電氣自動化技術(shù)在自來水廠機械設(shè)備中的應用

胥俊

摘要：本文分析了電氣自動化、自動變頻控制技術(shù)和綜合自動化控制系統(tǒng)在自來水廠機械設(shè)備中的使用，分析將高度自動化的機械和控制技術(shù)應用于水廠，以改善系統(tǒng)控制和管理，提高機械安全性和可靠性，并節(jié)省水處理過程中的能源消耗。

關(guān)鍵詞：自來水機械設(shè)備;電氣自動化技術(shù);自動化技術(shù)應用

自來水是指原水通過自來水處理廠進行凈化和消毒后，符合國家飲用水標準，能夠滿足人類生活和生產(chǎn)的水。主要通過自來水廠的取水泵站汲取河流、湖泊和地下水，然后經(jīng)過絮凝、沉淀、過濾、消毒等處理后，最終通過配水泵站將其輸送至居民和企業(yè)用戶。自來水是城市重要的基礎(chǔ)要素保障，直接關(guān)系到人們的工作、生活和社會和諧。在自來水廠的生產(chǎn)過程中，電氣自動化的應用非常廣泛和迫切，水廠設(shè)備設(shè)施的安全可靠運行是保證自來水安全和質(zhì)量的關(guān)鍵。同時，為了節(jié)約能源消耗，自來水廠的生產(chǎn)運行還需滿足科學、高效、合理的要求。企業(yè)內(nèi)部調(diào)整是供水企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，同時供水企業(yè)在供水和供水管理中也起著更好的作用，確保開發(fā)是必不可少的工具，利用當今工業(yè)控制技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和其他先進技術(shù)的快速發(fā)展，將自來水生產(chǎn)和管理提升到了一個新的水平。

一、自動化技術(shù)在供水系統(tǒng)中應用的意義

中央自來水供應系統(tǒng)使用自動變頻技術(shù)來響應自來水供應網(wǎng)絡(luò)中的壓力變化自動調(diào)節(jié)水泵的切換和轉(zhuǎn)速。由于增加了用水量，自來水供應系統(tǒng)往往具有壓力不穩(wěn)定性。通過應用變頻技術(shù)，可以將水壓控制在恒定水平。通過使用供水PID變頻控制器，可以實現(xiàn)水泵的固定變頻和循環(huán)變頻自動切換模式，大大提高了供水機械設(shè)備的工作效率，實現(xiàn)了節(jié)能，環(huán)保和自動機械化。例如，增壓泵和風扇在運行期間的功耗約占系統(tǒng)功耗的60%。采用自動變頻控制技術(shù)的增壓泵對運行可靠性，節(jié)能環(huán)保具有明顯的影響，節(jié)省約35%的電量。降低諧波輸出可減少對電網(wǎng)的污染，并符合開發(fā)要求和國際標準。自動變頻調(diào)速技術(shù)可以有效減少電動機頻繁，軟啟動所造成的影響，從而降低了電動機的額定功率，延長了電動機的使用壽命。電氣自動化技術(shù)在供水中的有效應用有效提高了供水機械運行的安全性和可靠性，實現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)的低消耗、高質(zhì)量、高效率、經(jīng)濟的供水利潤提高。

二、電氣自動化技術(shù)介紹

（一）電氣自動化技術(shù)

電氣自動化技術(shù)是一種具有廣泛應用和廣泛應用的技術(shù)，涵蓋了跨學科技術(shù)，例如電力工程、電子學、控制理論、電力電子學、計算機軟件和硬件技術(shù)。自1950年代以來，電氣自動化領(lǐng)域已經(jīng)在中國興起和發(fā)展，其名稱是工業(yè)企業(yè)電氣自動化。雖然我國對該專業(yè)進行了一些重大調(diào)整，但是由于其廣泛的影響力和廣泛的適用性，迄今為止仍然充滿活力。根據(jù)教育部的協(xié)議屬于“工程電氣信息”類別，新名稱是“電氣工程及其自動化”現(xiàn)代工業(yè)電氣自動化在中國的各個生產(chǎn)領(lǐng)域得到了廣泛的應用，并取得了良好的成績。

