自來水廠電氣及自控設(shè)計(jì)

張偉大

[摘? ? 要]伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，越來越多的自來水廠正在探索電氣自動(dòng)控制技術(shù)的全新應(yīng)用方法，在自來水廠應(yīng)用電氣自動(dòng)控制技術(shù)的過程中，需要相關(guān)技術(shù)操作人員結(jié)合自來水廠技術(shù)要求，選擇合適的自動(dòng)化控制技術(shù)，進(jìn)一步提高自來水廠的電氣自動(dòng)化控制效率?，F(xiàn)如今在我國一部分自來水廠依然在采用比較傳統(tǒng)的電氣技術(shù)，從而導(dǎo)致自來水廠電氣設(shè)備應(yīng)用效果不理想。這也就意味著，一部分自來水廠依然沒有采用自動(dòng)化、智能化、信息化的電氣控制技術(shù)。因此，筆者將在文章的以下內(nèi)容中重點(diǎn)分析自來水廠電氣自動(dòng)控制技術(shù)的具體應(yīng)用方法。

[關(guān)鍵詞]自來水廠;電氣自動(dòng)控制技術(shù);自控設(shè)計(jì)

[中圖分類號(hào)]TM76 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）10–00–02

Electrical and Automatic Control Design of Waterworks

Zhang Wei-da

[Abstract]With the continuous development of my country's economy and society， more and more water plants are exploring new application methods of electrical automatic control technology. In the process of applying electrical automatic control technology in water plants， relevant technical operators are required to combine water plant technology It is required to select the appropriate automation control technology to further improve the electrical automation control efficiency of the water plant. Nowadays， some water plants in my country are still using more traditional electrical technology， which leads to unsatisfactory application effects of electrical equipment in water plants. This also means that some water plants still do not use automated， intelligent， and information-based electrical control technology. Therefore， the author will focus on the specific application methods of electrical automatic control technology in water plants in the following content of the article.

[Keywords]waterworks; electrical automatic control technology; automatic control design

在自來水廠應(yīng)用電氣自動(dòng)控制技術(shù)之前，需要對(duì)相關(guān)的電氣自動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)與規(guī)劃。設(shè)計(jì)電氣自動(dòng)控制技術(shù)的主要目的是合理應(yīng)用相關(guān)電氣自動(dòng)控制技術(shù)，以便更好地滿足自來水廠的實(shí)際需要。在電氣自動(dòng)控制技術(shù)設(shè)計(jì)過程中，需要相關(guān)技術(shù)操作人員考慮到自來水廠的實(shí)際需求以及電氣自動(dòng)控制技術(shù)的各類技術(shù)要點(diǎn)。除此之外，相關(guān)技術(shù)操作人員必須要考慮到不同電氣自動(dòng)控制技術(shù)所需要的不同技術(shù)操作環(huán)境。雖然電氣自動(dòng)控制技術(shù)經(jīng)過了多年的發(fā)展已經(jīng)逐漸成熟，但是這并不意味著電氣自動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了技術(shù)頂峰。因此，相關(guān)技術(shù)操作人員必須要深入研究電氣自動(dòng)控制技術(shù)的各種技術(shù)要點(diǎn)。

1 電氣自動(dòng)控制技術(shù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

1.1 研究設(shè)計(jì)過程，收集各類參數(shù)

一般情況下，自來水廠所能夠利用到的電氣自動(dòng)控制技術(shù)比較少，電氣自動(dòng)控制技術(shù)在自來水廠之中的實(shí)際應(yīng)用效果并不顯著，這主要是因?yàn)橐徊糠肿詠硭畯S，尤其是小型自來水廠無法承擔(dān)使用電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的高額費(fèi)用，也有一部分自來水廠無法通過技術(shù)研發(fā)以及技術(shù)革新，進(jìn)一步提高電氣自動(dòng)控制技術(shù)的技術(shù)應(yīng)用效率。如果想要從根本上解決此類問題，就需要相關(guān)技術(shù)操作人員認(rèn)真研究電氣自動(dòng)控制技術(shù)具體設(shè)計(jì)過程。自來水廠的自動(dòng)控制技術(shù)以及相關(guān)的自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，都需要經(jīng)過周密設(shè)計(jì)之后才可以開始建設(shè)。相關(guān)的技術(shù)操作人員需要依照自來水廠的水位、水質(zhì)、水壓、流量等數(shù)據(jù)（參數(shù)）進(jìn)行嚴(yán)格分析之后才可以進(jìn)一步完善電氣自動(dòng)控制技術(shù)的設(shè)計(jì)方案。在收集相關(guān)數(shù)據(jù)（參數(shù)）的過程中，需要相關(guān)的技術(shù)操作人員著重分析電氣自動(dòng)控制技術(shù)的具體應(yīng)用方法，以便合理地設(shè)計(jì)各種電氣自動(dòng)控制技術(shù)以及相關(guān)的電氣化設(shè)備。

