時間：2022-08-13 21:39:26
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇水廠自動化，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
【關(guān)鍵詞】模塊化；自動化
模塊化凈水廠是新近興起的水廠建設(shè)方式，其自動化控制系統(tǒng)分為基本配置和高級配置。
模塊化凈水廠基本配置的自動化系統(tǒng)的每個子系統(tǒng)都具有自動運(yùn)行的功能。此系統(tǒng)專門針對單元凈水模塊的組合型工藝進(jìn)行設(shè)計研發(fā)，采用一對一控制法，控制效果比同一等級下相當(dāng)水平的傳統(tǒng)控制方式要好，節(jié)能較明顯，安全性能也有很大的提高。
自動化高級配置系統(tǒng)是在基本配置的自動化控制系統(tǒng)上，為滿足不同程度上的更高級的要求而添加的自動化高級輔助控制系統(tǒng)。高級配置提升了中央控制系統(tǒng)的功能，使其包含凈水廠運(yùn)行的組態(tài)監(jiān)控及安全監(jiān)控，同時在凈水廠數(shù)據(jù)信息管理上采用了信息化系統(tǒng)，主要是SQL數(shù)據(jù)庫管理、web service信息等。另外，增添水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)。
模塊化凈水廠整體系統(tǒng)的全自動控制采用基于485總線的集散控制方式，各個子系統(tǒng)內(nèi)部的過程控制采用閉環(huán)控制方式。上級主管信息中心與凈水廠中央控制系統(tǒng)、中央控制系統(tǒng)與凈水控制主站系統(tǒng)、中央控制系統(tǒng)與其它控制系統(tǒng)（一級提水控制系統(tǒng)、二級供水控制系統(tǒng)、反沖洗控制系統(tǒng)、消毒控制系統(tǒng)等）、凈水控制主站系統(tǒng)與凈水控制從站系統(tǒng)之間的控制采用集散控制方式的485總線技術(shù)。
一、自動化系統(tǒng)基本配置
1.入水系統(tǒng)
模塊化凈水廠系統(tǒng)的入水系統(tǒng)主要組成為流量在線檢測儀表、入水流量調(diào)節(jié)閥構(gòu)件等，可滿足不同程度上的要求。可分別進(jìn)行手動、自動控制。手動狀態(tài)下，可以根據(jù)實(shí)際需要處理要求，手動調(diào)節(jié)入水流量控制器，使每臺設(shè)備的入水量達(dá)到需要量即可。操作簡單易行。自動狀態(tài)下，入水系統(tǒng)會自動根據(jù)凈水系統(tǒng)的工作情況需要，流量在線檢測儀表返回的流量信息，確定每臺凈水設(shè)備的入水流量。入水控制系統(tǒng)根據(jù)控制軟件程序設(shè)定程序控制入水流量調(diào)節(jié)閥構(gòu)件，達(dá)到系統(tǒng)自動設(shè)定的入水量。
2.凈水系統(tǒng)
模塊化凈水廠系統(tǒng)由若干5000噸/天的單元凈水模塊組成，單元凈水模塊均采用技術(shù)先進(jìn)的新型組合凈水工藝。工藝流程包括：凈水過程和反沖洗過程兩部分。根據(jù)反沖洗對象不同分別反沖洗石英砂濾料和活性炭。凈水控制主站的DCS分散控制方式：凈水控制主站系統(tǒng)通過DCS分散控制方式的485總線串聯(lián)多臺凈水控制從站系統(tǒng)，向各個凈水控制從站系統(tǒng)收集或傳送數(shù)據(jù)、請求或控制指令，根據(jù)凈水量的要求協(xié)調(diào)各個凈水控制從站系統(tǒng)的投入或退出。中央控制系統(tǒng)通過DCS分散控制方式的485總線串聯(lián)凈水控制主站系統(tǒng)及其它控制系統(tǒng)，向各個控制系統(tǒng)收集或傳送數(shù)據(jù)、請求或控制指令，根據(jù)凈水工藝要求協(xié)調(diào)各個控制系統(tǒng)的運(yùn)行或停止。
3.二級變頻供水系統(tǒng)
二級供水控制系統(tǒng)，采用變頻供水系統(tǒng)，系統(tǒng)的控制主件為變頻器、軟啟動器，智能控制主令件采用可編程控制器（PLC），人機(jī)對話操作平臺采用觸摸式文本顯示器，外部壓力/流量信號采集采用智能模擬及數(shù)字采集模塊。二級供水控制系統(tǒng)，運(yùn)行方式由手動及自動兩種。二級變頻供水系統(tǒng)采用用戶末端多點(diǎn)控制法及大小泵匹配運(yùn)行模式。節(jié)能效果較基本配置的凈水廠出廠壓力為基準(zhǔn)的變頻控制技術(shù)節(jié)能達(dá)40%以上。
4.絮凝劑制配投加系統(tǒng)
絮凝劑制配投加系統(tǒng)，負(fù)責(zé)絮凝劑溶液的制配攪拌工作；絮凝劑投加系統(tǒng)分為自動啟停手動調(diào)整投加量型和全自動自主控制型，負(fù)責(zé)制配的絮凝劑溶液的投加量控制。
5.消毒系統(tǒng)
消毒系統(tǒng)采用二氧化氯消毒法。制配原料為鹽酸和亞氯酸鈉。
二、自動化系統(tǒng)高級配置
1.中央控制系統(tǒng)
中央控制系統(tǒng)是整個水廠的神經(jīng)中樞。負(fù)責(zé)各系統(tǒng)工作的協(xié)調(diào)，各種參數(shù)的采集及命令的下達(dá)，數(shù)據(jù)的處理及存儲，在高級配置模式下并與供水信息中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，一起構(gòu)建供水管理數(shù)據(jù)庫。
1.1控制中心功能。①能遠(yuǎn)程手動或自動控制模塊化凈水廠內(nèi)水泵、閥門以及相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行；②能采集、顯示、匯總模塊化凈水廠內(nèi)相關(guān)的被控對象的數(shù)據(jù)信息，并形成日報、月報、年報以及變化曲線；③日報、月報、年報及曲線格式。
1.2中央控制系統(tǒng)的DCS控制方式。中央控制系統(tǒng)采用DCS控制方式，即將各個獨(dú)立的性能或功能控制分解到各個子系統(tǒng)中自行控制，各個子系統(tǒng)之間彼此獨(dú)立，各個子系統(tǒng)通過485總線方式將自己的數(shù)據(jù)上傳到中央控制系統(tǒng)，中央控制系統(tǒng)將數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理，根據(jù)數(shù)據(jù)反饋情況協(xié)調(diào)控制各個子系統(tǒng)運(yùn)行。中央控制系統(tǒng)在數(shù)據(jù)共享上采用有線網(wǎng)絡(luò)或無線GPRS傳輸方式，將采集整理后的凈水廠系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息上傳至上級主管機(jī)關(guān)，上級主管機(jī)關(guān)通過凈水廠管理軟件接收數(shù)據(jù)，顯示凈水廠系統(tǒng)的運(yùn)行情況，同時可以對凈水廠系統(tǒng)的各個控制對象實(shí)施遠(yuǎn)程遙控。
2.信息化系統(tǒng)
2.1SQL數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫是信息資源管理的先進(jìn)工具，信息處理的核心，在整個系統(tǒng)中起著關(guān)鍵性作用，是系統(tǒng)中重要的組成部分，它負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)的輸入、整理、歸檔、查詢、打印，進(jìn)行統(tǒng)一管理，有效共享。
2.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分類。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)根據(jù)聯(lián)網(wǎng)情況可分單機(jī)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫查詢系統(tǒng)兩種。
