淺談自動(dòng)化控制系統(tǒng)在自來水廠的應(yīng)用

蔣志斌

江西省樟樹市供水有限公司 江西 樟樹 331200

一、自來水制水工藝

在日常生活及開展生產(chǎn)的過程中，都離不開自來水。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷加快，整個(gè)城市對(duì)用水的需求不斷增加，對(duì)自來水廠的供水量也在不斷增加。在這種自來水需求量不斷增加的情況下，也促進(jìn)了自來水廠對(duì)自身的制水工藝及供水質(zhì)量進(jìn)行了提升。目前，很多現(xiàn)代化自來水廠都已經(jīng)利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)送水工程進(jìn)行監(jiān)督，確保供水過程有條不紊的運(yùn)行下去，實(shí)現(xiàn)自來水供應(yīng)的自動(dòng)化和智能化控制。水的生產(chǎn)過程一共分為：取水-制備和試劑用量-混凝-平流沉淀-過濾沉淀-供水，總共6個(gè)步驟。自來水廠制水工藝是按照國(guó)內(nèi)最新標(biāo)準(zhǔn)，采用最先進(jìn)的處理技術(shù)，對(duì)水進(jìn)行處理，從而達(dá)到生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的要求。

二、自動(dòng)化控制系統(tǒng)概述

通常來說，自來水自控系統(tǒng)一般由兩個(gè)系統(tǒng)組成，一個(gè)是開環(huán)控制系統(tǒng)，另一個(gè)是閉環(huán)控制系統(tǒng)。自來水廠在運(yùn)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行供水生產(chǎn)的過程中，自動(dòng)化控制系統(tǒng)通常會(huì)在多層級(jí)的控制，來實(shí)現(xiàn)對(duì)自來水生產(chǎn)供應(yīng)的控制。一般情況下，PLC自控系統(tǒng)往往運(yùn)用于一級(jí)控制站，在研究節(jié)能降耗的過程中，必須要深入分析自動(dòng)化控制系統(tǒng)。PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要由CPU，電源和通信硬件組成。

三、自動(dòng)化控制系統(tǒng)在自來水廠中實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的措施

3.1 取水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

取水泵站作為整個(gè)自來水廠重要耗電站之一，對(duì)取水泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)也是重中之重。為了達(dá)到節(jié)能降耗，在進(jìn)行自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，可以將運(yùn)行的泵組分為兩組，一組為變頻泵組，另外一組為恒速泵組。變頻泵組必須有兩臺(tái)變頻泵，在自來水廠運(yùn)行工作時(shí)，假如其中一臺(tái)變頻泵停止工作時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)該可以自動(dòng)切換到另外一臺(tái)變頻泵開展工作。在設(shè)置兩臺(tái)變頻泵的頻率時(shí)，可以根據(jù)水池內(nèi)實(shí)際的水位進(jìn)行調(diào)頻，在進(jìn)行切換變頻泵工作時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)該記錄好運(yùn)行工作中的變頻泵的工作頻率，以便在切換到另外一臺(tái)變頻泵工作時(shí)保持原有的頻率。

3.2 加藥加氯自動(dòng)化系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)

3.2.1 加藥系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)

加藥消毒作為整個(gè)制水工藝關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，所以應(yīng)該針對(duì)加藥系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，以實(shí)現(xiàn)配料系統(tǒng)的節(jié)能和降低消耗。在進(jìn)行加藥系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)時(shí)，自來水廠應(yīng)該設(shè)定3臺(tái)加藥計(jì)量泵，加藥計(jì)量泵的給藥速度應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算，然后利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)加藥系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化控制。在添加聚合氯化鋁之前，首先應(yīng)該注意加藥速度的設(shè)計(jì)，在對(duì)加藥速度設(shè)計(jì)時(shí)，必須注意以下幾點(diǎn)問題：第一，必須對(duì)添加的氯化鋁進(jìn)行嚴(yán)格的流量計(jì)算；第二，對(duì)其濃度進(jìn)行檢測(cè)，高濃度的氯化鋁肯定不適合；第三，注意沉淀池的進(jìn)水流量。另外，為了實(shí)現(xiàn)在制水過程中達(dá)到節(jié)能降耗的目的，在進(jìn)行加藥系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，就應(yīng)該對(duì)加藥配置比進(jìn)行合理的分配，確保所加的藥物不會(huì)影響水的質(zhì)量。

