電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在供水行業(yè)的應(yīng)用

鄭磊

摘 要： 本文簡(jiǎn)要分析了供水行業(yè)的問(wèn)題，同時(shí)詳細(xì)列舉了電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在供水行業(yè)的應(yīng)用方式。希望以此為自動(dòng)化控制系統(tǒng)在供水行業(yè)的發(fā)展提供借鑒，為企業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造更多的價(jià)值。

關(guān)鍵詞： 電氣自動(dòng)化控制；供水行業(yè)；應(yīng)用分析

引言：

眾所周知，科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，這是不變的真理。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。在供水行業(yè)中，自動(dòng)化控制系統(tǒng)也占據(jù)了更重要的地位。只有對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的良好應(yīng)用，才能保證供水的質(zhì)量。

一、供水行業(yè)面臨的問(wèn)題

（一）水源不足，污染嚴(yán)重

伴隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)于水的需求量越來(lái)越大，加劇了供水量不足的情況。由于全國(guó)的供水設(shè)備全部都是最新的型號(hào)，所以導(dǎo)致供水量不足的首要原因就是水源不足和水污染嚴(yán)重。伴隨著飛速發(fā)展的工業(yè)化進(jìn)程，工業(yè)廢料的排放量也在逐漸增加，這就導(dǎo)致了水污染的情況日益加重，其中的細(xì)菌、病毒大大超標(biāo)，據(jù)調(diào)查，全國(guó)有超過(guò)一半的城市地下水受到了污染，水質(zhì)下降嚴(yán)重。而戶外的水源也都受到了工業(yè)化的污染，滋生了大量的藻類，這極大的增加了供水難度。

（二）凈水手法落后

我國(guó)在凈水手法上沒有創(chuàng)新性的方法，還使用著傳統(tǒng)的凈水方式。主要是通過(guò)混凝、沉淀、過(guò)濾和消毒的手法來(lái)實(shí)現(xiàn)污水的凈化。這種凈水手法雖然能夠極大程度的消滅水中的細(xì)菌，使水質(zhì)恢復(fù)清澈，但是不能很好的消除掉有機(jī)物，尤其是溶解性有機(jī)物，對(duì)于病原物和重金屬也很難有辦法凈化。對(duì)沒有被有機(jī)物污染的水源來(lái)使用傳統(tǒng)凈水方法，能夠有效的凈化水源，但是對(duì)于有機(jī)物污染嚴(yán)重的當(dāng)下，傳統(tǒng)凈水方法很難保證水質(zhì)的質(zhì)量[1]。

（三）水廠運(yùn)營(yíng)差

在水廠的設(shè)計(jì)上，一般是以最高日用量為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行供水量的設(shè)計(jì)。但在實(shí)際的供水過(guò)程中，很難達(dá)到設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，很少出現(xiàn)最高日用量的情況。在日常的用水系數(shù)上，基本維持在1.1-1.5之間，這使得水廠的負(fù)荷率僅有55%，這說(shuō)明在日常的供水中，很難達(dá)到預(yù)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，加大了水廠的不必要損耗和生產(chǎn)成本。