2.2.1單機(jī)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。單機(jī)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是指實(shí)時采集的數(shù)據(jù)存儲于中央控制室內(nèi)監(jiān)控計算機(jī)上的數(shù)據(jù)庫里，在此監(jiān)控計算機(jī)上可進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢、刪除、修改、打印等處理。監(jiān)控計算機(jī)未聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)不進(jìn)行遠(yuǎn)程無線傳輸，不可以通過網(wǎng)絡(luò)查詢數(shù)據(jù)。
2.2.2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫查詢系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫查詢系統(tǒng)主要是構(gòu)建B/S方式的信息化查詢系統(tǒng)，現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)經(jīng)GPRS無線傳輸寫入服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)以Web方式，客戶端通過IE方式瀏覽、查詢。用戶在客戶端查詢數(shù)據(jù)時通過IE向服務(wù)器發(fā)出請求，服務(wù)器端把用戶的請求信息進(jìn)行處理、檢索后把結(jié)果返回給客戶端IE，以供用戶瀏覽。
2.3web service信息。全新的WebServer架構(gòu)，全面支持畫面、實(shí)時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的。
3.水質(zhì)在線自動監(jiān)控系統(tǒng)
高級配置模式下具備水質(zhì)在線自動監(jiān)測功能，對出入水水質(zhì)進(jìn)行自動監(jiān)測。出、入水水質(zhì)監(jiān)測項目可測定如下參數(shù)：①濁度②余氯③供水壓力④入水流量⑤供水流量等。設(shè)備有：出、入水濁度儀、出水余氯儀、壓力傳感器、超聲波流量計等儀表。
4.廠區(qū)安全監(jiān)控系統(tǒng)
采用電視監(jiān)控：攝像頭為紅外夜視型。對模塊化凈水廠運(yùn)行情況以及水源進(jìn)行電視監(jiān)控，提高水廠及水源的安全性。對所監(jiān)控畫面24小時實(shí)時錄像。
三、結(jié)論
模塊化凈水廠系統(tǒng)采用技術(shù)先進(jìn)的自動化控制系統(tǒng)，使模塊化凈水廠的運(yùn)行不僅實(shí)現(xiàn)了全自動及智能化，還實(shí)現(xiàn)了對凈水廠的遠(yuǎn)程遙控、監(jiān)視、數(shù)據(jù)共享等功能。在凈水廠的工藝控制方面得到很大提升。
參考文獻(xiàn)
[1]陳良寬主編.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與建筑智能化系統(tǒng)集成.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002
關(guān)鍵詞：自來水廠；自動化；PLC改造
前言
水是萬物之源，在城市的供水體系中，由于一部分自來水廠建設(shè)的時間早使得自來水廠中的設(shè)備自動化程度不高從而極大的限制了自來水廠潛能和質(zhì)量的發(fā)揮，因此需要加強(qiáng)對于自來水廠自動化程度的改造從而有效的提升自來水廠的供水能力與供水質(zhì)量。在自來水廠的自動化改造中關(guān)鍵是要確保自來水廠自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)在自來水廠自動化改造的過程中需要對控制系統(tǒng)中的一些系統(tǒng)部件進(jìn)行冗余設(shè)計，在分析各部分冗余工作原理的前提下在提高工作系統(tǒng)可靠性的前提下來實(shí)現(xiàn)對于工作設(shè)備的選取。保障自來水廠控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。
1 自來水廠處理流程分析
在自來水廠的工作中，由于各廠所使用的水源不同使得各自來水廠所采用的飲用水系統(tǒng)和組成的工藝流程各有差異。在自來水廠的水處理系統(tǒng)中，通過使用取水泵房將河流、湖泊或是水庫的水通過使用水泵輸送至水池中，在水池中經(jīng)過加藥、絮凝以及沉淀、過濾等將水中的大部分雜質(zhì)予以去除從而得到清水，完成處理后的清水輸送至清水池而后使用高壓泵泵送至城市供水管網(wǎng)。在自來水廠的水處理過程中對于加藥采用的是前加氟和后加氯的方式，在水處理的過程中前加氯應(yīng)當(dāng)在配水井的入口處，而后加氟應(yīng)當(dāng)設(shè)置在清水池的入口處。同時對于水池中的雜質(zhì)等應(yīng)當(dāng)配備有排污設(shè)備以便將水池中的沉淀物及時的予以排出。
2 自來水廠自動控制系統(tǒng)中的冗余設(shè)計的原理
在自來水廠的自動控制系統(tǒng)中的冗余切換方式可以分為熱冗余、暖冗余和冷冗余三種形式，設(shè)計自動控制系統(tǒng)的冗余設(shè)計關(guān)鍵是依靠自動控制系統(tǒng)的可靠性模型的建立。熱冗余主要指的是設(shè)計在控制系統(tǒng)中與控制系統(tǒng)聯(lián)機(jī)運(yùn)行在其未被激活的過程中并不參與系統(tǒng)的工作而當(dāng)主系統(tǒng)出現(xiàn)故障時則冗余設(shè)計迅速接管控制系統(tǒng)的故障部分以保障系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。在自來水廠冗余部分的控制中采用的是多部并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，通過冗余設(shè)計最大限度的提高自來水廠控制系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。
3 自來水廠水處理綜合自動化控制系統(tǒng)
3.1 自來水廠水處理控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
自來水廠的自控系統(tǒng)采用的是“集中監(jiān)控、管理分散控制”的集散型系統(tǒng)，對于自來水廠的自動控制系統(tǒng)主要由信息監(jiān)控和現(xiàn)場監(jiān)控兩大部分組成。通過使用以太網(wǎng)來將主控部分的工控機(jī)與現(xiàn)場控制的PLC模塊相連接構(gòu)成一個完備的控制系統(tǒng)，如主控系統(tǒng)中的兩臺工控機(jī)同時出現(xiàn)故障，各分系統(tǒng)仍然能夠獨(dú)立的控制各分系統(tǒng)按照設(shè)定的工序進(jìn)行生產(chǎn)，保障了自來水廠生產(chǎn)的正常進(jìn)行，從而使得自來水廠自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性大幅增加。
3.2 自來水廠供電系統(tǒng)的冗余設(shè)計
在自來水廠的供電中按照國家的相關(guān)規(guī)定對于自來水上這種二級負(fù)荷單位需要采用兩回路的供電方式，其中兩回路分別來自于不同的變電站以確保供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這兩路供電回路中一組作為主電路而另外一組則作為備用回路，各組回路都能夠保障自來水廠的正常供電，同時在供電回路的負(fù)載容量上還應(yīng)當(dāng)考慮到今后新添加設(shè)備的供電保障，確保自來水廠的正常供電。同時對于自來水廠別重要的負(fù)荷還需要對相關(guān)設(shè)備配備應(yīng)急電源以確保在設(shè)備故障發(fā)生時能夠及時的對關(guān)鍵設(shè)備恢復(fù)供電，應(yīng)急供電系統(tǒng)電源采用的是6kV雙回路放射式接線方式，為自來水廠的供電提供可靠的電源支持。應(yīng)急系統(tǒng)中所使用的UPS主要目的是確保供電中斷時重要控制設(shè)備的電力供應(yīng)直至柴油發(fā)電系統(tǒng)能夠正常工作。