1.2 加強(qiáng)技術(shù)管理與技術(shù)控制

自來水廠電氣自動(dòng)控制技術(shù)主要是采用集中管理的方式，畢竟電氣自動(dòng)控制技術(shù)的技術(shù)要求較高且需要配合其他的電氣化技術(shù)或相關(guān)的電氣化設(shè)備。如果采用分散管理的方式，會(huì)給相關(guān)技術(shù)操作人員帶來巨大操作難度。另一方面，與集中管理單位方式不同，電氣自動(dòng)控制技術(shù)需要采用分散控制的方式，需要采取分

區(qū)、分級(jí)的分散控制方式。即需要相關(guān)技術(shù)操作人員結(jié)合電氣自動(dòng)控制技術(shù)的具體應(yīng)用要求，將不同的電氣自動(dòng)控制技術(shù)按照技術(shù)要求、技術(shù)應(yīng)用環(huán)境、技術(shù)使用原則等內(nèi)容劃分為不同的控制等級(jí)，以便相關(guān)技術(shù)操作人員可以對(duì)全部電氣自動(dòng)控制技術(shù)以及相關(guān)的電氣化設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格控制。其次，也有一部分電氣自動(dòng)控制技術(shù)需要采用就地控制的方式。有一部分電氣化設(shè)備由于自身的特殊性，往往無法采取移動(dòng)式作業(yè)的方式，所以需要相關(guān)技術(shù)操作人員結(jié)合電氣自動(dòng)控制技術(shù)，將各種電氣化設(shè)備進(jìn)行就地控制以及就地處理，加強(qiáng)技術(shù)管理與技術(shù)控制。在監(jiān)督電氣自動(dòng)控制技術(shù)運(yùn)行的過程中，需要利用智能化技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)，需要技術(shù)操作人員利用互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)以及其他的電氣化控制技術(shù)，通過信號(hào)管理以及數(shù)據(jù)分析等方式，進(jìn)一步完善電氣自動(dòng)控制技術(shù)的監(jiān)督功能。

1.3 合理應(yīng)用光纖電纜

在自來水廠綜合樓控制系統(tǒng)中，需要利用光纖電纜作為信號(hào)傳輸設(shè)備，即通過光纖電纜傳輸各種各樣的數(shù)據(jù)和信號(hào)，幫助自來水廠實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化（或者是半自動(dòng)化）監(jiān)督與控制。光纖電纜在使用過程中，需要相關(guān)技術(shù)操作人員考慮到電纜的鋪設(shè)位置、安裝數(shù)量。但是在此過程中，光纖電纜并非適用于全部的電氣自動(dòng)控制技術(shù)，也并不是所有的自來水廠都需要利用光纖電纜傳輸信號(hào)和數(shù)據(jù)。如今，有許多更加先進(jìn)的信號(hào)傳輸技術(shù)（主要是無線電信號(hào)傳輸技術(shù)）正在悄然取代光纖電纜信號(hào)傳輸技術(shù)。

