淺談電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在水廠中的應(yīng)用

摘 要：本文分析了現(xiàn)代自來水廠自控系統(tǒng)主要內(nèi)容，并闡述了電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在水廠中的應(yīng)用，現(xiàn)在人們用水量逐漸增加，傳統(tǒng)系統(tǒng)自動(dòng)化水平相對較低，需要花費(fèi)較多的人力，增加了水廠成本投入，這就需要相關(guān)人員加強(qiáng)對電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重視，使其在水廠中得到廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電氣；自動(dòng)化控制系統(tǒng)；水廠；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TU991.62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）17-0118-02

前 言

近年來，國內(nèi)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，自來水在很多地區(qū)都得到了廣泛普及，與此同時(shí)，人們對自來水質(zhì)量提出了較高要求，因此，水廠必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的管理方式，引入先進(jìn)的技術(shù)，這樣才能提高自來水整體質(zhì)量，而電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠有效解決水廠中存在的問題，滿足人們實(shí)際需求。

1 現(xiàn)代自來水廠自控系統(tǒng)概述

1.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式

從自控方面來看可以把系統(tǒng)分為幾個(gè)方面內(nèi)容：①數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)組網(wǎng)范圍相對較大，通訊方式相對靈活，工作人員在運(yùn)用該系統(tǒng)進(jìn)行操作時(shí)相對簡單，工作效率能夠得到大大提高。但也存在一定缺陷，不能對水廠進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督，面對大規(guī)模的情況時(shí)無法對其進(jìn)行有效控制，給工作人員帶來較大的工作難度。②監(jiān)視控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)在物理上實(shí)現(xiàn)了分散控制，不僅能夠?qū)ψ詠硭M(jìn)行分散處理，還具有良好的實(shí)時(shí)性，能夠提高水廠整體質(zhì)量。但這一系統(tǒng)編程量相對較大，給軟件開發(fā)人員帶來一定困難，需要工作人員進(jìn)行長周期的開發(fā)，才能達(dá)到預(yù)期的效果。③集散型控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)一方面能夠進(jìn)行分級(jí)控制，另一方面能夠進(jìn)行集中管理，具有較高的穩(wěn)定性，工作人員在對系統(tǒng)進(jìn)行后期維護(hù)時(shí)較為便捷，并且開發(fā)周期相對較短。目前該系統(tǒng)在水廠中得到了廣泛應(yīng)用，該系統(tǒng)不僅能夠?qū)ΜF(xiàn)場信號(hào)進(jìn)行有效連接，使工作人員了解水廠具體情況，還能對系統(tǒng)進(jìn)行有效檢查，達(dá)到機(jī)電一體化的目的。

1.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成

水廠是將整個(gè)工藝按控制單元進(jìn)行劃分，把其分為眾多系統(tǒng)，這些單元中的設(shè)備較為集中，根據(jù)這一特點(diǎn)，工作人員可以運(yùn)用集散控制系統(tǒng)模式：①工作人員要根據(jù)水廠情況對其進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，一般情況下，工作人員運(yùn)用多從站結(jié)構(gòu)，這樣不但能夠?qū)λ畯S進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)控，掌握水廠實(shí)際情況，還能及時(shí)發(fā)現(xiàn)水廠存在的問題。②工作人員要設(shè)置控制點(diǎn)，這就需要根據(jù)水廠位置進(jìn)行合理布置，在這個(gè)過程中，工作人員可以運(yùn)用就近控制原則來達(dá)到這一目的，一方面工作人員可以對設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，另一方面能夠網(wǎng)絡(luò)能夠把數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有顯著優(yōu)勢：①具有良好的可靠性。系統(tǒng)能夠?qū)λ畯S進(jìn)行有效監(jiān)視，這樣能夠使工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，并且各個(gè)控制單元都較為獨(dú)立，當(dāng)某一部分出現(xiàn)故障時(shí)，不會(huì)給其他部分帶來較大影響。并且系統(tǒng)中采用了一些保護(hù)措施，當(dāng)自動(dòng)控制出現(xiàn)問題時(shí)，能夠轉(zhuǎn)換為手動(dòng)控制，這樣不但能夠保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，還能減少故障的產(chǎn)生。②具有較高的安全性。根據(jù)工藝流程相關(guān)要求，在系統(tǒng)中設(shè)置了很多操作級(jí)別，工作人員可以根據(jù)自身情況進(jìn)行合理操作，避免外來人員對系統(tǒng)進(jìn)行非法操作。并且系統(tǒng)還能對設(shè)備進(jìn)行有效監(jiān)視，保證手動(dòng)操作的安全性，一旦相關(guān)人員存在非法操作現(xiàn)象，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行報(bào)警（見圖1）。