3.3 自來水廠的信息監(jiān)控管理層的冗余設(shè)計
在自來水廠的主控系統(tǒng)中采用的是2臺中控設(shè)備，通過將廠長室工控機(jī)、工程師工控機(jī)以及化驗室工控機(jī)等連接到2臺交換機(jī)上以構(gòu)成雙星型的以太網(wǎng)，相較于環(huán)形以太網(wǎng)，雙星型以太網(wǎng)在后續(xù)增加主站點(diǎn)時較為方便。將工業(yè)交換機(jī)上的2個端口設(shè)置為Trunk主干端口，建立并形成一個高速骨干鏈接，在提高骨干鏈接帶寬的同時為系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信提供了可靠的冗余量。同時在工控機(jī)中配備有相同網(wǎng)卡IP地址設(shè)置的工業(yè)交換機(jī)并配合硬件偵測和負(fù)載均衡技術(shù)當(dāng)偵測到通信網(wǎng)絡(luò)故障時及時的切換到另外一條備用總線直至主系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)鏈接修復(fù)。主控室所采用的2臺主工控機(jī)采用了雙機(jī)熱備的配置模式，2臺工控機(jī)同時聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對于自控控制系統(tǒng)的監(jiān)視和控制，在正常工作情況下，主機(jī)運(yùn)行而從機(jī)處于監(jiān)視狀態(tài)并不參與工作，而從機(jī)監(jiān)測到主機(jī)工作出現(xiàn)異常時主、從機(jī)將會迅速的切換以實(shí)現(xiàn)對于主控系統(tǒng)的控制，這一模式的實(shí)現(xiàn)原理如下：主機(jī)在正常工作時對主控系統(tǒng)的各項數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和處理而從機(jī)采用監(jiān)視請求定期向主機(jī)發(fā)送請求與應(yīng)答信號，如主機(jī)并未正常的進(jìn)行應(yīng)答則認(rèn)為主機(jī)出現(xiàn)故障從而切斷與主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸自動轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)，自來水廠自動控制系統(tǒng)中的各設(shè)備的數(shù)據(jù)、產(chǎn)生的報警以及事件信息則改由下位機(jī)獲取。同時，從機(jī)對主機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行定時監(jiān)控一旦監(jiān)測到主機(jī)恢復(fù)工作則自動切換到待機(jī)狀態(tài)。
3.4 自來水廠工業(yè)以太網(wǎng)的冗余設(shè)計
在自來水廠的工業(yè)以太網(wǎng)的設(shè)計中，將OSM模塊設(shè)置為冗余環(huán)網(wǎng)使能態(tài)，將其中一個設(shè)置為冗余管理態(tài)以完成對于以太網(wǎng)的管理。正常情況下冗余管理器的其中一個冗余環(huán)口為斷開狀態(tài)，整個以太網(wǎng)呈現(xiàn)出線性結(jié)構(gòu)，當(dāng)監(jiān)測到以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)故障時自動切換至另外一種環(huán)形線性結(jié)構(gòu)保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
3.5 自來水廠的生產(chǎn)控制系統(tǒng)的冗余設(shè)計
根據(jù)自來水廠的生產(chǎn)工藝流程可以將水廠的生產(chǎn)劃分為取水泵站、加氯加藥站、絮凝、沉淀、過濾以及送水泵站等多個環(huán)節(jié)，通過對每一個站點(diǎn)的運(yùn)行信息進(jìn)行采集并將信息送入水廠自動控制中心并接收控制中心的管理，各站點(diǎn)的監(jiān)控分站都具有獨(dú)立的操作系統(tǒng)以便在控制系統(tǒng)發(fā)生故障時各分系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行。對于可靠性要求較高的分站點(diǎn)可以使用西門子的S7-400H型PLC按照冗余的方式進(jìn)行設(shè)計，在CPU、CPU同步模塊以及連接線纜和電源模塊等都需要設(shè)計成雙重的器件以確保控制的可靠性。S7-400H型PLC的冗余設(shè)計采用的是“熱備份”的主動原理，閑時從模塊與主模塊共同連線，當(dāng)監(jiān)測到主模塊故障時從模塊自動切換完成對于水廠分站的自動控制確保水廠能夠正常工作。
4 結(jié)束語
自來水廠的自動化改造對于提高自來水的供水效率與供水質(zhì)量有著極為重要的意義.文章在分析自來水廠供水特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對自來水自動化系統(tǒng)的冗余改造，確保自來水的正常供應(yīng)有著極為重要的意義。
參考文獻(xiàn)
[1]郭謀發(fā)，楊耿杰，丁國興，等.基于IEC 60870-5-104及OPC的水電廠自動化系統(tǒng)[J].電力自動化設(shè)備，2007，27（10）：100-103.
【關(guān)鍵詞】中小型水廠；自動化；改造
目前，我國北方大部分中小型水廠均采用兩級泵站的管理模式，即：由深井泵組成一級泵站采取地下水至水廠蓄水池進(jìn)行水處理；而后，由二級加壓泵站向用戶管網(wǎng)供水。控制方式一般為人工控制的繼接方式，自動化水平低，水、電資源浪費(fèi)嚴(yán)重，設(shè)備事故隱患多、管理困難。我們?yōu)槟晨h自來水廠開發(fā)了一套由上位機(jī)、可編程控制器（PLC）、變頻器、相應(yīng)傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成的水廠微機(jī)集散控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)已連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)三年，性能穩(wěn)定可靠，提供了一種針對中小型水廠的，以節(jié)能降耗、提高自動化水平為主要目的的技術(shù)改造方案。
該水廠的基本情況為：一級泵站包括5口深井，每口深井配備22kW多級潛水泵1臺，共同向一蓄水能力為2 000m3的蓄水池蓄水；加壓泵組為5臺45kW DL型立式泵，向管網(wǎng)加壓供水。對控制系統(tǒng)的設(shè)計要求是：對水廠的設(shè)備運(yùn)行及生產(chǎn)狀況進(jìn)行自動化控制和管理。
一、控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
（1）上位機(jī)：水廠需24h連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，現(xiàn)場干擾源多、環(huán)境惡劣。因此，上位機(jī)選用了具有較高可靠性、較強(qiáng)抗干擾能力的研華（ADVANTECH）IPC-610/486型工業(yè)用微機(jī)。上位機(jī)與PLC之間采用RS232標(biāo)準(zhǔn)串行口進(jìn)行通訊，傳輸速率9 600b/s，11位數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)長度7位，1位校驗位，啟動1位，停止2位。另選研華10位A/D采集卡，采集蓄水池水位信號和加壓泵組出水流量信號，對水位信號運(yùn)用模糊算法進(jìn)行計算后，給出控制信息由PLC控制潛水泵的啟動臺數(shù)。當(dāng)水位過低時，認(rèn)為發(fā)生故障，停止一、二次泵組的運(yùn)行并聲光報警。上位機(jī)為720M硬盤、8M內(nèi)存，可以同時處理大量數(shù)據(jù)且歷史記錄較長。
