淺談自動化控制系統在自來水廠的應用

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的過程中，都離不開自來水。隨著社會的不斷發展，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量進行了提升。目前，很多現代化自來水廠都已經利用互聯網技術對送水工程進行監督，確保供水過程有條不紊的運行下去，實現自來水供應的自動化和智能化控制。水的生產過程一共分為：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最新標準，采用最先進的處理技術，對水進行處理，從而達到生活及工農業生產過程中的要求。

二、自動化控制系統概述

通常來說，自來水自控系統一般由兩個系統組成，一個是開環控制系統，另一個是閉環控制系統。自來水廠在運用自動化控制系統進行供水生產的過程中，自動化控制系統通常會在多層級的控制，來實現對自來水生產供應的控制。一般情況下，PLC自控系統往往運用于一級控制站，在研究節能降耗的過程中，必須要深入分析自動化控制系統。PLC自動化控制系統主要由CPU，電源和通信硬件組成。

三、自動化控制系統在自來水廠中實現節能降耗的措施

3.1 取水泵站自動控制系統設計

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設計也是重中之重。為了達到節能降耗，在進行自動化控制系統設計時，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，自動控制系統應該可以自動切換到另外一臺變頻泵開展工作。在設置兩臺變頻泵的頻率時，可以根據水池內實際的水位進行調頻，在進行切換變頻泵工作時，系統應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控制設計

3.2.1 加藥系統自動化設計

加藥消毒作為整個制水工藝關鍵環節之一，所以應該針對加藥系統自動化設計進行研究，以實現配料系統的節能和降低消耗。在進行加藥系統自動化設計時，自來水廠應該設定3臺加藥計量泵，加藥計量泵的給藥速度應該根據實際情況進行計算，然后利用互聯網技術對加藥系統進行自動化控制。在添加聚合氯化鋁之前，首先應該注意加藥速度的設計，在對加藥速度設計時，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，為了實現在制水過程中達到節能降耗的目的，在進行加藥系統設計時，就應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量。

3.2.2 加氯消毒站自動化程序設計

自來水廠氯化消毒系統主要是由氣源系統、真空氯化系統、安全保護系統及電氣檢測儀器系統5種系統共同組成。氯化機的手動/自動選擇信號應該設置在氯化機中，這樣以便與工作人員知道氯化反應目前是手動氯化還是自動氯化。氯化控制系統設計應該分為兩部分，一是氯化前控制設計，二是氯化后控制設計。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，假如氯化設備發生故障，SCADA會立即發出報警信號，并自動切換到備用氯化器。

3.3 沉淀池排泥系統自動化控制設計

自來水廠的沉淀池排泥系統主要由兩部分組成，一是排泥閥，二是泥漿車。為了污泥排放過程中不會產生沒必要的排水，節約水資源，防止浪費的現象發生，應該在進行排泥系統自動化控制設計時注意以下幾點：

（1）沉淀池排泥閥的管理與控制。自來水沉淀池設置排泥閥主要是為了定期清除生產過程中產生的泥漿，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根據實際情況設定。在設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定，必須根據自來水廠沉淀池的實際情況，不然會影響自來水廠生產效率。

（2）排泥車的控制。在對排泥車進行運作控制時，應該要根據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，應該根據此特點，為了更好的實現節能的目的，排泥車行走電機應該選擇變速電機，而且還要能適應沉淀池內的環境，從而能在沉淀池內開展排泥工作。

3.4 送水泵站自動化控制設計

在進行送水泵自動化控制設計時，應該跟取水泵站自動控制系統設計一樣，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，并將變頻泵設置為變頻組；然后恒速泵及其它的變頻泵設置為恒速組。假如正在運行的這臺變頻泵不工作時，系統會自動切換到恒速組中的變頻泵開展工作。設置變頻泵的頻率時，應該根據實際工作情況，預設值增加或者減少。一般都會設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置的頻率時，系統會根據設置的啟動恒速泵頻率，自動啟動恒速泵。

結語

綜上所述，隨著城市的發展，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量，以滿足人們生活和工作的需要。