信息技術(shù)在水廠凈化水質(zhì)過(guò)程中的應(yīng)用

戴豐

（嘉善縣水務(wù)投資有限公司，浙江 嘉善314100）

水是一種特殊的資源，是人類生存與發(fā)展的必要物資之一，供水企業(yè)承擔(dān)著為人們提供優(yōu)質(zhì)水源的重要任務(wù)，在企業(yè)水質(zhì)處理等多項(xiàng)工作流程進(jìn)行過(guò)程中的均需要結(jié)合市場(chǎng)發(fā)展的需要進(jìn)行供水規(guī)劃與管理，信息技術(shù)的運(yùn)用在其中發(fā)揮著重要作用，是供水企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力提升的必要措施之一。

1 供水企業(yè)凈化水質(zhì)過(guò)程中信息化建設(shè)及其必要性

供水企業(yè)凈化水質(zhì)的過(guò)程是一項(xiàng)較為復(fù)雜的體系，在目前信息技術(shù)的運(yùn)用之下要求充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，對(duì)凈化水質(zhì)的流程進(jìn)行電子化管理與控制，優(yōu)化供水企業(yè)水質(zhì)凈化的流程，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中的各項(xiàng)信息進(jìn)行有效控制與集成處理，并將這些信息為企業(yè)所用，以此有效提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的提升[1]。

供水企業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)中的必要條件之一即是信息化，這是供水企業(yè)走上市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)的必要前提條件之一。由于供水企業(yè)管理基礎(chǔ)極為薄弱，企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)觀念較為落后，因此在企業(yè)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中存在著多種問(wèn)題，導(dǎo)致管理水平較為低下，出現(xiàn)了“跑、冒、滴、漏”等多種不良現(xiàn)象，降低了供水企業(yè)的經(jīng)營(yíng)效益。信息化技術(shù)的運(yùn)用是對(duì)傳統(tǒng)管理方式的重要補(bǔ)充，有效提升了企業(yè)的運(yùn)行管理效率，是目前供水企業(yè)進(jìn)行市場(chǎng)化改革的必要措施。

2 信息技術(shù)在水廠凈化水質(zhì)過(guò)程中的應(yīng)用

供水企業(yè)在運(yùn)用信息技術(shù)進(jìn)行水質(zhì)凈化過(guò)程中主要體現(xiàn)為建立水務(wù)自控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，要求建立原水/井群提取控制系統(tǒng)、原水的凈化處理及輸送控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)以及總控室監(jiān)控系統(tǒng)，將信息技術(shù)運(yùn)用到水廠工作的多個(gè)層面。

2.1 原水/井群提取控制系統(tǒng)

不同的水質(zhì)在工藝處理上具有很大的差異性，供水企業(yè)在水質(zhì)凈化過(guò)程中在工藝流程操作上具有一定的差異性。一般水源均為較為偏僻的地帶，與水廠距離較遠(yuǎn)，供水企業(yè)正常運(yùn)行的重要前提是具有充分的水源，這是企業(yè)經(jīng)營(yíng)的命脈。因此供水企業(yè)在作業(yè)過(guò)程中要求確保水源地的水泵能夠正常且穩(wěn)定地工作，能夠按照供水企業(yè)的要求完成輸水任務(wù)，這是供水企業(yè)正常運(yùn)行的必要前提與基礎(chǔ)。

原水/井群提取控制系統(tǒng)中要求能夠監(jiān)測(cè)水源地的供電電壓、電流等信息，同時(shí)采集并監(jiān)控出水壓力與流量。并建立水泵的啟停監(jiān)控。原水/井群提取控制系統(tǒng)在采集到相關(guān)數(shù)據(jù)信息之后，將這些信息上傳至供水企業(yè)的總控室，供水企業(yè)總控室的工作人員提取系統(tǒng)中的相關(guān)信息，并建立智能監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)對(duì)水泵的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)度與控制[2]。

2.2 原水的凈化處理及輸送控制系統(tǒng)

在水源地采集到原水之后，將其輸送到水廠之中，結(jié)合水質(zhì)的情況的不同分別進(jìn)行相應(yīng)的不同處理。若原水濁度較低，水質(zhì)條件較為良好，可以只對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單的消毒處理，否則則需要進(jìn)行過(guò)濾、沉淀、加藥等作業(yè)流程。若水源處于深地層，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，若已經(jīng)符合國(guó)家工業(yè)與居民使用的國(guó)標(biāo)要求，可以不對(duì)其進(jìn)行特殊性處理，可以直接使用。