（2）主控單元：主控單元選用日本立石公司的C60P型可編程序控制器作為主控單元，它具有40路開關(guān)量的輸入、20路開關(guān)量的輸出，可擴(kuò)展模入、模出模塊，并有RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口。C60P為積木式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)構(gòu)成及擴(kuò)展方便，抗干擾性能好，作為現(xiàn)場主控部件較理想。由它完成自動倒泵、防水錘互鎖、變頻器邏輯控制等邏輯控制功能。
（3）管網(wǎng)恒壓調(diào)控系統(tǒng)：調(diào)速泵的調(diào)節(jié)由富士G-45變頻器來完成，由壓力傳感器采取用戶管網(wǎng)的壓力信號（4mA～20mA）送至自制的調(diào)節(jié)板上，與給定信號比較后送至日產(chǎn)RKC調(diào)節(jié)器中，經(jīng)PID運(yùn)算后產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號送至變頻器，控制變頻器的輸出頻率，調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速。變頻器本身對應(yīng)其輸出頻率有0～5V（DC）信號輸出，將其引回調(diào)節(jié)板，由系統(tǒng)對輸出頻率進(jìn)行檢測，若變頻器的輸出大于49Hz一定時間后，管網(wǎng)壓力仍達(dá)不到要求，延時確定后，PLC按照一定規(guī)則逐個以自耦減壓方式啟動恒速泵，直至管網(wǎng)壓力恒定。若變頻器輸出頻率小于23Hz一定時間后，管網(wǎng)壓力仍超過給定值，則依次關(guān)閉恒速泵，配合調(diào)整調(diào)速泵直至壓力穩(wěn)定。
（4）自耦減壓啟動柜：恒速泵及潛水泵均采用自耦減壓啟動方式，有效地減小了電動機(jī)啟動時對電網(wǎng)的沖擊。
（5）傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)：管網(wǎng)壓力信號的采取利用最大量程為1.0MPa的遠(yuǎn)傳壓力表，以方便在采樣點(diǎn)觀察壓力信號；流量信號的采取利用渦街流量計；水位信號的采取利用壓力式水位傳感器；利用電動蝶閥作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)來控制加壓泵的出水口狀態(tài)。
二、系統(tǒng)的軟件
系統(tǒng)軟件主要包括上位機(jī)管理程序、PLC控制與監(jiān)測程序以及它們之間的通訊程序。
（1）上位機(jī)的管理程序主要完成設(shè)備運(yùn)行狀況的圖形顯示監(jiān)測、生產(chǎn)狀況的數(shù)據(jù)庫管理、檢測數(shù)據(jù)的處理、菜單處理以及報警等功能。采用C語言結(jié)合匯編編程，充分利用C語言結(jié)構(gòu)化強(qiáng)、簡潔和運(yùn)行速度快等優(yōu)點(diǎn)，同時也提高了程序的可讀性、可靠性及可移植性。軟件設(shè)計采用模塊化結(jié)構(gòu)，人機(jī)界面為圖形形式，菜單驅(qū)動，全部中文顯示與提示非常友好。系統(tǒng)主要功能模塊包括：使用說明、水廠控制系統(tǒng)功能介紹、生產(chǎn)狀況監(jiān)測及管理、水位系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)控制等。采用查詢方式完成與PLC的通訊及檢測數(shù)據(jù)的處理；將管網(wǎng)壓力、流量、液位、各水泵運(yùn)行狀態(tài)及各處閥門開啟狀態(tài)等信息以圖形及數(shù)據(jù)的方式顯示于顯示器上；如有報警信號則顯示相應(yīng)圖形，同時進(jìn)行聲光報警。監(jiān)測的出水量、耗電量等信號可長期保存于存儲器中，隨時作為資料查詢。
（2）蓄水池分為沉淀池和出水池兩部分，深井水首先在沉淀池沉淀泥沙、消毒處理，而后，經(jīng)過濾到達(dá)清水池。因此，水位控制功能要求較高，正常狀態(tài)下，1～2臺潛水泵長期運(yùn)轉(zhuǎn)，其余根據(jù)用水量的大小自動切換。為保證水的正常供應(yīng)并防止?jié)撍玫念l繁啟停，在水位控制中采用了模糊算法。將水位高度分為七級，將水位的變化率也分為七級，將潛水泵的開啟臺數(shù)分為5檔，形成了一個二維矩陣數(shù)組，由計算機(jī)運(yùn)算后確定應(yīng)開啟的深井泵臺數(shù)。經(jīng)反復(fù)試驗后，確定了數(shù)組中各參數(shù)的值，經(jīng)實(shí)際使用，獲得了較好的運(yùn)行效果。
（3）可編程控制器作為主控單元，幾乎所有的現(xiàn)場邏輯控制均與其有關(guān)。它的控制程序具有較強(qiáng)的邏輯性要求。一般來說變頻器嚴(yán)禁付邊加裝接觸器，但是為了節(jié)省投資、實(shí)現(xiàn)4臺恒速泵輪流作為調(diào)速泵，必須在變頻器的付邊裝接觸器。
（4）上位機(jī)與PLC之間的通訊借助標(biāo)準(zhǔn)RS-232口來完成。可以由上位機(jī)完成給定倒泵的間隔時間、設(shè)定管網(wǎng)的壓力等工作。同時，下位系統(tǒng)定時將恒速泵的開啟臺數(shù)、調(diào)速泵的運(yùn)行狀態(tài)（頻率、轉(zhuǎn)速、消耗功率等）、管網(wǎng)壓力等信息報上位機(jī)進(jìn)行處理和顯示。
中小型自來水廠的自動化技術(shù)改造有著廣泛的前景。依靠現(xiàn)代化技術(shù)手段對生產(chǎn)過程進(jìn)行控制和管理，提高設(shè)備運(yùn)行效率和可靠性，節(jié)省寶貴的水、電資源，是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。本控制系統(tǒng)將上位機(jī)、PLC、變頻器、相應(yīng)傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)有機(jī)地結(jié)合起來，發(fā)揮各自優(yōu)勢，軟件設(shè)計合理，系統(tǒng)調(diào)試較方便；且系統(tǒng)各級之間可獨(dú)立運(yùn)行，保證了水廠的不間斷生產(chǎn)。實(shí)踐證明，本系統(tǒng)不僅滿足了生產(chǎn)的需要，提高了整個水廠的整體管理水平，而且僅節(jié)電一項就為水廠創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
工藝流程如下:
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凈水廠工程工業(yè)自動化設(shè)計的設(shè)計依據(jù)為:
工藝及建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)提供的設(shè)計條件
《過程檢測和控制儀表的功能標(biāo)志及圖形符號》(HG/T20505-2000)
《工業(yè)自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范》(GB50093-2002)
《分散型控制系統(tǒng)的工程設(shè)計規(guī)定》(HG/T20573-95)
《控制室設(shè)計規(guī)定》(HG/T20508-2000)
《儀表供電設(shè)計規(guī)定》(HG/T20509-2000)
《信號報警連鎖系統(tǒng)設(shè)計規(guī)定》(HG/T20511-2000)
《儀表配管配線設(shè)計規(guī)定》(HG/T20512-2000)
《儀表系統(tǒng)接地設(shè)計規(guī)定》(HG/T20513-2000)
