水廠自動化控制與儀表系統(tǒng)的技術(shù)分析

陳立

摘 要：水是生命之源，供水是對國計民生都有重要影響的一個產(chǎn)業(yè)。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們的生活水平顯著提高，對自來水水質(zhì)的質(zhì)量要求也逐漸提高。而使用自動化控制系統(tǒng)，可以有效保證水廠供水的穩(wěn)定性、連續(xù)性和安全性。基于此，該文對水廠自動化控制與儀表系統(tǒng)的技術(shù)進行分析。

關(guān)鍵詞：水廠自動化控制 儀表系統(tǒng) 技術(shù)分析

中圖分類號：TU991.62 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（c）-0092-01

在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、電子技術(shù)的不斷發(fā)展下，工業(yè)建設(shè)在自動化方面也取得了顯著的成績，各種檢測傳感器、自動化感應(yīng)部件、回路自動調(diào)節(jié)器等得到了廣泛應(yīng)用。通過對水廠進行自動化控制不僅可以有效降低一次性的采購成本，并且可以降低日后的維護工作量，提高水廠運行的穩(wěn)定性。

1 水廠自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計思路

在設(shè)計水廠自動化控制系統(tǒng)時，按照“集中管理、分散控制、共享數(shù)據(jù)”的基本原則進行設(shè)計，保證計算機信息系統(tǒng)有良好的獨立性。一般使用PLC+IPC自動控制模式進行集散式控制，由于PLC具有良好的擴展性、結(jié)構(gòu)比較緊湊、價格也比較低廉，是目前使用比較廣泛的控制器。水廠集散控制系統(tǒng)設(shè)計時，要將集中檢測作為設(shè)計重點，并通過分散控制進行輔助。在對水廠的位置和設(shè)施情況進行分析后，分別使用獨立就地控制、實時監(jiān)控、遠程監(jiān)控三種控制措施。在水廠生產(chǎn)過程中，要做好實時監(jiān)控工作[1]。遠程監(jiān)控主要設(shè)備，對水處理構(gòu)筑物進行就地控制。通過分三個等級進行控制，有效保證了水廠控制的安全性。水平自動化控制網(wǎng)絡(luò)主要分為三層，在實際設(shè)計時，可以根據(jù)生產(chǎn)要求和工藝要求進行安排。根據(jù)需要設(shè)置送水控制站、取水控制站、PLC控制站、加藥加氯控制站、反沖洗控制站等。

2 控制系統(tǒng)的構(gòu)成

2.1 中控系統(tǒng)

中控系統(tǒng)主要由監(jiān)控計算機、生產(chǎn)管理計算機、激光打印機構(gòu)成，使用iFIX組態(tài)軟件作為監(jiān)控計算機的應(yīng)用軟件，可以將生產(chǎn)線的水池水位、電機、加藥設(shè)備等所有生產(chǎn)線的模擬畫面顯示出來。將中控室的電腦遠程接入到系統(tǒng)中各個設(shè)施中，并且可以將水處理工藝布置圖、水廠設(shè)備工作狀態(tài)、水廠設(shè)備動態(tài)參數(shù)、測量儀表數(shù)據(jù)、設(shè)備報警信號等顯示出來，并且控制系統(tǒng)可以通過編程對系統(tǒng)參數(shù)進行調(diào)整。此外，中控室還可以利用相關(guān)軟件對水廠的數(shù)據(jù)進行監(jiān)控和收集，并深入分析和計算檢測數(shù)據(jù)，從而對運行參數(shù)進一步進行調(diào)整。DCS集散控制系統(tǒng)可以利用I/O模塊遠程控制PLC鍵，通過PLC監(jiān)控站的顯示器可以監(jiān)測到供水站的實際操作情況，并可以對儲液罐的液位、儀表運行的具體參數(shù)、管道的流量等進行采集分析。中控室通過對這些上限參數(shù)和下限參數(shù)進行控制，實現(xiàn)遠程控制的目的。

2.2 取水房控制系統(tǒng)

取水房控制站主要對水泵機組的實際運行情況以及機組的運行參數(shù)進行監(jiān)控，并且取水泵房中的吸水井中安裝了水位計，可以時刻監(jiān)視水庫水位的基本情況。根據(jù)送水泵的實際運行情況、清水池的水位情況、水管網(wǎng)壓力情況、用水高峰的時間段確定水泵機組的開啟或停止。在機組設(shè)備良好、配電線路良好、出水電動閥良好并且處于關(guān)閉的狀態(tài)時，才可以自動運行。取水泵房控制系統(tǒng)主要作用是對設(shè)備的運行狀態(tài)參數(shù)、設(shè)備的運行情況進行監(jiān)控，并且及時和送水泵房的控制站進行信息互通，記錄和備份好設(shè)備的運行情況。

