李潔慶 戴凱峰

摘 要：自來水廠是城市重要的基礎服務設施，隨著經濟的發(fā)展，科學技術的進步，我國的水廠自動化水平也不斷提高。將電氣自動化技術應用在自來水廠中，不僅節(jié)省了大量的人力成本，還大大提高了供水效率。為了進一步推動電氣自動化在水廠中的發(fā)展，該文對水廠中電氣自動化設計、管理進行了分析和探討。

關鍵詞：水廠；電氣自動化；數(shù)據(jù)處理

中圖分類號：TP273 文獻標志碼：A

水廠的運作與社會發(fā)展息息相關，而電氣自動化的廣泛應用，保證了供水系統(tǒng)的高效運行，提高了供水質量和供水效率。自動化技術可以提升信息傳輸?shù)膶崟r性，降低員工的勞動強度，有效避免安全事故的發(fā)生，為生產提供技術保障。但是電氣自動化技術在水廠的應用過程中也存在不少缺陷和不足，象自動化水平參差不齊，供需平衡度不夠高，這些都需要進一步地改進和完善。為了提高電氣自動化在水廠中的設計、管理水平，加強設備的管理，保證系統(tǒng)的正常工作，該文以進一步提高電氣自動化在我國水廠中的應用為目標，從技術本質入手，進行了深入地分析和探討。

1 電氣自動化在水廠中的現(xiàn)狀分析

20世紀初，電氣自動化在工控市場中逐漸嶄露頭角，以其可靠的性能和突出的數(shù)據(jù)處理能力，為企業(yè)的生產活動提供了更高效的保障。因此，供水企業(yè)也意識到電氣自動化的優(yōu)越性，越來越多的電氣自動化設備及技術被應用到水廠中。但在應用過程中出現(xiàn)了不少問題，象控制系統(tǒng)和控制設備雜亂，設備接口以及應用軟件缺乏統(tǒng)一性，進口設備的控制功能與工藝需求脫節(jié)，部分設備的質量和安裝不過關等。另一方面，操作人員對自動化系統(tǒng)和設備掌握不夠，管理人員缺乏相關專業(yè)知識，操作和維護水平達不到系統(tǒng)要求。當運行和操作出現(xiàn)問題時，缺乏專業(yè)的技術團隊維護，從而使小故障變成大問題，最終導致系統(tǒng)的癱瘓。

1.1 濾池恒液位工藝的電氣自動化設計分析

在現(xiàn)代化凈水工藝中，濾池的恒液位控制是水廠的重要生產環(huán)節(jié)之一，其直接影響到最終的水質情況。水廠采用均質砂濾池和活性炭濾池這2種不同功能的V型濾池過濾，目的是過濾雜質，清除異味污濁。生產中通過人工巡檢控制液位，觀察濾池的實時液位與設定液位的高低差，適時調整濾池的出水流量。當濾池出水量達到最大值，液位還無法降低時，則需要啟動濾池手動反沖洗操作。以15萬t水廠的生產體量為例，需要16個濾池不停工作，才能保證供水需求，操作人員的勞動強度非常大。

想要提高生產效率，減少人工投入，就必須針對凈水工藝進行分析和設計，提出控制方案，以滿足其生產需要。由于水廠主要依賴現(xiàn)場電氣設備進行控制操作，因此采用PLC組成的集中化方式控制，將自動化控制分為3層：現(xiàn)場設備控制站、集中PLC控制站、遠程監(jiān)控操作站?，F(xiàn)場設備通過DP或者無線方式與主站PLC通信，電器柜智能控制器通過總線接入系統(tǒng)，并以計算機、網絡系統(tǒng)為載體，實現(xiàn)水廠的一體化控制。形成包括生產調度，事務信息管理，監(jiān)督控制在內的信息管理系統(tǒng)。這種組態(tài)方式，各個功能模塊相對獨立，互不影響，但是相互關聯(lián)，如果某一單元發(fā)生故障，不會影響到整個系統(tǒng)。在程序設計中采用PID算法進行閉環(huán)控制，把實時液位作為反饋數(shù)據(jù)，以濾出水閥作為被控對象，將出水閥門開度給定到控制單元，使濾池始終處于恒定液位工作狀態(tài)。

1.2 綜合自動化在水廠中的設計分析

當前，供水系統(tǒng)建立自動化控制平臺更依賴于計算機信息技術的不斷發(fā)展。想要進一步降低供水成本，提高供水效率，需要實現(xiàn)整個供水區(qū)域內的自動管理，包括供水管網的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控、加壓泵站的狀態(tài)監(jiān)視、地理信息系統(tǒng)與抄表系統(tǒng)等供水環(huán)節(jié)，將這些系統(tǒng)集成在一起綜合處理，實現(xiàn)整個供水系統(tǒng)的綜合自動化控制。