本工程的涉及范圍包括供水工程所涉及的所有在線監(jiān)測儀表及SCADA監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)采用集散型開放體系。以光纖為傳輸介質(zhì),遵循TCP/IP協(xié)議(10M/100M)工業(yè)以太網(wǎng)為主干網(wǎng)絡(luò),現(xiàn)場主要設(shè)備采用獨(dú)立SLC控制,采用DeviceNet等現(xiàn)場總線將其連接構(gòu)成現(xiàn)場控制層;水質(zhì),檢測,計量等儀表通過Modbus現(xiàn)場總線構(gòu)成現(xiàn)場檢測網(wǎng)絡(luò),與主控PLC聯(lián)網(wǎng)。各受控設(shè)備具有就地、調(diào)試、停、遠(yuǎn)控(由上位機(jī)進(jìn)行一步化開停機(jī)或分步調(diào)試)功能。權(quán)限級別由高到低的次序為:停,調(diào)試,就地,遠(yuǎn)程控制。
一、計算機(jī)控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計
本著集中管理,分散控制的原則,設(shè)置一個控制中心,五個現(xiàn)場控制站。控制中心設(shè)在綜合樓控制室,負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和管理工作。各現(xiàn)場站負(fù)責(zé)各工作區(qū)域內(nèi)在線儀表、電氣參數(shù)的采集,工藝過程控制等任務(wù)的完成。控制中心主機(jī)與局域網(wǎng)服務(wù)器連接,管理人員可以根據(jù)權(quán)限,調(diào)用和檢測數(shù)據(jù)。
1.加藥間與加氯間合建一體。控制室設(shè)置PLC1站。
絮聚劑選擇聚合氯化鋁,選用濕式計量泵投加。設(shè)置3臺隔膜式計量泵,(兩用一備),投加量:Qmax=176.0 l/h工作壓力:H=0.3Mpa。
PLC1根據(jù)進(jìn)水流量控制計量泵自動進(jìn)行比例投加,然后根據(jù)沉淀效果模擬裝置反饋的信號,調(diào)整計量泵的投藥量,從而實(shí)現(xiàn)投藥的復(fù)合閉環(huán)控制。
消毒選用二氧化氯,設(shè)置二氧化氯發(fā)生器4臺,其中前加氯2臺(1用1備),加氯點(diǎn)為進(jìn)廠水,PLC1根據(jù)進(jìn)廠水流量,控制二氧化氯發(fā)生器自動進(jìn)行比例投加;后加氯2臺(1用1備)加氯點(diǎn)為清水池,PLC1根據(jù)余氯分析儀的反饋數(shù)值,修正投加二氧化氯量,實(shí)現(xiàn)加氯消毒的復(fù)合閉環(huán)控制。
2.在濾池控制室設(shè)置PLC2站,反應(yīng)沉淀池設(shè)置PLC2的遠(yuǎn)程I/0站。反應(yīng)池采用小孔眼網(wǎng)格反應(yīng)池,共2組,每組反應(yīng)池設(shè)18個豎井,設(shè)計流量Q=0.182m3/s(包括5%的自用水量)反應(yīng)時間13.0min;
沉淀池采用小間距斜板沉淀池。共2組。設(shè)計流量:Q=0.182m3/秒(包括5%自用水量)顆粒沉降速度:0.4mm/s;有效系數(shù):0.75斜板水平傾角:60°斜板斜長:1.0m斜板板距:P=0.025m沉淀池上升流速: 2.5mm/s。反應(yīng)沉淀池共裝設(shè)16臺角式快開排泥閥。
濾池采用V型濾池。設(shè)計流量Q=30000x1.05%=31500 m3/d=1312.5m3/h,濾速采用8m/h,濾池每日工作時間(24小時)共分6格。
I/O站負(fù)責(zé)反應(yīng)沉淀池排泥閥的開關(guān)量數(shù)據(jù)采集。PLC2負(fù)責(zé)濾池各個閥門的啟閉及狀態(tài)顯示,以及對遠(yuǎn)程I/O控制。(附:濾池反沖洗操作步驟表)
3.在反沖洗間控制室設(shè)置PLC3站。
水反沖洗強(qiáng)度5l/s.m2,則沖洗泵流量為5x42=210l/s,選用2臺臥式雙吸離心泵(1用1備)。
氣反沖洗強(qiáng)度15l/s.m2,則沖洗泵流量為15x42=630 l/s,選用2臺羅茨鼓風(fēng)機(jī)(1用1備)
PLC3根據(jù)濾池各閥的需要啟停水泵及鼓風(fēng)機(jī)。
4.在除錳加藥間控制室設(shè)置PLC4站。
除錳加藥間投加藥劑選用高錳酸鉀,采用濕式投加。設(shè)計流量 Q=1312.5m3/h,藥劑最大投加量1.0mg/L.
設(shè)置3臺隔膜式計量泵(兩用一備)。藥劑投加根據(jù)進(jìn)廠水流量信號自動配比投加。
5.在送水泵房控制室設(shè)置PLC5站。
送水泵房設(shè)計規(guī)模為3.0萬m3/d,時變化系數(shù)取1.3,出廠水壓確定為0.38MPa。設(shè)置5臺臥式離心泵,(四用一備)其中一臺變頻調(diào)速運(yùn)行,其余定速運(yùn)行。
變配電室與送水泵房合建一體。
PLC5根據(jù)出廠水壓力及流量,啟閉送水機(jī)。變頻調(diào)速泵根據(jù)出廠壓力調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
PLC5還負(fù)責(zé)采集、監(jiān)控變配電室各類電氣儀表參數(shù)。
二、計算機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用軟件
1.廠級顯示:包括整個供水系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)總貌,顯示出主設(shè)備的狀態(tài)、參數(shù)及控制回路中過程變量用改顏色的方法顯示各回路的運(yùn)行狀態(tài)及報警;
2.功能顯示:包括過程輸入變量、報警條件、輸出值、輸入值、設(shè)定值、回路標(biāo)號、控制 方式、報警值等,當(dāng)某一回路手動控制時可人工設(shè)定輸出值;
3.細(xì)節(jié)顯示:用于顯示某一回路的所有信息;
4.標(biāo)準(zhǔn)畫面顯示:包含報警顯示、系統(tǒng)狀態(tài)顯示;
5.其他顯示:包含幫助顯示、系統(tǒng)狀態(tài)顯示;
6.報表打印:使用用戶指定的格式將所有歷史記錄打印成表格;
7.具有歷史數(shù)據(jù)的存儲和檢索功能。
三、控制系統(tǒng)控制功能設(shè)計
控制系統(tǒng)的控制功能是控制系統(tǒng)的最主要功能,它包括通過其人機(jī)接口實(shí)現(xiàn)的手動控制和自動控制兩個部分:
1.手動控制。在手動狀態(tài)下,操作員可以在輸入密碼,獲得授權(quán)后,通過中心控制室計算機(jī)的人機(jī)接口對全廠所有電氣驅(qū)動的工藝設(shè)備進(jìn)行手動控制和調(diào)節(jié),通過各現(xiàn)場站的操作盤,對該P(yáng)LC站所在區(qū)域所有電氣驅(qū)動的工藝設(shè)備進(jìn)行手動控制和調(diào)節(jié)。這種控制模式類似于常規(guī)控制中的集中控制臺控制。
【關(guān)鍵詞】自來水廠 生產(chǎn)過程 自動化設(shè)計 機(jī)電一體化
近年來，我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，各個領(lǐng)域的用水需求大幅上漲，而大范圍的水質(zhì)污染，也使得自來水廠生產(chǎn)過程的自動化設(shè)計更加緊迫。通過優(yōu)化和完善自來水廠生產(chǎn)過程的自動化設(shè)計，提高自來水水質(zhì)，滿足人們的日常生活需求。
1 自來水廠的生產(chǎn)工藝
不同的自來水廠實(shí)際情況不同，但是基本的生產(chǎn)工藝是相同，主要包括取水、藥劑調(diào)配和投放、混凝、平流沉淀、過濾沉淀和送水。第一，自來水廠取水是指將地表、河、江等位置的水，通過大規(guī)模的離心泵抽入自來水廠的凈水箱中。第二，自來水廠調(diào)配和投放藥劑，根據(jù)自來水水生產(chǎn)的工藝要求，調(diào)配合適的藥劑投入凈水箱中，并且加入適當(dāng)?shù)穆葰猓浞职l(fā)揮消毒和混凝的目的。第三，混凝，混凝生產(chǎn)工藝主要包括絮凝和混合，在自來水廠取來的源水中投入適量的混凝劑，而后發(fā)反應(yīng)，經(jīng)過沉淀后產(chǎn)生污泥。第四，源水和混凝劑發(fā)生反應(yīng)后，水流低速流過沉淀區(qū)域，使水中的懸浮顆粒快速沉淀，并且將沉淀污泥排出。第五，過濾沉淀，自來水通過石英砂后，除去水中的懸浮雜質(zhì)，凈化水質(zhì)，為了保障自來水水質(zhì)，工作人員還要定期沖洗石英砂。第六，送水，大規(guī)模離心泵以一定的流量和壓力將自來水送入水廠的供水管網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)自來水廠供水。