PLC 能夠保證供水的恒壓，對(duì)水泵的工作狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化，并能夠采集并監(jiān)測(cè)供水管網(wǎng)流量、出水壓力，實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵啟停狀態(tài)的有效控制。

具體表現(xiàn)為可以運(yùn)用凈化處理與輸送控制系統(tǒng)設(shè)置反饋值，設(shè)置PLC 運(yùn)行PID 控制算法，通過(guò)系統(tǒng)運(yùn)行可以實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的恒壓供水。輸送控制系統(tǒng)的運(yùn)行能夠結(jié)合水泵總的累計(jì)運(yùn)行時(shí)間來(lái)判斷水泵的優(yōu)先啟動(dòng)順序，一般采用的運(yùn)行方式是先啟動(dòng)總的相對(duì)較少累計(jì)運(yùn)行時(shí)間。若一臺(tái)水泵難以滿足實(shí)際供水需求，則可以同時(shí)啟動(dòng)幾臺(tái)水泵，由系統(tǒng)PLC 進(jìn)行控制。以此來(lái)滿足供水系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行需求，對(duì)水泵運(yùn)行進(jìn)行有效優(yōu)化[3]。

在對(duì)供水企業(yè)輸水泵的控制上可以采用總控室的智能監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)，對(duì)水泵進(jìn)行有效控制與遙測(cè)，使之能夠顯示各類數(shù)據(jù)。或者通過(guò)泵站內(nèi)設(shè)控制柜上的手動(dòng)開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵的就地控制。

2.3 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

供水企業(yè)在凈化水質(zhì)與安全生產(chǎn)過(guò)程中為了保證能夠安全生產(chǎn)與正常運(yùn)營(yíng)，對(duì)重要水域的水質(zhì)情況建立了全天候的監(jiān)控體系，視頻監(jiān)控體系在供水企業(yè)的運(yùn)行過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。需要凈化的水質(zhì)多處于較為偏僻的地帶，因此在水源地附近建設(shè)了可以自動(dòng)運(yùn)行的泵站，并將其納入到總控室的監(jiān)控體系之中。監(jiān)控人員可以利用視頻監(jiān)控體系來(lái)了解水源地的實(shí)際運(yùn)行情況，能夠判斷出水泵的實(shí)際運(yùn)行狀況。如果如果在其中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，可以立即指派附近人員進(jìn)行即時(shí)處理，使得系統(tǒng)作業(yè)能夠安全進(jìn)行。

云臺(tái)、攝像頭、硬盤錄像機(jī)、解碼器等共同構(gòu)成了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備，攝像頭的設(shè)置能夠結(jié)合監(jiān)控的需要，調(diào)節(jié)并轉(zhuǎn)動(dòng)攝像頭，總控室在接收到音頻與視頻信息之后，將其顯示在顯示器之中，并將其存儲(chǔ)在硬盤錄像機(jī)之中，可以隨時(shí)查詢到儲(chǔ)存的信息[4]。

2.4 總控室監(jiān)控系統(tǒng)

凈水處理過(guò)程中需要由總控室對(duì)大量的信息進(jìn)行相應(yīng)處理，對(duì)設(shè)備的監(jiān)控與控制、對(duì)監(jiān)控區(qū)域的管理、相關(guān)控制與調(diào)度等工作均需在總控室監(jiān)控系統(tǒng)中完成。同時(shí)還能夠記錄數(shù)據(jù)、采集數(shù)據(jù)并結(jié)合凈化水質(zhì)的具體需求進(jìn)行管理、制作報(bào)表、進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析并制作出歷史趨勢(shì)、顯示作業(yè)流程并設(shè)置報(bào)警體系等。對(duì)監(jiān)控體系設(shè)置圖形化的系統(tǒng)體系，要求在系統(tǒng)之中能夠體現(xiàn)出各個(gè)水廠設(shè)備的水泵運(yùn)行情況、水源地的水質(zhì)信息等，并將其反映在系統(tǒng)平臺(tái)之中，為設(shè)備管理人員提供了解系統(tǒng)運(yùn)行情況的途徑。通過(guò)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況，設(shè)備的管理人員能夠?qū)┧到y(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行全面了解并掌握，并在設(shè)備中下達(dá)操控指令，以實(shí)現(xiàn)對(duì)凈水系統(tǒng)的自動(dòng)控制。

