現(xiàn)代水廠自動化綜合控制系統(tǒng)結構設計研究

翁巧龍

（深圳市寶安沙井自來水有限公司，深圳 518100）

現(xiàn)代水廠自動化綜合控制系統(tǒng)結構設計研究

翁巧龍

（深圳市寶安沙井自來水有限公司，深圳 518100）

本文將結合水廠自動化技術控制的現(xiàn)狀，論述水廠自動化綜合控制系統(tǒng)結構設計，以供行業(yè)人員參考指正。

水廠 自動化 綜合控制 結構設計

隨著科學技術水平的不斷提高和自來水行業(yè)的日益發(fā)展，越來越多的先進技術在水廠得到應用，包括自動化技術、控制技術以及各種先進的機器設備等。從當前計算機技術的應用情況來看，自動化水廠的建設已經具備了較好的技術環(huán)境。因此，本文將重點分析如何進行現(xiàn)代水廠自動化綜合控制系統(tǒng)結構設計。

1 現(xiàn)代水廠自動化控制現(xiàn)狀

從國外水廠的自動化技術應用研究情況來看，我國的相關理論研究開始得較晚，但是發(fā)展速度很快。隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展以及生產力的不斷提高，我國水廠的建設規(guī)模也在不斷擴大。尤其是在經濟全球化的背景下，越來越多先進的科學技術被引入自來水行業(yè)，水廠的技術含量和科技含量越來越高，有效推動了我國水廠朝著自動化方向發(fā)展。

需要明確的是，我國水廠目前的自動化水平尚且有待提升。同時，水廠自動化綜合控制的發(fā)展水平較低。在大城市，水廠的自動化水平普遍較高，而在一些中小城市，其自動化水平還不是特別理想，甚至部分城市還沒有開始水廠自動化的探索。此外，與我國其他行業(yè)的自動化水平相比，水廠自動化水平偏低。究其原因，主要是因為水廠中的自動化技術還沒有充分發(fā)揮其技術優(yōu)勢和應用價值。很多水廠引進了大量的自動化機械設備，但是都沒有進行充分運用，或者是運用一段時間后閑置，使得水廠自動化水平的提升實現(xiàn)難度變大。

針對我國水廠建設的具體情況，自動化技術的應用過程就是水廠新建與擴建的過程。在規(guī)模較大的水廠中，自動化技術水平的提升主要依靠引進先進的技術設備以及大量的資金。在一些規(guī)模較小的水廠中，自動化的實現(xiàn)主要依靠我國所掌握的技術和科技。但不同的是，綜合控制系統(tǒng)的實現(xiàn)需要依靠國外的部分產品。因此，水廠自動化綜合控制系統(tǒng)的結構設計通常采用的模式是中西結合。由此一來，就能大大降低水廠建設的總投資額，同時也能提高水廠的技術含量，促進水廠的健康發(fā)展和經濟利益的增收。

2 現(xiàn)代水廠自動化綜合控制總體結構設計

2.1 水泵起停

2.1.1 起動環(huán)節(jié)

在籠型交流異步電動機起動過程中，直接起動會產生大量的起動電流，電流量達到定額電流的五倍以上。不僅如此，直接起動過程中的轉矩也會明顯增大。因此，直接起動一般用于功率較小的電動機。

2.1.2 定子串電阻或電抗降壓起動方式

這種起動方式大多數情況下適用于輕載起動。相比直接起動，能夠有效降低起動電流量，同時還能提高起動的穩(wěn)定性與安全性。但是，這種起動方式的能耗較大，成本較高，因而一般不在電機容量大的情況下使用。

2.1.3 自藕變壓器降壓起動方式

在這種起動方式運用過程中，能夠對超載和失壓的情況進行有效保護，從而降低起動過程中產生的電流對電網的影響，使得起動轉矩增大。但是，這種起動方式比較復雜，而且設備的體積較大，容易發(fā)生故障。另外，在故障發(fā)生時進行維修也是具有較大難度。不僅如此，這種起動的方式成本也較高。

2.1.4 星——三角降壓起動方式

這種啟動方式一般在定子繞組△接的異步電動機的正常使用情況下使用。另外，在起動的時候，這種起動方式會在轉換的同時產生尖峰電流，有可能對電源和電動機產生不利影響。綜合這種起動方式的優(yōu)點與缺點，它通常適用于空載和輕載的情況。

2.1.5 軟啟動器起動方式

軟啟動器的主要工作原理是通過對可控硅的運用，借助可控整流的優(yōu)勢來改變可控硅的控制角，從而促使電動機的電壓得到更有效的控制。當電壓升至全壓后，再關掉可控硅，完成軟啟動器的運行。這種起動方式在現(xiàn)代水廠中能夠有效預防水錘效應的發(fā)生。

2.1.6 變頻起動方式

變頻起動方式主要通過對變頻器的運用來帶動電機的起動。通過電壓的逐步上升，使其達到規(guī)定的電壓值后開始轉動。這個過程中不會產生電流，同時可以提供對等的起動力矩。因此，在這種起動方式下，不會對設備產生太大的影響。但是，這種方式的成本也較高，所以通常在重載和滿載的情況下使用。

2.2 恒壓供水

恒壓供水的主要目的在于提高供水壓力的穩(wěn)定性，主要方式是對供水水量的控制和調節(jié)。通常情況下，我們會采用以下兩種調節(jié)水量的方式：一是水泵的恒速轉動，對閥門的開度進行控制，從而達到調節(jié)水量的目的；二是在固定閥門開度的前提下，調節(jié)水泵的轉速，從而實現(xiàn)水量控制的目的。

2.3 總體設計

（1）從水泵的控制方式來看，主要有三種類型：一是手動控制方式，即水泵的起動與停止的全過程都通過人工進行；二是水源控制方式，這種方式主要通過水源地值班室進行控制；三是遠程控制方式，即對水泵的控制主要通過遠程中心控制系統(tǒng)實現(xiàn)。

（2）水廠系統(tǒng)。水廠包括清水池、水泵房等。清水池負責對水源地水的儲存，其中主要包含以下幾個方面的內容：數據采集系統(tǒng)、泵房控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等。

（3）管網測壓系統(tǒng)。管網上有很多測壓點，負責對當地水壓進行測試與記錄，并通過數據傳輸的方式將相關信息傳送到調度中心。

（4）調度中心。它的主要功能是對供水系統(tǒng)進行具體操作、日常維護和維修、故障處理與應對、數據的整理分析、系統(tǒng)的監(jiān)督和控制等。

3 結語

綜上所述，在當前的水廠建設與發(fā)展過程中，相關人員要積極研發(fā)和引進先進的科學技術，提高水廠的技術含量，同時還應加強水廠的管理制度建設，引進先進的設計理念和方法，全面做好水廠自動化綜合控制系統(tǒng)結構設計工作，從而推動我國水廠的蓬勃發(fā)展。

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Study on the Structure Design of the Modern Water Plant Automation Integrated Control System

WENG Qiaolong
(Shenzhen Baoan manhole tap water Co. Ltd, Shenzhen 518100)

This paper will combine the present situation of the water plant automation technology control, and discuss the structure design of the automatic control system for the water plant.

waterworks, automation, integrated control, structural design