電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在水廠中的應(yīng)用

杜金德

中國(guó)市政工程?hào)|北設(shè)計(jì)研究總院有限公司安徽分公司 安徽 合肥 230000

引言

現(xiàn)階段,面對(duì)工業(yè)化生產(chǎn)的污染問(wèn)題,為了提高供水質(zhì)量,電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在水廠內(nèi)的應(yīng)用越來(lái)越頻繁。通俗來(lái)講,該工藝就是從江河湖泊將水運(yùn)輸?shù)絻羲畯S,做好水質(zhì)消毒處理后利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)將水運(yùn)輸?shù)焦┧芫W(wǎng)中,滿足城市高峰期用水需求。

1 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

一般情況下,水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)內(nèi)的控制單元眾多,且過(guò)于集中化,系統(tǒng)主要以DCS模式為主,采用PLC+IPC系統(tǒng)自動(dòng)化控制設(shè)計(jì),借助多主站和多從站的結(jié)構(gòu)模式,滿足不同區(qū)域、不同時(shí)間段的供水需求。分析系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),主要如下：(1)提高水廠管理效能。與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)相對(duì)而言,電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)降低了人工成本,保障供水系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法比較落后,需要多名管理人員監(jiān)測(cè)系統(tǒng),監(jiān)測(cè)時(shí)間必須是24小時(shí),而電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以將水廠與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái),在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用下對(duì)各環(huán)節(jié)生產(chǎn)作業(yè)進(jìn)行自動(dòng)化控制,這樣的監(jiān)測(cè)方式可以避免人工操作失誤。24小時(shí)不間斷監(jiān)控在降低人力成本的基礎(chǔ)上,也提升了水廠經(jīng)濟(jì)效益。(2)提高管理信息的可靠性。采用人工巡查監(jiān)測(cè)模式,即工作人員應(yīng)用儀器對(duì)各環(huán)節(jié)檢查,記錄并總結(jié)各項(xiàng)數(shù)據(jù),但這樣容易造成數(shù)據(jù)誤差,影響水廠供水質(zhì)量。應(yīng)用電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng),將其聯(lián)合互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行水廠實(shí)時(shí)監(jiān)控,安裝軟件后對(duì)水廠內(nèi)設(shè)備與作業(yè)進(jìn)行24小時(shí)不間斷檢測(cè),實(shí)時(shí)收集并匯總數(shù)據(jù),彌補(bǔ)人工記錄出現(xiàn)的紕漏,提高生產(chǎn)效率[1]。

2 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在水廠中的應(yīng)用研究

2.1 水凈化處理控制 水廠的自動(dòng)化工藝特點(diǎn)是各個(gè)工藝單元既相對(duì)獨(dú)立,同時(shí)各單元間又有一定的聯(lián)系,比如取水泵房和送水泵房控制系統(tǒng)、加藥控制系統(tǒng)、格柵配水池控制系統(tǒng)等,這些工藝單元內(nèi)設(shè)備相對(duì)集中。因此,自動(dòng)化控制系統(tǒng)較多應(yīng)用PLC+IPC集散控制系統(tǒng)模式。系統(tǒng)自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)采用多主站加多從站的結(jié)構(gòu)模式,可滿足水廠自動(dòng)化監(jiān)控和保護(hù)需求。控制點(diǎn)分布在不同區(qū)域,遵循就近控制原則,在設(shè)備集中區(qū)設(shè)置不同PLC站來(lái)監(jiān)控設(shè)備,再利用通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)各個(gè)PLC站的數(shù)據(jù)通訊,完成水廠的自動(dòng)化控制。水凈化處理環(huán)節(jié)是水廠作業(yè)的重要一步,對(duì)水廠監(jiān)控管理和供水質(zhì)量有著決定性作用。在水處理時(shí)應(yīng)用電氣自動(dòng)化系統(tǒng),發(fā)揮系統(tǒng)的凈化功能,系統(tǒng)對(duì)過(guò)濾池反復(fù)沖洗,保證水質(zhì)沉淀與過(guò)濾環(huán)節(jié)的水質(zhì)量。沖洗時(shí)應(yīng)注意兩方面細(xì)節(jié)：一方面,應(yīng)用自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)應(yīng)合理控制沖洗時(shí)間、頻率等參數(shù),根據(jù)要求設(shè)定數(shù)據(jù),從而對(duì)水廠進(jìn)行智能化控制；另一方面,應(yīng)展開(kāi)兩次沖洗工作,即沖洗與反沖洗,實(shí)現(xiàn)濾池的凈化,提高供水質(zhì)量[2]。

2.2 進(jìn)水與送水過(guò)程控制 從電氣自動(dòng)化控制角度來(lái)看,系統(tǒng)在水廠中的應(yīng)用主要是對(duì)進(jìn)水過(guò)程的控制。系統(tǒng)運(yùn)行期間,水處理會(huì)花費(fèi)較多的時(shí)間,除了取水,還要將水源運(yùn)輸?shù)焦┧c(diǎn)。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中包含進(jìn)水系統(tǒng),工作人員會(huì)科學(xué)控制進(jìn)水量,通過(guò)泵來(lái)調(diào)整水量,保證泵系統(tǒng)可以按照要求調(diào)整水量。