3.2.2 加氯消毒站自動(dòng)化程序設(shè)計(jì)

自來水廠氯化消毒系統(tǒng)主要是由氣源系統(tǒng)、真空氯化系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)及電氣檢測(cè)儀器系統(tǒng)5種系統(tǒng)共同組成。氯化機(jī)的手動(dòng)/自動(dòng)選擇信號(hào)應(yīng)該設(shè)置在氯化機(jī)中，這樣以便與工作人員知道氯化反應(yīng)目前是手動(dòng)氯化還是自動(dòng)氯化。氯化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)該分為兩部分，一是氯化前控制設(shè)計(jì)，二是氯化后控制設(shè)計(jì)。氯化前控制主要是作用是祛除水里面的藻類，所以添加量往往由進(jìn)水流量比例來決定。在制水實(shí)際運(yùn)行過程中，假如氯化設(shè)備發(fā)生故障，SCADA會(huì)立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并自動(dòng)切換到備用氯化器。

3.3 沉淀池排泥系統(tǒng)自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)

自來水廠的沉淀池排泥系統(tǒng)主要由兩部分組成，一是排泥閥，二是泥漿車。為了污泥排放過程中不會(huì)產(chǎn)生沒必要的排水，節(jié)約水資源，防止浪費(fèi)的現(xiàn)象發(fā)生，應(yīng)該在進(jìn)行排泥系統(tǒng)自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)時(shí)注意以下幾點(diǎn)：

（1）沉淀池排泥閥的管理與控制。自來水沉淀池設(shè)置排泥閥主要是為了定期清除生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的泥漿，從而保證處理后的自來水不會(huì)受到泥漿污染。但泥漿排放閥與排泥閥開啟時(shí)間之間的時(shí)間間隔應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定。在設(shè)定污泥排放期的過程中，工作人員必須制定科學(xué)合理的污泥排放時(shí)間，盡可能縮短間隔時(shí)間。同時(shí)，針對(duì)排泥閥的開啟時(shí)間的設(shè)定，必須根據(jù)自來水廠沉淀池的實(shí)際情況，不然會(huì)影響自來水廠生產(chǎn)效率。

（2）排泥車的控制。在對(duì)排泥車進(jìn)行運(yùn)作控制時(shí)，應(yīng)該要根據(jù)自來水廠本身沉淀池的特點(diǎn)，控制進(jìn)水、出水的過程。沉淀池的淤泥沉淀具有由多變少，逐級(jí)遞減的特點(diǎn)。在排泥車進(jìn)行工作時(shí)，應(yīng)該根據(jù)此特點(diǎn)，為了更好的實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的，排泥車行走電機(jī)應(yīng)該選擇變速電機(jī)，而且還要能適應(yīng)沉淀池內(nèi)的環(huán)境，從而能在沉淀池內(nèi)開展排泥工作。

3.4 送水泵站自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)

在進(jìn)行送水泵自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該跟取水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一樣，送水泵站也需要變頻泵和恒速泵。在進(jìn)行運(yùn)作工作時(shí)，確保一臺(tái)變頻泵正在運(yùn)行，并將變頻泵設(shè)置為變頻組；然后恒速泵及其它的變頻泵設(shè)置為恒速組。假如正在運(yùn)行的這臺(tái)變頻泵不工作時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切換到恒速組中的變頻泵開展工作。設(shè)置變頻泵的頻率時(shí)，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際工作情況，預(yù)設(shè)值增加或者減少。一般都會(huì)設(shè)置啟動(dòng)恒速泵和停止恒速泵的頻率。當(dāng)變頻泵工作頻率大于設(shè)置的頻率時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)設(shè)置的啟動(dòng)恒速泵頻率，自動(dòng)啟動(dòng)恒速泵。

結(jié)語

綜上所述，隨著城市的發(fā)展，城市供水的需求不斷增加，也促進(jìn)了自來水廠自動(dòng)化水平的提升，對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)用也不斷加強(qiáng)。自來水廠運(yùn)用自動(dòng)化控制裝置，不僅可以達(dá)到節(jié)能降耗的目的，也能在制水、供水的過程中，進(jìn)行有效的控制，提升供水效率，從而達(dá)到提升供水質(zhì)量，以滿足人們生活和工作的需要。