2 電氣自動化在水廠中的管理方式

2.1 培養(yǎng)電氣自動化的專業(yè)技術人才

電氣自動化系統(tǒng)作為高水平的現(xiàn)代化工控系統(tǒng)，定期維護管理是必不可少的。這種專業(yè)性強、技術難度高的工作，需要管理人員經過專業(yè)的培訓和學習才能勝任。雖然我國越來越重視對電氣自動化系統(tǒng)方面的人才培養(yǎng)，但是技術領域的不同，多多少少也會存在差異，人才的培養(yǎng)始終跟不上電氣自動化發(fā)展進步的步伐。并且水廠的自動化控制也存在一些獨特性，需要將理論與實際相融合，這樣在系統(tǒng)發(fā)生故障時管理人員才能從容應對，熟練的維修，將故障帶來的損失降到最低。自來水廠與電氣自動化系統(tǒng)的完美結合能夠將企業(yè)發(fā)展帶入一個新的臺階，完善和健全電氣自動化系統(tǒng)，同時培養(yǎng)專業(yè)型人才，提高我國電氣自動化的發(fā)展水平，有利于社會經濟的持續(xù)發(fā)展。

2.2 提高電氣自動化的信息處理能力

水廠的正常運作需要收集大量的數(shù)據(jù)，電氣自動化系統(tǒng)對這些數(shù)據(jù)進行分析處理，以起到指導生產的作用。電氣自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理結果，對水廠運行有著重要意義，它直接影響著管理人員如何調整調度，一旦數(shù)據(jù)處理出錯或者處理精度不夠，會直接改變管理人員的調整方式，最終影響自來水水質，甚至會給社會經濟發(fā)展帶來負面影響。想要有效防止這種情況的發(fā)生，就必須提高電氣自動化的數(shù)據(jù)處理能力，確保分析結果的準確可靠。同時數(shù)據(jù)分析還能從側面反映出自動化系統(tǒng)的運行狀況，如果數(shù)據(jù)出現(xiàn)明顯偏差，可能就是電氣自動化系統(tǒng)的某個部位發(fā)生了故障。電氣自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力對水廠的安全供水和系統(tǒng)本身都有著重要意義。

2.3 提升電氣自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲量

在電氣自動化系統(tǒng)中，難免會出現(xiàn)各種故障和錯誤，大量的數(shù)據(jù)存儲會對系統(tǒng)造成一定的壓力，不但影響系統(tǒng)的控制效率，還會導致控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題，使水廠的生產出現(xiàn)紊亂，特別是經過長期使用的系統(tǒng)更容易發(fā)生此類問題。水廠的自動化系統(tǒng)涉及制水的整個流程，部分復雜的控制系統(tǒng)還與供水管網相關聯(lián)，因此需要管理人員對系統(tǒng)進行定期的管理維護，防止因存儲量不足而影響整個系統(tǒng)的安全。

3 電氣自動化的在水廠中的發(fā)展方向分析

在電氣自動化技術不斷發(fā)展和完善的今天，自動化水平已經成為衡量現(xiàn)代化企業(yè)的重要標準之一。在水廠中建立一個供水綜合管理平臺已經成為可能。在現(xiàn)代化水廠中，通過使用先進的設備和技術優(yōu)化控制手段，實現(xiàn)對整個供水區(qū)域的綜合自動化管理，逐步實現(xiàn)生產過程的安全、可靠、高效。自來水廠也必將向著智能化方向發(fā)展。在實際應用中，應該優(yōu)化控制結構，提高管理技術水平，保持專業(yè)化和定制化，同時也要加強資金和人才的投入，并且結合計算機信息與網絡信息技術，擴大電氣自動化的技術領域，增強系統(tǒng)的綜合處理能力，逐步實現(xiàn)自動化管控一體化。

4 結語

綜上所述，水廠的質量安全與生產生活緊密相連，把先進的電氣自動化技術應用到供水企業(yè)中，不僅可以節(jié)約生產成本，還能大幅度降低生產風險。電氣自動化系統(tǒng)也需要科學的管理，只有不斷提高技術水平和管理水平，注重解決生產運行、設計維護上的技術難題，才能將系統(tǒng)作用發(fā)揮到最大，最終實現(xiàn)水廠的可靠、優(yōu)質、不間斷供水的目標。

參考文獻

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