2 自來水廠生產(chǎn)過程的自動化設(shè)計
2.1 總體設(shè)計
自來水廠生產(chǎn)過程的電氣自動化控制系統(tǒng)主要分為現(xiàn)場控制層、主控層和管理層。現(xiàn)場控制層又包括：其一，視頻終端，主要是指安裝在自來水廠廠區(qū)、水廠泵房、水廠中控室、水源地井群等位置的攝像機(jī)。其二，位于自來水廠控制室內(nèi)的供水監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時監(jiān)控送水泵和變頻調(diào)速器的運(yùn)行情況，通過PLC監(jiān)控設(shè)備監(jiān)控電氣參數(shù)、管網(wǎng)壓力、水泵流量、水質(zhì)參數(shù)等。其三，位于自來水廠消毒室的消毒監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時監(jiān)控發(fā)生器的啟停狀態(tài)，通過PLC監(jiān)控設(shè)備監(jiān)控電壓、電流、閥門啟閉以及藥劑投放量等；其四，位于自來水廠深井泵配電室的水源監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時監(jiān)控深井泵的啟停狀態(tài)，通過檢測設(shè)備監(jiān)控電壓、電流、水泵電動機(jī)、水泵流量、深井水位等。主控層主要負(fù)責(zé)自來水廠生產(chǎn)過程中對各個站點(diǎn)的實(shí)時監(jiān)控，其是整個控制系統(tǒng)信息控制和采集的核心部門，包括GPS、UPS、多串口服務(wù)器、設(shè)備、交換機(jī)、水廠監(jiān)測站、水源監(jiān)測站、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等，實(shí)時采集各個站點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行分析計算，對整個自來水廠生產(chǎn)過程進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和視頻監(jiān)控，從而進(jìn)行調(diào)度指揮，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理，并將相關(guān)數(shù)據(jù)信息發(fā)送到管理層。管理層不直接參與自來水廠生產(chǎn)過程的監(jiān)控操作，主要負(fù)責(zé)查詢視頻信息、查詢自動化生產(chǎn)信息、遠(yuǎn)程監(jiān)視自來水廠調(diào)度運(yùn)行情況等。
2.2 自動化水質(zhì)檢測系統(tǒng)
自動化水質(zhì)檢測系統(tǒng)是自來水廠生產(chǎn)過程中確保排水和供水水質(zhì)的重要模塊，也是自來水處理過程中一個關(guān)鍵工藝。隨著機(jī)械制造技術(shù)、自動化技術(shù)的快速發(fā)展，各種現(xiàn)代化自動化檢測儀表不用涌出。當(dāng)前，自來水廠生產(chǎn)過程中使用的自動化儀表主要包括壓力、溫度、水位、流量儀表和水質(zhì)檢測分析儀器，如高低濁度檢測儀、余氯檢測儀、漏氯報警儀、流動電流檢測儀、PH測量儀等。在自來水流量測量過程中，使用非接觸式儀表、電磁流量計和水位測量儀，水位測量儀是自來水處理過程中的一個重要檢測儀表，被廣泛的應(yīng)用在配礬、格柵配水井、清水池、濾池等，水位測量儀表還包括超聲波、靜電電容式、浮子式、吹氣式、靜壓式、差壓式等多種類型。自動化水質(zhì)檢測系統(tǒng)是自來水廠生產(chǎn)過程自動化設(shè)計的重要基礎(chǔ)，通過引進(jìn)先進(jìn)的檢測技術(shù)和檢測儀表，進(jìn)一步提高水質(zhì)檢測精度，擴(kuò)大檢測范圍。
2.3 自動化水處理控制系統(tǒng)
近年來，各個地區(qū)的用水形勢嚴(yán)峻，對于水處理效率和水質(zhì)控制提出了更高的要求。各種新設(shè)備、新工藝在自來水廠的應(yīng)用，提高了自來水廠的水處理能力，同時對于自來水廠整個生產(chǎn)過程的協(xié)調(diào)控制也面臨著巨大的考驗。當(dāng)前，傳統(tǒng)的控制手段和控制技術(shù)已經(jīng)難以滿足自來水廠的水處理要求，現(xiàn)代化自來水廠需要建立自動化水處理控制系統(tǒng)，應(yīng)用經(jīng)典控制理論，構(gòu)建自動化水處理控制模型，全面控制加氯和藥劑投放過程，實(shí)現(xiàn)時變、非線性的水處理控制系統(tǒng)。
2.4 變頻節(jié)能系統(tǒng)
用水量變化大是自來水生產(chǎn)行業(yè)面臨的常見問題，在不同時段、不斷季節(jié)，各個地區(qū)的用水量需求存在很大差別，有著明顯的用水低谷和高峰特征，因此自來水廠要構(gòu)建變頻節(jié)能系統(tǒng)，隨著用戶用水量的變化，及時調(diào)整自來水廠送水系統(tǒng)的送水壓力。變頻器作為一種現(xiàn)代化的調(diào)速設(shè)備，具有較高的可靠性，調(diào)速范圍較廣，并且具有明顯的節(jié)電效果。自來水廠變頻節(jié)能系統(tǒng)可以通過變壓變量或恒壓變量方式實(shí)現(xiàn)變頻節(jié)能供水，變壓變量變頻節(jié)能供水是指根據(jù)用水量的需求變化，調(diào)節(jié)變頻器的供水壓力和轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)良好的節(jié)能效果。
2.5 機(jī)電一體化
自來水廠生產(chǎn)過程的機(jī)電一體化設(shè)計，將傳統(tǒng)的過濾、沉淀、混凝等凈化工藝集成在一個設(shè)備中完成，不僅占地面積，而且便于安裝維護(hù)。自來水生產(chǎn)過程機(jī)電一體化引進(jìn)自動反洗、自動排泥、復(fù)合濾料、斜板穩(wěn)流等先進(jìn)工藝，克服傳統(tǒng)凈水設(shè)備操作管理復(fù)雜繁瑣的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)自動化、節(jié)能、高效的生產(chǎn)過程。
3 結(jié)束語
隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，自來水廠生產(chǎn)過程的自動化設(shè)計要積極引進(jìn)先進(jìn)的控制技術(shù)和設(shè)備，加強(qiáng)對自來水生產(chǎn)過程的管理和控制，完善自來水廠生產(chǎn)過程綜合自動化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自來水生產(chǎn)的管控一體化，提高自來水生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低能耗，推動社會的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]王偉星.自來水廠生產(chǎn)過程自動化的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D].電子科技大學(xué)，2012.
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[3]薛穎.昆山市第三、第四自來水廠生產(chǎn)自動化工程中的主要技術(shù)應(yīng)用[J].城市公用事業(yè)，2011，03：41-42.