1.4 高效利用污水處理設(shè)備

如今，大部分自來水廠內(nèi)部都配備了反沖洗泵房以及相關(guān)的污水處理池、污水過濾池、脫水機(jī)房以及各種污水沉淀池等設(shè)備。這些設(shè)備大部分都可以應(yīng)用于污水處理以及污水凈化工作。尤其是污水處理池、污水過濾池和污水沉淀池等都需要利用電氣自動(dòng)控制技術(shù)。在這其中應(yīng)用最為廣泛的電氣自動(dòng)控制技術(shù)就是PLC控制技術(shù)，PLC控制技術(shù)可以應(yīng)用于污水處理的全過程，也可以與其他的電氣自動(dòng)控制技術(shù)一同應(yīng)用，從而進(jìn)一步凸顯自來水廠PLC控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果。如果相關(guān)技術(shù)操作人員想要利用PLC控制技術(shù)，就需要通過光纖電纜以及其他信號(hào)傳輸設(shè)備將污水處理過程中產(chǎn)生的設(shè)備數(shù)據(jù)（參數(shù)）進(jìn)行細(xì)致分析與深層次整合，隨后再通過PLC控制技術(shù)進(jìn)行控制與管理。通過光纖電纜傳輸信號(hào)，或通過PLC控制技術(shù)進(jìn)行管理與控制，也可以在此過程中穿插其他電氣自動(dòng)控制技術(shù)，從而進(jìn)一步優(yōu)化PLC控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果。除此之外，有一部分自來水廠有著較為完善的控制體系，那么自來水廠也可以利用PLC控制技術(shù)與原有的控制技術(shù)進(jìn)行融合，從而達(dá)到二次控制或多次控制的效果。

1.5 PLC控制技術(shù)具體應(yīng)用方法分析

在應(yīng)用PLC控制技術(shù)的過程中，可以設(shè)置PLC控制基站。在PLC控制基站中需要利用電氣自動(dòng)控制技術(shù)。一般情況下，在PLC控制基站內(nèi)部會(huì)設(shè)置人機(jī)界面，主要是通過人機(jī)聯(lián)動(dòng)的方式逐步完善PLC控制技術(shù)的運(yùn)行過程，并以此為基礎(chǔ)，進(jìn)一步完善電氣自動(dòng)控制技術(shù)設(shè)計(jì)過程。在自來水廠會(huì)設(shè)置很多的PLC控制基站，主要是為了在自來水廠中可以利用PLC控制基站將各種數(shù)據(jù)進(jìn)行密切連接。在PLC控制基站內(nèi)部可以完成數(shù)據(jù)編程、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)診斷、數(shù)據(jù)連接、數(shù)據(jù)拆分、數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)修改、數(shù)據(jù)保存等操作。

1.6 電氣化控制技術(shù)具體應(yīng)用方法分析

自來水廠相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備的電氣化控制技術(shù)可以分為人工手動(dòng)控制技術(shù)、PLC現(xiàn)場(chǎng)控制技術(shù)、終端控制技術(shù)3種電氣自動(dòng)控制模式。筆者會(huì)在以下內(nèi)容中重點(diǎn)分析這3種電氣自動(dòng)控制模式的具體控制方法和相關(guān)的設(shè)計(jì)要素。

（1）人工手動(dòng)控制技術(shù)。人工手動(dòng)控制技術(shù)和需要相關(guān)技術(shù)操作人員結(jié)合自身操作經(jīng)驗(yàn)和操作能力，通過使用控制箱以及各種電氣化控制設(shè)備完成自來水廠的數(shù)據(jù)控制與設(shè)備控制。人工手動(dòng)控制技術(shù)存在著極大的技術(shù)局限性，主要是因?yàn)槿斯な謩?dòng)控制技術(shù)全需要相關(guān)技術(shù)操作人員監(jiān)督各種控制儀器的運(yùn)行情況，也需要相關(guān)技術(shù)操作人員通過人工操作等方式調(diào)整控制設(shè)備的運(yùn)行過程。在此過程中，就比較容易出現(xiàn)操作失誤問題或設(shè)備故障問題，正是因?yàn)槿绱耍斯な謩?dòng)控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果并不明顯，并且能夠應(yīng)用人工手動(dòng)控制技術(shù)的情況也比較少見。

（2）PLC現(xiàn)場(chǎng)控制技術(shù)。PLC現(xiàn)場(chǎng)控制技術(shù)就是利用PLC控制技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制。相比于一般的PLC控制技術(shù)而言，PLC現(xiàn)場(chǎng)控制技術(shù)必須要求相關(guān)技術(shù)操作人員可以在電氣化設(shè)備正常運(yùn)行的情況之下，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制;也需要相關(guān)技術(shù)操作人員結(jié)合PLC控制技術(shù)的具體應(yīng)用方法，選擇合適的現(xiàn)場(chǎng)控制方法。在電氣化設(shè)備運(yùn)行過程中，可能會(huì)出現(xiàn)各種技術(shù)操作問題或設(shè)備故障問題，這就需要通過PLC現(xiàn)場(chǎng)控制技術(shù)，嚴(yán)格關(guān)注電氣化設(shè)備的運(yùn)行情況，一旦發(fā)現(xiàn)電氣化設(shè)備運(yùn)行的數(shù)據(jù)發(fā)生問題或者是數(shù)據(jù)出現(xiàn)大范圍波動(dòng)等問題，就需要及時(shí)地通過現(xiàn)場(chǎng)控制的方式，處理電氣化設(shè)備的各種故障問題。

