自動化控制系統在自來水廠節能降耗中的應用

張利偉

摘 要：我國社會在發展過程中，各行業的經濟得到快速提升，對水資源的需求越來越高，自來水廠也在加快建設步伐，隨著我國科技技術的發展，一些較為先進的設備投入使用，在較大程度上緩解了發展用水以及城市用水。隨著我國城市化建設的不斷加快，城市對水資源的需求越來越高，為了緩解工業用水以及城市用水壓力，采用了自動化控制系統對水資源進行合理的利用，不但能夠提升自來水廠經濟發展，而且在較大程度上可達到節能降耗的目的。

關鍵詞：自動化控制系統;自來水廠節能降耗;應用

0 前言

我國自城市化建設以來，水資源利用越來越多，并且隨著自來水廠對水資源控制技術的不斷提高，采用自動化控制系統能夠有效達到節能降耗的目的。此外，自動化控制系統在自來水廠的應用過程中表現出了較大的優勢，為我國城市化發展奠定了良好的基礎。

1 自動化控制系統概述

自動化控制系統主要有閉環控制系統與開環控制系統兩個部分，其中開環控制系統也可叫做順序控制系統，主要是由被控對象、檢測元件以及執行機構等組成，較多的使用到機械與化工領域中;閉環控制系統在進行控制的過程中，一般情況下是根據期望值與輸出量兩者偏差進行控制[1]。此外，從信號角度來看，自動化控制系統包含的控制系統相對較多，比如隨動控制、程序控制以及恒值控制等，隨著我國科技技術的發展，信息化技術的應用較為普遍，系統在傳統技術的基礎上有較大的更新與優化，大大提高了其應用價值，并且應用范圍不但擴大，比如機械制造領域、辦公室領域等，未來隨著自動化控制系統的發展，使醫學以及生態領域也會有較好的應用。

2 自動化控制系統構成

自來水廠在應用自動化控制系統的過程中，主要是通過不同多層控制站進行有效的應用，例如一級控制站在應用過程中，主要使用PLC自動控制系統，能夠對自來水廠進行有效的節能降耗，但是在此過程中需要通過一定的方法對自動化控制系統結構實施全面分析[2]。此外，該系統結構由不同硬件構成，主要有電源、模擬量以及CPU等，此硬件在配置過程中均采用一級通訊硬件，其中自來水基架撥號的使用一般采用16進制，0號主基架子在進行撥碼設置時，需要將其設置為off狀態。

3 自動化控制系統在自來水廠的應用中節能降耗方法

3.1 加藥加氯自動化系統控制設計

此設計的主要目的就是對藥劑消耗進行有效的控制，自來水廠一般情況下是對聚合氯化鋁的使用量實施針對性控制，這在較大程度上能夠達到節能降耗的目的，需要進行氯化鋁使用量采用有效方法進行計算，同時還需要通過該系統對加藥計量泵投入速度實施有效的控制，在基礎上還需要對速度實施精確的計算。此外，在對加藥投入速度計算的過程中，需要對計算進行有效的設定，其中需要通過手動沖程、額定投加流量以及投加量等對設定量進行有效規范。除此之外，自來水廠有加氯系統，主要是對水質進行消毒工作，由真空加氯系統、氣源系統以及控制檢測儀表系統等構成，在設計程序過程中，一般分為前加、后加與補加，其中前加氯控制在設計過程中主要是避免受一些因素的影響，需要通過前加氯機來完成相關工作;后加氯機主要是保證水質中氯含量，一般情況下起到消毒的作用;補加氯主要目的是確保出廠水和管網水內保持一定量的余氯。現階段由次氯酸鈉替代液氯的使用已是一種趨勢，次氯酸鈉的自動化投加控制系統與聚合氯化鋁情況相類似。

3.2 取水泵站自動化控制系統設計

取水泵站主要是通過工頻泵與變頻泵的組合使用，能夠有效提高原水輸送質量。取水泵站不但是電能消耗站點，而且在較大程度上、也是自來水廠進行節能降耗控制的站點。自動化控制系統在設計過程中，需要把水泵分為兩組，分別是變頻組與工頻組，在運行過程中需保證至少一臺運行，如果一臺停止運行時系統會自動切換到另一組繼續運行[3]。一般情況下，根據清水池水位對變頻泵進行有效調整，PLC自動化控制系統在進行頻率調整過程中需要通過水位變化來完成，在此期間需要通過系統記錄前一臺頻率，主要是因在運行過程中與之前頻率保持一致，還需要進行不用限定值的設置，主要是對工頻泵啟動數量進行有效控制。

3.3 沉淀池排泥系統自動化控制設計

自來水廠沉淀池排泥系統主要是通過排泥車與排泥閥組成，在設計過程中主要是建立在對排泥車的有效控制，其中沉淀池根據排泥閥達到節能降耗的目的，以此有效控制排水量，系統再根據實際情況對排泥閥開啟時間的有效設置，在此基礎上若泥量增加，會在一定程度上延長開啟時間，若泥量降低，會減少開啟時間。因此，需要達到一定的效果，而且在較大程度上可提對水量進行有效的控制，若排泥車能夠對速度進行控制，能夠在較大程度上對節能降耗進行有效實現。

3.4 送水泵站自動化控制設計

送水泵在一定程度上與取水泵有較大的相似之處，由工頻泵與變頻泵構成，在運行過程中應當保證變頻泵正常運行，如果變頻泵運行時間結束后，系統會將自動切換另一臺變頻泵。在對變頻泵實施調整過程中，應當通過出水廠壓力來實現，若管道壓力不大于用戶設定壓力值，自動化控制系統會在一定程度上對變頻泵頻率進行有效增加。除此之外，工頻泵開啟數量與取水泵站一樣，對頻率的調整與變頻泵相同[4]。

4 結語

綜上所述，將自動化控制系統應用到自來水廠中，不但能夠提升生產質量，而且可提高節能降耗效率，值得大力推廣。此外，在自來水廠中應用自動化控制系統，能夠在最大程度上實現對不同環節運行過程的有效控制，可大大提升工作效率，以此對其管理水平有較大的提高，這對節能降耗具有較大促進作用，同時可有效提升水質，滿足社會需求。

參考文獻：

[1]雷麗瓊.自動化控制系統在自來水廠節能降耗中的應用[J].水能經濟，2017（08）：398.

[2]梁超.自動化控制系統在自來水廠節能降耗中的應用[J].價值工程，2017，36（08）：140-142.

[3]高傳飛，陳禮健.芻議自動化控制系統在自來水廠節能降耗中的應用[J].工程技術：引文版，2016（10）：00237.

[4]容得宇.自動化控制系統在自來水廠節能降耗中的應用[J].中國高新技術企業，2015（14）：99-101.