【關(guān)鍵詞】水廠；電氣自動化；控制系統(tǒng)；設(shè)備維護(hù)
1、電氣自動化在水廠的應(yīng)用
我國電氣自動化開始發(fā)展于20世紀(jì)50年代初，它覆蓋的行業(yè)領(lǐng)域廣，適用性大，自動化技術(shù)可以降低員工的勞動強(qiáng)度，提高檢測的準(zhǔn)確度和信息傳輸?shù)膶?shí)時性，為生產(chǎn)提供進(jìn)一步的技術(shù)保障。隨著電氣自動化進(jìn)入各個領(lǐng)域的同時，供水公司也加大了電氣自動化設(shè)備的投入力度和人力資源的培訓(xùn)。水廠生產(chǎn)工藝電氣自動化始于2001年，先后對濾池反沖洗工藝、反應(yīng)沉淀池排泥系統(tǒng)、在線濁度監(jiān)測、二氧化氯在線檢測、鍋爐點(diǎn)火系統(tǒng)等，加裝了自動化控制系統(tǒng)，為水廠的安全運(yùn)行提供了保障。
1.1水廠濾池工藝反沖洗電氣自動化應(yīng)用
水廠虹吸濾池反沖洗手動操作過程，是通過人工在巡檢中觀察到濾池水位達(dá)到反沖洗水位時，并準(zhǔn)備進(jìn)行濾池反沖洗操作。過程為：檢查系統(tǒng)是否完好，確定真空系統(tǒng)完好，各種閥門、控制系統(tǒng)完好投入運(yùn)行。關(guān)閉虹吸進(jìn)水管進(jìn)氣閥，啟動真空泵，同時打開進(jìn)水虹吸管抽氣閥，待進(jìn)水虹吸管出水口有大量清水涌出時，關(guān)閉此閥，同時關(guān)閉真空泵，濾池開始反沖洗。水廠三套六組共32個濾池，濾池反沖洗周期為8-72小時一次。加上三套六組反應(yīng)沉淀池，按規(guī)定的排泥周期進(jìn)行排泥，高濁期4-8小時排泥一次，低濁期12-72小時排泥一次，員工的勞動強(qiáng)度很大。
電氣自動化控制系統(tǒng)分集中監(jiān)控方式、遠(yuǎn)程監(jiān)控方式、現(xiàn)場總線監(jiān)控方式。現(xiàn)場總線監(jiān)控方式的優(yōu)點(diǎn)是它可使系統(tǒng)設(shè)計更加有針對性，不同的間隔有不同的功能。因此，可以根據(jù)間隔的情況進(jìn)行設(shè)計，采用這種監(jiān)控方式不但具有遠(yuǎn)程監(jiān)控的全部優(yōu)點(diǎn)外，還能減少大量的隔離設(shè)備、端子柜、I/O卡件、模擬量變送器等，而且智能設(shè)備就地安裝與監(jiān)控系統(tǒng)通過通信線連接，因此節(jié)省大量控制電纜，和安裝維護(hù)工作量，從而降低成本。它的各裝置功能相對獨(dú)立，裝置之間通過網(wǎng)絡(luò)連接，并且網(wǎng)絡(luò)組態(tài)靈活，大大提高了整個系統(tǒng)的可靠性。某一裝置故障只影響相應(yīng)元件，不會導(dǎo)致整個系統(tǒng)癱瘓。因此，水廠濾池反沖洗工藝采用現(xiàn)場總線監(jiān)控方式。系統(tǒng)動作開始后，對濾池水位進(jìn)行監(jiān)測，以監(jiān)測值為依據(jù)，由控制機(jī)確定濾池水位達(dá)到給定值，發(fā)出控制命令至濾池反沖洗完成。
1.2自動化設(shè)備維護(hù)更重要
一個健康的人如果不停的工作，不定期去體檢，得了小病不去醫(yī)治，長期如此就會積累成大病甚至死亡。自動化系統(tǒng)長期運(yùn)行也會出故障。至電氣自動化控制系統(tǒng)進(jìn)入水廠生產(chǎn)工藝以來，大大提高了水廠生產(chǎn)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性，減輕了員工的勞動強(qiáng)度。在得到受益的同時，也存在一些問題。一是部分配件出現(xiàn)故障后，由于自動化配件更新快，部分配件已經(jīng)停產(chǎn)購不到；二是部分自動化配件損壞后購置不到同型號，或廠家提供替換型號不符合目前的控制要求；三是自動化配件及系統(tǒng)的常規(guī)配件采購渠道不暢通；四是懂自動化控制系統(tǒng)的人才匱乏，自動化設(shè)備故障后不能得到有效的維護(hù)。綜上述原因，現(xiàn)在濾池反沖洗工藝、沉淀池排泥系統(tǒng)部分生產(chǎn)工藝的自動化系統(tǒng)已變成半自動化，所以電氣自動化設(shè)備的維護(hù)更重要。
1.3電氣自動化人才培養(yǎng)
電氣自動化設(shè)備要應(yīng)用，重要的是對其進(jìn)行維護(hù)。維護(hù)的方法除了更換和更新配件外，更重要的是對自動化人才的培養(yǎng)。要使電氣自動化設(shè)備正常運(yùn)行，就需要有懂自動化專業(yè)的技術(shù)員工對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。近年來，供水公司每年都拿出一部分資金，派員工到有自動化專業(yè)的高等院校和自動化程度較高的供水企業(yè)學(xué)習(xí)，但往往是杯水車薪。必經(jīng)出外培訓(xùn)的資金有限，最好的辦法就是在電氣自動化系統(tǒng)安裝時，讓員工直接接觸控制設(shè)備。與安裝人員一起經(jīng)歷自動化系統(tǒng)安裝、調(diào)試的整個過程。這將使員工對新系統(tǒng)增強(qiáng)感性認(rèn)識，操作人員能更好理解系統(tǒng)為何按某一特定方式安裝。為應(yīng)付突然出現(xiàn)的故障及惡劣運(yùn)行環(huán)境下維護(hù)做好準(zhǔn)備。而不是在生產(chǎn)廠家及工程部門直到系統(tǒng)安裝運(yùn)行之后，才開始對操作人員及維護(hù)人員進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn)。
另外，培養(yǎng)員工掌握自動化控制基本理論，掌握自動化控制系統(tǒng)的分析和常用生產(chǎn)控制系統(tǒng)的設(shè)計方法，具備電氣設(shè)備的安裝、調(diào)試、運(yùn)行和維修能力是現(xiàn)階段供水企業(yè)的重要問題。所以培養(yǎng)和建立一支高水平、高技能的電氣自動化專業(yè)隊伍，對企業(yè)及整個社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著舉足輕重的作用。
2、電氣自化發(fā)展無極限
經(jīng)濟(jì)發(fā)展逐步全球化,外資企業(yè)、合資企業(yè)不斷進(jìn)入中國，這些企業(yè)起點(diǎn)高，技術(shù)新，有大量的設(shè)備都是電氣自動化控制。與此同時，很多大中型企業(yè)為了提高產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量以加大競爭力，進(jìn)行技術(shù)改造，也引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備，機(jī)電一體化的設(shè)備、PLC控制技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、變頻技術(shù)、計算機(jī)集散控制技術(shù)（DCS）、微電子技術(shù)等以滿足社會科學(xué)發(fā)展的需要。
1946年，世界第一臺電子數(shù)字計算機(jī)(ENIAC)在美國誕生。至今計算機(jī)從第一代更新到第四代。從最出的算盤、計算尺、手搖機(jī)械計算機(jī)、電子管、晶體管到現(xiàn)在采用的大規(guī)模集成電路（LSI）和超大規(guī)模集成電路（VLSI）為主要電子器件制成的計算機(jī)，無不透視出計算機(jī)產(chǎn)品更新的步伐。
在自動化不斷完善和發(fā)展的今天，自動化水平已經(jīng)成為衡量企業(yè)現(xiàn)代化水平的一個重要標(biāo)準(zhǔn)，我國的自動化發(fā)展也經(jīng)歷了以“觀測”為主的第一階段；“觀測”加“人為反應(yīng)”的第二階段；以“自動測量自動反應(yīng)”的第三階段。而今以智能控制作為現(xiàn)代控制理論，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個自動化領(lǐng)域。為滿足自動化用戶的需求，實(shí)現(xiàn)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)自動化管控一體化。