1.3 水廠制水工藝流程

由于每個(gè)水廠實(shí)際情況不同，使得工藝流程有著一定差異，這就需要工作人員以水廠為出發(fā)點(diǎn)，對各個(gè)方面內(nèi)容進(jìn)行充分考慮，這樣才能確保工藝流程的合理性。工藝過程可以分為幾個(gè)方面：①取水。工作人員通過離心泵把水引入到水廠中，使得水廠中有豐富的水資源；②制備藥劑。工作人員可以在設(shè)備中加入適量的混凝劑，這樣不但能夠?qū)ψ詠硭M(jìn)行消毒，還能提高自來水質(zhì)量，確保人們飲用的安全性；③混凝。主要是把水源與混凝劑相互混合，使其發(fā)生反應(yīng)，并把產(chǎn)生的沉淀進(jìn)行過濾；④平流沉淀。反應(yīng)后的水會(huì)以低速流過平流沉淀池，從而對污泥進(jìn)行排放處理；⑤過濾沉淀。主要是通過石英砂對雜質(zhì)進(jìn)行清除，使自來水更加澄清。

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

2.1 水處理控制技術(shù)

最近幾年，科技快速發(fā)展，水廠電氣自動(dòng)化程度逐漸深入，很多企業(yè)都認(rèn)識(shí)到了自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要性，使系統(tǒng)越來越完善，在很大程度上提高了水廠對于自來水的處理水平。并且人們對水質(zhì)量的要求逐漸增強(qiáng)，傳統(tǒng)的水處理技術(shù)無法滿足人們的需求，而水處理控制技術(shù)不但能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)處理，減少工作人員的任務(wù)量，還能根據(jù)水質(zhì)數(shù)據(jù)變化進(jìn)行沖洗，工作人員能夠在水中加入適量的藥劑，從而使水質(zhì)達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。水處理控制技術(shù)既是社會(huì)發(fā)展的必然結(jié)果，也是人們的實(shí)際需求，這就需要工作人員加強(qiáng)對水處理控制技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)揮其在水廠中的優(yōu)勢，進(jìn)而使其滿足人們健康飲水的要求。

2.2 水質(zhì)檢測自動(dòng)化技術(shù)

水質(zhì)檢測自動(dòng)化技術(shù)是確保供水的重要因素，對于水處理工藝有著重要影響，不但能夠?yàn)槠涮峁﹨⒖家罁?jù)，還能使整個(gè)工作順利進(jìn)行?，F(xiàn)在自動(dòng)化技術(shù)越來越成熟，涌現(xiàn)了很多新型自動(dòng)化檢測儀表，比如，在進(jìn)行流量測量時(shí)，工作人員可以運(yùn)用非接觸式儀表，使用此種儀表工作人員不需要接觸就能操作，一方面使得測量工作更加高效，另一方面大大提高了工作效率。其中水位測量儀表能夠?qū)V池、清水池等進(jìn)行有效處理，工作人員可以根據(jù)區(qū)域的不同選擇相應(yīng)的操作方式，確保整個(gè)操作更加合理。檢測儀表是實(shí)現(xiàn)水廠自動(dòng)化的前提條件，目前我國對于檢測儀表的使用率逐漸增強(qiáng)，這與我國科技發(fā)展有著緊密聯(lián)系，相關(guān)部門越來越重視我國水質(zhì)，對自動(dòng)化控制系統(tǒng)的研究投入了較多資金，使得我國自動(dòng)化水平顯著提升。在水廠中應(yīng)用水質(zhì)檢測技術(shù)不僅能夠提高檢測范圍，還能確保檢測的準(zhǔn)確性，所以，工作人員要加大對檢測技術(shù)的應(yīng)用，從而提高水廠整體質(zhì)量。

2.3 自動(dòng)變頻控制技術(shù)

在水處理行業(yè)中存在著用水量變化較大這一問題，由于季節(jié)不同，使得用戶對于水的需求量有著較大差異，導(dǎo)致水廠出現(xiàn)用水高峰，所以，工作人員在對水處理時(shí)要充分考慮用戶的需求，根據(jù)用戶實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的改變。例如，在低峰時(shí)，工作人員可以對閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)，以此來滿足用戶對于水的需求，但這種方法存在一定弊端，如果供水能量消耗較大，不但會(huì)影響設(shè)備正常運(yùn)行，還會(huì)容易出現(xiàn)水損失現(xiàn)象，不能對水資源進(jìn)行有效保護(hù)。因此，工作人員要根據(jù)用水需求對其進(jìn)行自動(dòng)化控制，這樣不但能夠達(dá)到節(jié)約水資源的目的，還能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。其中，變頻調(diào)速是一種節(jié)能降耗技術(shù)，一方面能夠?qū)﹄娔苓M(jìn)行有效節(jié)約，另一方面能根據(jù)用水量情況對能量進(jìn)行節(jié)省，這種技術(shù)是以變頻調(diào)整原理為基礎(chǔ)，工作人員在使用此種技術(shù)時(shí)要掌握設(shè)備運(yùn)行情況，從而提高運(yùn)行效率。

3 結(jié) 語

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有廣闊的發(fā)展前景，因此，工作人員要加大使用率，使其在水廠中得到全面覆蓋，這樣不但能夠提高水廠的安全性，還能減少對能量的損耗，避免水資源出現(xiàn)浪費(fèi)，進(jìn)而提高水廠社會(huì)效益。

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收稿日期：2018-5-10