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

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(shí)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(jìn)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(shí)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(diǎn)，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(gè)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(biāo)準(zhǔn)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(shí)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，以此實(shí)現(xiàn)自來水廠制水工藝的自動化管控，進(jìn)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(dá)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(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國家自來水廠建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，參考國外先進(jìn)管理體系同時(shí)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(jìn)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(jìn)一步提高了我國自來水廠建設(shè)水平。由于受到經(jīng)濟(jì)因素的影響，我國各地區(qū)之間自來水廠的發(fā)展?fàn)顟B(tài)并不平衡，部分經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的自來水廠所采用的管理模式嚴(yán)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(gè)非常低的狀態(tài)。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)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(yuǎn)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(qiáng)大的生產(chǎn)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，但是受傳統(tǒng)思想觀念以及舊設(shè)備的影響，要實(shí)現(xiàn)水廠全面自動化需要承擔(dān)非常大的代價(jià)，不僅需要大量的資金的支持，還需要大量的時(shí)間來建設(shè)自動化并貫徹落實(shí)。

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(gè)不同的地方設(shè)置多個(gè)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(gè)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(jī)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(gè)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(gè)以內(nèi)，如果想增加安裝的個(gè)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(shí)處理和定量處理方式。其中定時(shí)處理指的是控制過程的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)是時(shí)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(dāng)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(gè)系統(tǒng)，各個(gè)系統(tǒng)之間都具有不同的工作職責(zé)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(biāo)準(zhǔn)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(yán)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(yù)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(jìn)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(shí)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)的SCD值，再通過SCD檢測儀對自來水的水質(zhì)進(jìn)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(yù)測值和實(shí)際檢測的數(shù)值結(jié)果，這樣就能夠直接實(shí)現(xiàn)整個(gè)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(jì)變動以及地區(qū)實(shí)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(yùn)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(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(qiáng)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(shí)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。

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