淺談自動化控制系統(tǒng)在自來水廠的應(yīng)用

蔣志斌

江西省樟樹市供水有限公司 江西 樟樹 331200

一、自來水制水工藝

在日常生活及開展生產(chǎn)的過程中，都離不開自來水。隨著社會的不斷發(fā)展，城市化進程不斷加快，整個城市對用水的需求不斷增加，對自來水廠的供水量也在不斷增加。在這種自來水需求量不斷增加的情況下，也促進了自來水廠對自身的制水工藝及供水質(zhì)量進行了提升。目前，很多現(xiàn)代化自來水廠都已經(jīng)利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對送水工程進行監(jiān)督，確保供水過程有條不紊的運行下去，實現(xiàn)自來水供應(yīng)的自動化和智能化控制。水的生產(chǎn)過程一共分為：取水-制備和試劑用量-混凝-平流沉淀-過濾沉淀-供水，總共6個步驟。自來水廠制水工藝是按照國內(nèi)最新標準，采用最先進的處理技術(shù)，對水進行處理，從而達到生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的要求。

二、自動化控制系統(tǒng)概述

通常來說，自來水自控系統(tǒng)一般由兩個系統(tǒng)組成，一個是開環(huán)控制系統(tǒng)，另一個是閉環(huán)控制系統(tǒng)。自來水廠在運用自動化控制系統(tǒng)進行供水生產(chǎn)的過程中，自動化控制系統(tǒng)通常會在多層級的控制，來實現(xiàn)對自來水生產(chǎn)供應(yīng)的控制。一般情況下，PLC自控系統(tǒng)往往運用于一級控制站，在研究節(jié)能降耗的過程中，必須要深入分析自動化控制系統(tǒng)。PLC自動化控制系統(tǒng)主要由CPU，電源和通信硬件組成。

三、自動化控制系統(tǒng)在自來水廠中實現(xiàn)節(jié)能降耗的措施

3.1 取水泵站自動控制系統(tǒng)設(shè)計

取水泵站作為整個自來水廠重要耗電站之一，對取水泵站自動化控制系統(tǒng)設(shè)計也是重中之重。為了達到節(jié)能降耗，在進行自動化控制系統(tǒng)設(shè)計時，可以將運行的泵組分為兩組，一組為變頻泵組，另外一組為恒速泵組。變頻泵組必須有兩臺變頻泵，在自來水廠運行工作時，假如其中一臺變頻泵停止工作時，自動控制系統(tǒng)應(yīng)該可以自動切換到另外一臺變頻泵開展工作。在設(shè)置兩臺變頻泵的頻率時，可以根據(jù)水池內(nèi)實際的水位進行調(diào)頻，在進行切換變頻泵工作時，系統(tǒng)應(yīng)該記錄好運行工作中的變頻泵的工作頻率，以便在切換到另外一臺變頻泵工作時保持原有的頻率。

3.2 加藥加氯自動化系統(tǒng)控制設(shè)計

3.2.1 加藥系統(tǒng)自動化設(shè)計

加藥消毒作為整個制水工藝關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，所以應(yīng)該針對加藥系統(tǒng)自動化設(shè)計進行研究，以實現(xiàn)配料系統(tǒng)的節(jié)能和降低消耗。在進行加藥系統(tǒng)自動化設(shè)計時，自來水廠應(yīng)該設(shè)定3臺加藥計量泵，加藥計量泵的給藥速度應(yīng)該根據(jù)實際情況進行計算，然后利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對加藥系統(tǒng)進行自動化控制。在添加聚合氯化鋁之前，首先應(yīng)該注意加藥速度的設(shè)計，在對加藥速度設(shè)計時，必須注意以下幾點問題：第一，必須對添加的氯化鋁進行嚴格的流量計算；第二，對其濃度進行檢測，高濃度的氯化鋁肯定不適合；第三，注意沉淀池的進水流量。另外，為了實現(xiàn)在制水過程中達到節(jié)能降耗的目的，在進行加藥系統(tǒng)設(shè)計時，就應(yīng)該對加藥配置比進行合理的分配，確保所加的藥物不會影響水的質(zhì)量。