（3）終端控制技術(shù)。相比于PLC現(xiàn)場(chǎng)控制技術(shù)而言，終端控制技術(shù)主要是需要依靠電氣化設(shè)備的移動(dòng)終端進(jìn)行控制與管理。但是終端控制技術(shù)也存在著極大的技術(shù)局限性，主要是因?yàn)榻K端控制技術(shù)需要電氣化設(shè)備具備終端控制設(shè)備。如果終端控制設(shè)備不能正常運(yùn)行或者是存在著設(shè)備不匹配等問題，那么將無法利用終端控制技術(shù)。除此之外，終端控制技術(shù)的技術(shù)操作難度也比較高，相關(guān)技術(shù)操作人員在利用終端控制技術(shù)之時(shí)也容易出現(xiàn)技術(shù)操作問題。

2 自動(dòng)控制系統(tǒng)配置方案

在自來水廠中應(yīng)用電氣自動(dòng)控制技術(shù)需要完善自動(dòng)控制系統(tǒng)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)之中需要涉及電氣化設(shè)備的自動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)據(jù)移動(dòng)終端的自動(dòng)化控制技術(shù)、電氣程序自動(dòng)控制技術(shù)等。

一般情況下自動(dòng)控制系統(tǒng)分為現(xiàn)場(chǎng)控制與計(jì)算機(jī)控制兩種方式。

（1）現(xiàn)場(chǎng)控制模式分析?，F(xiàn)場(chǎng)控制主要是指相關(guān)技術(shù)操作人員利用電氣自動(dòng)控制技術(shù)，在自來水廠內(nèi)部通過監(jiān)督設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)督與管理?，F(xiàn)場(chǎng)控制技術(shù)可以及時(shí)準(zhǔn)確地完成電氣化設(shè)備的集中控制。

（2）計(jì)算機(jī)控制模式分析。計(jì)算機(jī)控制主要是利用互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)以及其他的現(xiàn)代化控制技術(shù)，將全部電氣化設(shè)備進(jìn)行全程監(jiān)督與管理，隨后再通過計(jì)算機(jī)的智能控制系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)致的分析與全面化控制。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果比較明顯，但是需要利用到各式各樣的計(jì)算機(jī)設(shè)備，計(jì)算機(jī)設(shè)備購入成本比較高，并且也有一部分計(jì)算機(jī)設(shè)備的技術(shù)要求也比較高，因此，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)并沒有得到廣泛推廣。

自動(dòng)化控制系統(tǒng)需要由許多的自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行組合、排列，因?yàn)橹挥幸豁?xiàng)電氣自動(dòng)控制技術(shù)顯然不足，所以需要相關(guān)技術(shù)操作人員進(jìn)一步豐富電氣自動(dòng)控制技術(shù)的類型，以便逐步完善自動(dòng)化控制系統(tǒng)之中的諸多控制要素。

3 結(jié)束語

在電氣自動(dòng)控制技術(shù)逐步發(fā)展的過程中，需要技術(shù)研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新作為支撐。雖然電氣自動(dòng)控制技術(shù)在我國一部分自來水廠之中已經(jīng)得到了良好的應(yīng)用效果，但是實(shí)際上，電氣自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展依然是任重而道遠(yuǎn)，電氣自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展也并不會(huì)就此止步。電氣自動(dòng)控制技術(shù)設(shè)計(jì)以及各種電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)方案也會(huì)更加多元化。筆者經(jīng)過大量的研究與調(diào)查之后也探索出了更為高效、更加科學(xué)地電氣自動(dòng)控制技術(shù)具體設(shè)計(jì)方法。希望通過本文研究可以進(jìn)一步提高電氣自動(dòng)控制技術(shù)實(shí)際應(yīng)用效率。

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