科技標準司.全國小城鎮污水處理技術（設備）交流與工程咨詢研討會論文集（續集）[C].國家環境保護總局科技標準司，2010，06（12）：6.

[6]張榮安.工業以太網+PLC+現場總線在水處理的應用[J].應用能源技術，2010，06（05）：8-9.

作者簡介：張洪亮，身份證號：330683198406258412