二、在供水行業(yè)中對(duì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用

（一）自來(lái)水的生產(chǎn)過(guò)程

自來(lái)水廠在建造的地理位置和設(shè)備的使用上存在著不同，所以在自來(lái)水的具體生產(chǎn)過(guò)程也都存在著不同。但是自來(lái)水生產(chǎn)的基本步驟是相同的，即取水、制備、投放藥物、混凝、沉淀、過(guò)濾和送水。在這個(gè)過(guò)程中，水質(zhì)的檢測(cè)是最重要的內(nèi)容，它保證了人們用水的水質(zhì)質(zhì)量，在現(xiàn)代技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，許多的自來(lái)水廠是通過(guò)電氣自動(dòng)化控制來(lái)實(shí)現(xiàn)水質(zhì)檢測(cè)，通過(guò)對(duì)檢測(cè)所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究比對(duì)，許多新的自動(dòng)化設(shè)備被用于自動(dòng)化控制系統(tǒng)之中，推動(dòng)著水廠的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展。也隨著水廠對(duì)制水手法的深度研究，嚴(yán)格把控著自來(lái)水的質(zhì)量問(wèn)題，使人們能夠更放心的使用自來(lái)水。在有機(jī)物污染嚴(yán)重的當(dāng)下，可以通過(guò)增加處理手段來(lái)解決水質(zhì)問(wèn)題，比如：預(yù)處理手法、深度處理工藝和強(qiáng)化傳統(tǒng)手法的方式?？梢栽谥苽淝霸O(shè)置一個(gè)預(yù)沉工藝，將渾濁度高的水放入預(yù)沉池中；通過(guò)預(yù)處理手法，來(lái)對(duì)有機(jī)物污染嚴(yán)重的水源進(jìn)行處理，分解其中的有機(jī)物；而深度處理可以利用臭氣氧化等技術(shù)，降解其中的重金屬元素。這些水質(zhì)的處理方式，全部都可以通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)加自動(dòng)化控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣可以有效的監(jiān)督整個(gè)水質(zhì)處理的過(guò)程，保證經(jīng)過(guò)處理的水質(zhì)能夠達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。利用自動(dòng)化控制進(jìn)行的水質(zhì)處理工序，可以有效的提高水廠的污水處理能力，通過(guò)對(duì)水廠的處理系統(tǒng)和供水系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化的控制，可以在提高水廠的工作效率的同時(shí)，大大的降低人力成本。

（二）電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的組成

在水廠的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，會(huì)在不同的地點(diǎn)設(shè)置控制站，將其分散在整個(gè)水廠之中，讓其互相作用，完成對(duì)整個(gè)水廠的控制。要實(shí)現(xiàn)對(duì)水廠的整體控制，自動(dòng)化系統(tǒng)需要各個(gè)部分相互合作共同完成，其中包括管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和抄表系統(tǒng)。管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)能夠?qū)⑺畯S的輸水管線、污水排除管線進(jìn)行統(tǒng)一的管理，主要由管理功能和分析功能所組成，管理功能的主要作用是查詢統(tǒng)計(jì)、動(dòng)態(tài)報(bào)表等，分析功能的主要作用是系統(tǒng)分析和爆管分析等。查詢統(tǒng)計(jì)功能使水廠最繁瑣的工作，系統(tǒng)通過(guò)提供多種途徑統(tǒng)計(jì)出的動(dòng)態(tài)表格，來(lái)使水廠的員工對(duì)管線進(jìn)行監(jiān)控，科學(xué)的管理管線的運(yùn)作，保證供水的完成。動(dòng)態(tài)報(bào)表的功能在于即時(shí)的提供一份動(dòng)態(tài)表格。方便水廠員工的實(shí)時(shí)查詢，同時(shí)便于對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果的記錄和存儲(chǔ)，降低員工的工作壓力，節(jié)省人力投入。系統(tǒng)分析的主要功能是為工作人員提供合理的決策和解決問(wèn)題的方案，提高工作效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)管線的全面監(jiān)控，保證供水流暢。爆管分析使系統(tǒng)對(duì)爆管的位置進(jìn)行定位，并關(guān)閉閥門，同時(shí)對(duì)爆管的原因進(jìn)行分析，提供有效的解決方案，為水廠的管理提供更好的幫助；數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)能夠?qū)⒐芫W(wǎng)系統(tǒng)所反饋的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合與歸納，同時(shí)形成一份報(bào)告，輔助工作人員對(duì)整體進(jìn)行把控；監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)水廠進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，保證水廠的正常運(yùn)行，對(duì)于出現(xiàn)問(wèn)題的區(qū)域，可以及時(shí)的反饋、實(shí)時(shí)修理，保證供水穩(wěn)定；而抄表系統(tǒng)的作用就是對(duì)城市用水量的具體統(tǒng)計(jì)，保證城市用水量在供水計(jì)劃之內(nèi)[2]。