3.2.2 加氯消毒站自動化程序設(shè)計

自來水廠氯化消毒系統(tǒng)主要是由氣源系統(tǒng)、真空氯化系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)及電氣檢測儀器系統(tǒng)5種系統(tǒng)共同組成。氯化機的手動/自動選擇信號應(yīng)該設(shè)置在氯化機中，這樣以便與工作人員知道氯化反應(yīng)目前是手動氯化還是自動氯化。氯化控制系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)該分為兩部分，一是氯化前控制設(shè)計，二是氯化后控制設(shè)計。氯化前控制主要是作用是祛除水里面的藻類，所以添加量往往由進水流量比例來決定。在制水實際運行過程中，假如氯化設(shè)備發(fā)生故障，SCADA會立即發(fā)出報警信號，并自動切換到備用氯化器。

3.3 沉淀池排泥系統(tǒng)自動化控制設(shè)計

自來水廠的沉淀池排泥系統(tǒng)主要由兩部分組成，一是排泥閥，二是泥漿車。為了污泥排放過程中不會產(chǎn)生沒必要的排水，節(jié)約水資源，防止浪費的現(xiàn)象發(fā)生，應(yīng)該在進行排泥系統(tǒng)自動化控制設(shè)計時注意以下幾點：

（1）沉淀池排泥閥的管理與控制。自來水沉淀池設(shè)置排泥閥主要是為了定期清除生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的泥漿，從而保證處理后的自來水不會受到泥漿污染。但泥漿排放閥與排泥閥開啟時間之間的時間間隔應(yīng)根據(jù)實際情況設(shè)定。在設(shè)定污泥排放期的過程中，工作人員必須制定科學合理的污泥排放時間，盡可能縮短間隔時間。同時，針對排泥閥的開啟時間的設(shè)定，必須根據(jù)自來水廠沉淀池的實際情況，不然會影響自來水廠生產(chǎn)效率。

（2）排泥車的控制。在對排泥車進行運作控制時，應(yīng)該要根據(jù)自來水廠本身沉淀池的特點，控制進水、出水的過程。沉淀池的淤泥沉淀具有由多變少，逐級遞減的特點。在排泥車進行工作時，應(yīng)該根據(jù)此特點，為了更好的實現(xiàn)節(jié)能的目的，排泥車行走電機應(yīng)該選擇變速電機，而且還要能適應(yīng)沉淀池內(nèi)的環(huán)境，從而能在沉淀池內(nèi)開展排泥工作。

3.4 送水泵站自動化控制設(shè)計

在進行送水泵自動化控制設(shè)計時，應(yīng)該跟取水泵站自動控制系統(tǒng)設(shè)計一樣，送水泵站也需要變頻泵和恒速泵。在進行運作工作時，確保一臺變頻泵正在運行，并將變頻泵設(shè)置為變頻組；然后恒速泵及其它的變頻泵設(shè)置為恒速組。假如正在運行的這臺變頻泵不工作時，系統(tǒng)會自動切換到恒速組中的變頻泵開展工作。設(shè)置變頻泵的頻率時，應(yīng)該根據(jù)實際工作情況，預(yù)設(shè)值增加或者減少。一般都會設(shè)置啟動恒速泵和停止恒速泵的頻率。當變頻泵工作頻率大于設(shè)置的頻率時，系統(tǒng)會根據(jù)設(shè)置的啟動恒速泵頻率，自動啟動恒速泵。

結(jié)語

綜上所述，隨著城市的發(fā)展，城市供水的需求不斷增加，也促進了自來水廠自動化水平的提升，對自動化控制系統(tǒng)的運用也不斷加強。自來水廠運用自動化控制裝置，不僅可以達到節(jié)能降耗的目的，也能在制水、供水的過程中，進行有效的控制，提升供水效率，從而達到提升供水質(zhì)量，以滿足人們生活和工作的需要。