水廠送水過(guò)程的控制主要是針對(duì)水量的控制,應(yīng)用電氣自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)需對(duì)水量進(jìn)行全過(guò)程的控制,檢測(cè)時(shí)也會(huì)根據(jù)實(shí)際需求量控制。比如某個(gè)小區(qū)在用水高峰期時(shí)需求量較大,如果不做好全面檢測(cè)工作,將有可能導(dǎo)致小區(qū)送水量不足,或者水壓不穩(wěn),甚至出現(xiàn)小區(qū)缺水的情況。各個(gè)地區(qū)的生活用水主要包含高峰時(shí)段和非高峰時(shí)段,高峰時(shí)段用水需求很大,自動(dòng)化控制系統(tǒng)科學(xué)設(shè)置供水量,以滿足居民用水需求為前提,做好水量的節(jié)能控制。應(yīng)用自動(dòng)化系統(tǒng)后,工作人員可對(duì)不同時(shí)間段的送水量合理控制,并對(duì)水壓有效監(jiān)控,根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整送水量。在低峰期,水廠可以適當(dāng)降低供水壓力,避免水資源浪費(fèi)情況出現(xiàn),應(yīng)用控制泵單元,利用自動(dòng)變頻控制技術(shù)降低能耗,改變耗水量,保持水廠水源穩(wěn)定。

2.3 水質(zhì)檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù) 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行主要采用了智能化生產(chǎn)管理模式,將系統(tǒng)用于水廠中,通過(guò)對(duì)送水與供水等過(guò)程的智能化監(jiān)管,提升水廠生產(chǎn)效率。無(wú)論是工業(yè)生產(chǎn),還是居民生活,都離不開(kāi)水,保障水質(zhì)與人的生命健康密不可分。要求水廠在供水前嚴(yán)格檢測(cè)水質(zhì),應(yīng)用自動(dòng)化監(jiān)測(cè)儀,對(duì)水的流量、溫度、水位、質(zhì)量等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè),再使用p H測(cè)量?jī)x、電流檢測(cè)儀、漏氯檢測(cè)儀完成更多細(xì)節(jié)檢測(cè)。比如應(yīng)用電磁流量計(jì)和非接觸儀表可以測(cè)量水流量,保證水流量測(cè)量精確度；使用精密儀表不僅可以保證水位和溫度精準(zhǔn),還能保障水質(zhì)安全。

2.4 自動(dòng)變頻控制技術(shù) 不同水廠的自身情況可能不同,但治水工藝與流程大致一樣,比如取水、混凝以及沉淀等。水廠內(nèi)需要用到的自動(dòng)化裝備很多,比如水泵機(jī)組與配電柜、電動(dòng)閥門(mén)等,這些設(shè)備的應(yīng)用必須基于一定技術(shù)的支持,比如自動(dòng)變頻控制技術(shù)。由于季節(jié)和時(shí)間段不同,用戶用水需求也會(huì)不一樣,水廠供水期間的用水高峰特點(diǎn)鮮明,要求自動(dòng)化供水系統(tǒng)的給水壓力必須在用戶需水量變化時(shí)做出及時(shí)改變。借助電氣自動(dòng)化技術(shù),根據(jù)用水需求對(duì)水泵機(jī)組進(jìn)行有效控制,盡可能的達(dá)到節(jié)能效果。自動(dòng)變頻控制技術(shù)不僅可以提高供水穩(wěn)定性,還能按照用水量對(duì)水泵工作情況加以優(yōu)化。借助變頻調(diào)速技術(shù)改變供水頻率,改進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速,從而達(dá)到節(jié)能目的。利用變頻器,使用恒壓變量或變壓變量的方法實(shí)現(xiàn)變頻節(jié)能供水,這時(shí)恒壓變電供水系統(tǒng)主要依靠調(diào)節(jié)變頻器轉(zhuǎn)速來(lái)保證供水壓力穩(wěn)定。實(shí)際上,變壓供水器就是以用戶的用水量為依據(jù),對(duì)變頻器調(diào)節(jié)變速,這樣的方式有良好的節(jié)能效果。

3 總結(jié)

總而言之,將電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)與自來(lái)水廠相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的自動(dòng)化處理,在保障水質(zhì)量的同時(shí)達(dá)到節(jié)能的效果。憑借著自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),將其用于水凈化處理控制、進(jìn)水與送水過(guò)程控制等過(guò)程中,發(fā)揮水質(zhì)檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)和自動(dòng)變頻控制技術(shù)的作用,為自來(lái)水廠自控管理提供技術(shù)幫助,對(duì)水壓有效控制,科學(xué)調(diào)整實(shí)際供水量,滿足居民不同季節(jié)、不同時(shí)間段的用水需求。