總控室運(yùn)行過(guò)程中首先要求能夠進(jìn)行操作控制，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況的在線實(shí)時(shí)控制，能夠啟停設(shè)備并設(shè)定管網(wǎng)壓力值。

在控制系統(tǒng)中能夠顯示各個(gè)PLC 站內(nèi)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況，對(duì)水廠作業(yè)的工藝流程圖能夠較為清晰地顯示與體現(xiàn)，包括供水管網(wǎng)壓力、水源地電壓和電流、瞬時(shí)和累計(jì)流量、水池液位等信息。能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行有效管理，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)存儲(chǔ)并管理，用戶對(duì)此能夠即時(shí)查閱。建立報(bào)警系統(tǒng)，在監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)定中若發(fā)現(xiàn)在管網(wǎng)中的流量或者壓力值超過(guò)系統(tǒng)中設(shè)定的固定數(shù)值，或者設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)一些突發(fā)狀況，報(bào)警系統(tǒng)能夠自動(dòng)開(kāi)啟，并顯示在報(bào)警窗口之中以供作業(yè)人員對(duì)此及時(shí)處理。要求具有安全功能，能夠?qū)ο到y(tǒng)的實(shí)際執(zhí)行情況進(jìn)行安全加密，為系統(tǒng)運(yùn)行提供安全防護(hù)，系統(tǒng)能夠記錄操作人員的個(gè)人信息與操作信息，系統(tǒng)后臺(tái)能夠?qū)€(gè)人信息與設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行記錄并分析。同時(shí)支持打印功能，能夠?qū)ο到y(tǒng)中的圖形與報(bào)表進(jìn)行打印。

3 供水企業(yè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用

在供水企業(yè)進(jìn)行水凈化過(guò)程中要求運(yùn)用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集技術(shù)與監(jiān)控技術(shù)，對(duì)水質(zhì)凈化中的多項(xiàng)工作流程進(jìn)行監(jiān)控與管理。

其中運(yùn)用最為廣泛的技術(shù)之一是GPRS 定位技術(shù)。其中的技術(shù)主要有DTU 數(shù)據(jù)傳輸模塊、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心模塊、前端數(shù)據(jù)采集模塊等，分別負(fù)責(zé)不同的工作內(nèi)容。在監(jiān)控中心信息交換、協(xié)議與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)信息處理等層面上主要通過(guò)DTU 數(shù)據(jù)傳輸模塊實(shí)現(xiàn)，在對(duì)水源與設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，以及系統(tǒng)數(shù)據(jù)的初始化運(yùn)行層面主要通過(guò)前端數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)現(xiàn)，能夠?qū)Σ杉降拇罅啃畔?shù)據(jù)進(jìn)行分析與比較，以此判斷水質(zhì)處理的質(zhì)量，并將所監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)信息中心。數(shù)據(jù)庫(kù)及通信功能的操作則主要是通過(guò)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心模塊體現(xiàn)的，要求系統(tǒng)具有良好的完整性，系統(tǒng)設(shè)備具有良好的運(yùn)行穩(wěn)定性，并且可擴(kuò)展，能夠有效分析、處理并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息，這是供水企業(yè)進(jìn)行水質(zhì)凈化與生產(chǎn)安全管理的必然要求。信息技術(shù)在建立之后要求結(jié)合使用需要進(jìn)行定期更新與系統(tǒng)維護(hù)，并能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)信息內(nèi)容的多種擴(kuò)展。

結(jié)束語(yǔ)

供水企業(yè)在運(yùn)用信息技術(shù)進(jìn)行水質(zhì)凈化過(guò)程中可以結(jié)合工作流程建立原水/井群提取控制系統(tǒng)、原水的凈化處理及輸送控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)以及總控室監(jiān)控系統(tǒng)，運(yùn)用GPRS 定位技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，優(yōu)化DTU 數(shù)據(jù)傳輸模塊、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心模塊、前端數(shù)據(jù)采集等模塊設(shè)計(jì)，要求系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)展性。運(yùn)用信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的工作方式進(jìn)行優(yōu)化，提升供水企業(yè)的運(yùn)行效益。