2.3 送水房控制系統(tǒng)

送水房控制系統(tǒng)主要是用來對小水泵和大水泵的運行參數(shù)和運行工況進行監(jiān)控，并且將流量計、壓力表、余氯分析儀、濁度計、PH計等設(shè)備安裝在出廠管線上。此系統(tǒng)主要用來對出廠水的衛(wèi)生情況進行檢測。在運行時，需要有完好的機組設(shè)備和配電系統(tǒng)，并且吸水井要達到設(shè)計水位才可以實現(xiàn)正常運行。

2.4 反沖洗泵房控制站

反沖洗泵站主要由濾池反沖洗水泵、濾池鼓風(fēng)機構(gòu)成，反沖洗泵站主要用來對反沖洗水管管路上的開度信號、閥門開關(guān)、手動新型號自動信號等進行檢測；對水位數(shù)據(jù)進行收集，并和中心控制站進行信息數(shù)據(jù)的傳輸。在進行控制時，除了可以安排操作員使用就地箱進行控制，還可以使用PLC來進行控制?？梢詫⒉僮鹘K端作為人機接口，并利用PLC控制各個設(shè)備。此外，操作人員可以利用操作終端對參數(shù)進行設(shè)定和修改。

3 自動化控制系統(tǒng)的實現(xiàn)

3.1 主控制界面的實現(xiàn)

自動化控制系統(tǒng)使用服務(wù)器和客戶端的運行模式，通過桌面將系統(tǒng)圖標打開后就可以進入到首頁。用戶的權(quán)限不同，顯示操作功能也不同[2]。進入系統(tǒng)后，可以配置水處理設(shè)備，對水廠一期和二期的濾池控制情況車沉淀池控制情況進行控制和檢測。

3.2 取水泵房的監(jiān)控實現(xiàn)

取水泵房操作界面可以將泵房中機組的具體情況完全顯示出來。例如閥門的開閉情況、機組的數(shù)量情況、真空泵的運行情況、真空泵的水壓情況和水位情況等。利用取水泵房的操作界面可以全面了解泵房中水泵的實際運行情況，并及時調(diào)整水泵的運行狀態(tài)。

3.3 加藥間的監(jiān)控實現(xiàn)

水從濾池通過后，基本不再渾濁了。此時，需將藥劑加入到原水中來殺死水中的細菌，從而使水的質(zhì)量達到飲用標準。加藥間的加藥的監(jiān)控系統(tǒng)可以將加藥量、水的實時流量、水中氯的余量、水的渾濁度清晰的反應(yīng)出來，自動加藥系統(tǒng)可以根據(jù)具體的流量情況，對加藥量進行控制，并且將加藥池的水位和運行情況顯示出來，在遇到特殊情況影響水質(zhì)時，可利用操作界面調(diào)整系統(tǒng)中的設(shè)備。

3.4 預(yù)警監(jiān)控的實現(xiàn)

自動預(yù)警系統(tǒng)主要是為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，當接入系統(tǒng)的任何一個設(shè)備的運行數(shù)值超出設(shè)計的安全范圍值，系統(tǒng)會自動發(fā)出預(yù)警，并提供解決方法。相關(guān)數(shù)據(jù)會一直保存在系統(tǒng)中，以便及時優(yōu)化、總結(jié)水廠的運行數(shù)據(jù)。

4 結(jié)語

通過在水廠中對此自動化控制系統(tǒng)進行運用，有效提高了生產(chǎn)的安全性，供水的穩(wěn)定性得以提升?？梢詫Ω黝愒O(shè)備進行實時監(jiān)控和自動化運行。在監(jiān)控中心就可以觀測到設(shè)備的生產(chǎn)指標和運行情況，對所有出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)進行了記錄和反饋。此外，工作人員的作業(yè)效率也明顯提升，管理人員可以根據(jù)監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)調(diào)整和分析水廠的運行情況，一些耗時、耗力的操作由計算機代替，勞動效率顯著提升。

參考文獻

[1] 夏海芳.我國城市供水管制改革研究[J].科技信息，2008（27）：484-485.

[2] 萬細陽.iFix組態(tài)軟件在水廠自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].計算機應(yīng)用，2006（4）：64-66.