（三）控制方法

在對(duì)水廠的日常運(yùn)行上，要對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行全面的應(yīng)用，提高日常的工作效率，保障城市的供水。在水廠進(jìn)行取水階段，可以通過(guò)變頻泵來(lái)對(duì)外部水源進(jìn)行取用，變頻泵中最重要的自動(dòng)化設(shè)備就是變頻器，可以通過(guò)對(duì)變頻器的頻率進(jìn)行設(shè)定，完成對(duì)變頻泵的控制，從而達(dá)到取水的目的。在自動(dòng)化的取水泵房中，變頻器還有降低能耗和控制取水量的作用，從而達(dá)到取水池中水位穩(wěn)定，高效供水的目的；作為凈化水質(zhì)的核心階段，加藥工序的自動(dòng)設(shè)備無(wú)疑是最多的，工藝手段也最為復(fù)雜。比如：鐵鹽、氫氧化鈉、臭氧等都需要自動(dòng)化設(shè)備來(lái)進(jìn)行，在加藥的過(guò)程中，可以利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的PLC或變頻器來(lái)進(jìn)行控制，對(duì)需要加藥的水量進(jìn)行計(jì)算，得出加藥的計(jì)量，完成水質(zhì)的凈化。通過(guò)自動(dòng)化設(shè)備控制加藥，可以有效的避免工作人員接觸對(duì)身體有害的物質(zhì)，保障員工的人身安全。在過(guò)濾階段，主要由沉淀池和V型濾池來(lái)完成，在沉淀階段，可以將污水送入沉淀室進(jìn)行處理，沉淀室中有足夠的排泥閥，系統(tǒng)可以根據(jù)沉淀水面的高度來(lái)進(jìn)行判斷，將沉淀完畢的清水自動(dòng)回收到調(diào)節(jié)池中，并對(duì)池底的污泥進(jìn)行定期的排放。而V型濾池的作用是對(duì)水中的懸浮物進(jìn)行過(guò)濾，系統(tǒng)通過(guò)對(duì)設(shè)置在其中的水位計(jì)和差壓計(jì)進(jìn)行控制，來(lái)檢驗(yàn)濾池中的水面高度和阻塞情況。同時(shí)濾池中還有一個(gè)可調(diào)節(jié)的閥門，系統(tǒng)可以通過(guò)信號(hào)來(lái)對(duì)閥門進(jìn)行開合的控制，保證濾池內(nèi)的過(guò)濾水位處于標(biāo)準(zhǔn)中，當(dāng)阻塞情況加重時(shí)，系統(tǒng)可以通過(guò)命令來(lái)對(duì)濾池進(jìn)行自動(dòng)清洗，保證供水的質(zhì)量。在送水階段，水廠通過(guò)變頻器來(lái)完成對(duì)供水的自動(dòng)化控制。送水階段和取水階段相類似，都是由變頻泵來(lái)完成，對(duì)變頻器進(jìn)行設(shè)定，是變頻泵對(duì)送水的壓力進(jìn)行感知，一旦壓力變小就會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)，加大供水量。而這些階段的控制方法，都處于水廠的中控室之中，中控室既監(jiān)控著水廠的整體運(yùn)行，還是所有工段的總控制手段，中控室中的總系統(tǒng)會(huì)將各個(gè)工段的問(wèn)題進(jìn)行收集與反饋，以便工作人員更快的解決問(wèn)題，做到對(duì)全局的掌控，保證水廠的運(yùn)行。

結(jié)論：

綜上所述，對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的全面應(yīng)用，可以有效提高水廠的供水質(zhì)量，既能減少人力資源投入，還提高了水廠的工作效率，可謂一舉兩得。同時(shí)還能夠保障供水工程中的工序規(guī)范，保證用水安全。

參考文獻(xiàn)

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[2]亢敏.基于電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在自來(lái)水行業(yè)中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（04）：193.