（二）電氣自動化技術(shù)的特點

電氣自動化技術(shù)在社會發(fā)展中起著重要作用，同時它具有兩個最重要的特征，由于電氣自動化技術(shù)是一種高度適用且受歡迎的技術(shù)，因此大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)部門都在某種程度上參與了電氣自動化技術(shù)。同時由于其較高的技術(shù)含量，在電氣自動化系統(tǒng)的設(shè)計中，整個系統(tǒng)的硬件設(shè)計需要同時進行系統(tǒng)軟件設(shè)計。還需要針對不同的應用行業(yè)和情況選擇不同的解決方案，這需要廣泛的知識。從收集信號的傳感器到執(zhí)行信號處理操作的控制器再到執(zhí)行計算結(jié)果的執(zhí)行機構(gòu)，作為典型的電氣自動控制系統(tǒng)的現(xiàn)代電子科學技術(shù)的不斷發(fā)展和進步是電子技術(shù)的發(fā)展。因此，電氣自動化技術(shù)的發(fā)展與電子技術(shù)的發(fā)展密不可分。

三、電氣自動化技術(shù)在自來水廠機械設(shè)備中的應用

電氣自動化技術(shù)于1990年開始在城市供水機械設(shè)備中應用，電氣自動化的有效應用提高了生產(chǎn)效率、安全性和可靠性，并帶來了節(jié)能、環(huán)保、自動化和智能化的科技效果。由于良好的使用效果，越來越多的供水單位開始改革和升級電氣自動化技術(shù)，從而促進城市供水系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

四、自動化變頻控制技術(shù)在自來水廠的應用

在城市居民生活用水過程中，高峰時段大量用水，供水壓力趨于不穩(wěn)定。因此，有必要根據(jù)所用水量的變化來控制供水的供水系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)，水泵的切換以及速度控制。如果供水系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)和低谷時水泵的速度仍在高峰時間運行，可以滿足使用需求但會導致能耗，并加劇機械設(shè)備的磨損。通過根據(jù)城市高峰和短期用水科學地控制供水系統(tǒng)和水泵機組的運行，可以獲得節(jié)能減排的效果，利用自動變頻技術(shù)保持管網(wǎng)壓力恒定，自來水廠的供水能力將能夠滿足用水需求，這是自動變頻恒壓供水系統(tǒng)的目的。通過安裝在每個網(wǎng)絡(luò)點的控制器和PID調(diào)節(jié)器，可以將系統(tǒng)中每個網(wǎng)絡(luò)點的壓力數(shù)據(jù)通過傳感器反饋到PID調(diào)節(jié)器。經(jīng)過優(yōu)化的算法計算出變量，然后以模擬方式將其發(fā)送到變頻器的頻率端。最后自動變頻器在恒壓供水日切換電動機和泵組以及轉(zhuǎn)速，自動調(diào)整以滿足城市供水和水平衡。

五、綜合自動化控制系統(tǒng)在自來水廠的應用

計算機互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的飛速發(fā)展為供水自動綜合控制系統(tǒng)的運行和發(fā)展提供了技術(shù)保證。為了節(jié)省成本生產(chǎn)消耗，供水企業(yè)需要提高生產(chǎn)和管理效率，通過改造生產(chǎn)系統(tǒng)的電氣自動化技術(shù)，實時監(jiān)控整個城市供水系統(tǒng)和每個網(wǎng)點的運行數(shù)據(jù)，自動分析和測量生產(chǎn)環(huán)節(jié)的絮凝、沉淀、過濾和消毒裝置，增加對自來水生產(chǎn)和市政供水的優(yōu)化配置，進而節(jié)省能源消耗和保證企業(yè)利益。

結(jié)語：

綜上所述，隨著電氣自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣自動化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應用已成為企業(yè)行業(yè)測量自動化的重要標準。作為城市生活用水的生產(chǎn)和供應企業(yè)，有效利用電氣自動化技術(shù)可以顯著提高自來水廠的生產(chǎn)效率，將高度自動化的機械和控制技術(shù)應用于現(xiàn)代供水系統(tǒng)，可以改善系統(tǒng)的控制和管理，提高機械的安全性和可靠性，實現(xiàn)水處理過程的節(jié)能環(huán)保，促進電氣自動化技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新，發(fā)展用于自動化、智能、節(jié)能、集成控制的供水，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。機械設(shè)備與電氣自動化技術(shù)的有效結(jié)合，真正實現(xiàn)了工業(yè)系統(tǒng)自動化管理與控制的集成，電氣自動化技術(shù)使自來水廠生產(chǎn)快速穩(wěn)定發(fā)展。

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（作者單位：四川明星電力股份有限公司）