3、結(jié)語
隨著人們對科學(xué)技術(shù)所帶來的效益和便利，自動化越來越廣泛的應(yīng)用到各行各業(yè)，電氣自動化在水廠生產(chǎn)工藝系統(tǒng)上的應(yīng)用更充分體現(xiàn)了它的優(yōu)勢。
參考文獻(xiàn)
[1]張軍,李楠.淺談電氣控制系統(tǒng)（rcs）的應(yīng)用和發(fā)展
關(guān)鍵詞:PLC；自動控制；控制方案；配置
中圖分類號：TU991.35 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
1 引言
進(jìn)入21世紀(jì)，水資源成為了社會關(guān)注的熱點(diǎn)問題。水是社會發(fā)展和人們生活不可缺少了一種資源。自來水廠作為一個地區(qū)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，能否安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行對該地區(qū)的生產(chǎn)和生活有著重要影響。隨著新技術(shù)的出現(xiàn)，PLC在水廠的應(yīng)用對提高水廠水質(zhì)監(jiān)控的準(zhǔn)確性和實(shí)時性以及提高水廠工人工作效率和設(shè)備的耐用性有著重要意義。因此，該技術(shù)在自來水廠中得到了廣泛應(yīng)用。
2 工藝介紹與自動控制內(nèi)容
2.1工藝介紹
某水廠日處理水80000m3，聚合鋁溶液與原水混合后，經(jīng)反應(yīng)沉淀，再經(jīng)過石英砂過濾處理，在處理過程中加入適量的氯氣進(jìn)行殺菌與消毒，并且保證出廠水余氯達(dá)到一定量，就是經(jīng)常所說的水處理常規(guī)工藝，流程圖如圖1。
圖1
2.2自動控制內(nèi)容與要求
2.2.1加藥自動
2.2.2前加氯和后加氯自動
2.2.3漏氯需報警（設(shè)定值可以改變）并且自動開啟中和吸收裝置
2.2.4濾池采用恒液位（液位設(shè)定值可以改變）控制
2.2.5濾池周期（周期設(shè)定可以改變）反沖洗與水頭損失反沖洗
2.2.6回收液位報警（設(shè)定值可以改變）并且此時濾池不能反沖洗
2.2.7進(jìn)水流量低于1500m3/h時，濾池不能反沖洗
2.2.8供水采用恒壓供水方式并且根據(jù)需要能自動啟動和停止備用泵
2.2.9出水流量和原水流量累計值要存儲
2.2.10現(xiàn)場所有的生產(chǎn)數(shù)據(jù)均在中央控制中心能監(jiān)視到，所有的設(shè)備都有自動和現(xiàn)場手動兩種控制方式，當(dāng)設(shè)備的控制方式切換到自動控制時，該設(shè)備可以在中央控制中心進(jìn)行控制與監(jiān)視，當(dāng)設(shè)備切換到現(xiàn)場手動控制時，中央控制中心能監(jiān)視到該設(shè)備的運(yùn)行情況
3 系統(tǒng)的組成與控制方案
3.1系統(tǒng)組成
系統(tǒng)組成使用DCS集散型控制系統(tǒng)見圖2現(xiàn)場采用三個一級控制站PLC3、PLC4、PLC5和5個二級控制站（CD01A、CD01B、CD01C、CD01D、CD01E），一級站與一級站和一級站與二級站之間的通訊都用FipwayNet網(wǎng)連接完成，一級控制站與中央控制室內(nèi)的PC機(jī)使用以太網(wǎng)（Ethernet）連接完成。
圖2自動控制系統(tǒng)圖
下面以其中一個一級控制站為例介紹PLC在此控制系統(tǒng)中硬件配置與軟件的設(shè)置。
3.1.1硬件配置
PLC硬件配置主要由基架、CPU（TSXP57303）模塊、電源模塊（TSXPSY5500、TSXPSY2600）、數(shù)字量輸入輸出模塊和模擬量輸入輸出模塊、通訊模塊（ETY110），其中基架全部采用的是擴(kuò)展基架型（在其型號后有個X標(biāo)志，如：TSXRKY8EX），電源模塊必須是從最左端插槽開始，CPU模塊其次，其余的模塊位置可以任意配置，但一旦配置好后，進(jìn)行編程即不可更改，修理維護(hù)時，除CPU和電源模塊需要斷電外，其余模塊的更換均可以帶電熱插拔。（如圖3）
圖3PLC硬件配置圖
3.1.2對應(yīng)的軟件設(shè)置
首先要對基架進(jìn)行撥號設(shè)置，在基架上有四個撥碼按紐，根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行設(shè)置，主基架定義為“0”號基架，撥碼全部為“Off”位置，其余按照16進(jìn)制來進(jìn)行撥碼。（見圖4）
3.2控制方案說明
3.2.1．加藥系統(tǒng)采用單閉環(huán)自動控制方式見圖5
圖5加藥控制原理圖
基于中央控制器設(shè)定的一個SCD值，結(jié)合原水的瞬時流量、原水PH值、原水濁度等重要參數(shù)自動投加藥，藥和水經(jīng)過靜態(tài)混合器混和攪拌后由SCD檢測加藥的效果，并轉(zhuǎn)化成4-20MA信號反饋給PLC，PLC對設(shè)定值和反饋值進(jìn)行比較后送給其內(nèi)部PID控制單元計算，計算結(jié)果用來控制計量泵的變頻器的頻率，調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速改變加藥的多少，從而達(dá)到自動投加藥的效果。
3.2.2．加氯系統(tǒng)自動控制方式與漏氯控制方式
3.2.2.1前加氯控制方式
中央控制器設(shè)定的一個前加氯系數(shù)值給PLC3，PLC3將采集到原水的瞬時流量與此設(shè)定值相乘做相應(yīng)的處理后將結(jié)果轉(zhuǎn)化成4-20MA信號送給前加氯機(jī)，前加氯機(jī)按照此值進(jìn)行加氯。
圖4硬件對應(yīng)軟件地址圖
3.2.2.2后加氯控制方式
中央控制器給PLC4設(shè)定一個濾后水的余氯所需值，PLC4對現(xiàn)場的余氯分析儀器所測的的余氯值進(jìn)行實(shí)時采集，將兩值進(jìn)行比較，將此結(jié)果通過Fipway網(wǎng)送給PLC3，PLC3發(fā)出指令來控制后加氯機(jī)的加氯量。
3.2.2.3漏氯控制方式
當(dāng)現(xiàn)場測量儀器測的現(xiàn)場氯氣量超過中央控制器設(shè)定的限定值時，PLC3發(fā)出報警信號，并且開啟漏氯吸收中和裝置。
3.2.3．濾池過濾與反沖洗控制方式
3.2.3.1濾池的恒液位控制方式見圖6
圖6恒液位控制原理圖
PLC4對現(xiàn)場的液位變送器送出的模擬量進(jìn)行采集后同中央控制器給出的液位設(shè)定值進(jìn)行比較，若是現(xiàn)場的液位比設(shè)定液位高，PLC4發(fā)出指令讓出水閥門開啟大點(diǎn)直至全開，若是現(xiàn)場的液位比設(shè)定值小，PLC4發(fā)出指令讓出水閥門關(guān)小點(diǎn)直至全關(guān)，這樣達(dá)到恒液位的控制方式。
3.2.3.2濾池反沖洗
濾池在自動控制方式下有兩種因素引起反沖洗，一種是按照沖洗周期（中央控制器內(nèi)設(shè)定），周期性的過濾與反沖洗，另外一種是PLC對現(xiàn)場的水頭損失信號進(jìn)行實(shí)時采集，若是采集到的信號超過中央控制器內(nèi)設(shè)定值,濾池進(jìn)行反沖洗。但是不管是什么情況引起，在沖洗前都要通過Fipway網(wǎng)絡(luò)檢測另外一個控制站（PLC3）中的信號——回收池液位和進(jìn)水流量。若回收液位過高報警或者進(jìn)水流量低于1500m3/h時濾池反沖洗不能進(jìn)行，直到該報警消除為止方可進(jìn)行反沖洗。
3.2.4．恒壓供水控制方式以及水泵的運(yùn)行
3.2.4.1恒壓供水控制方式
供水過程采用目前水廠最常用的恒壓供水方式，是用PLC、變頻器、水泵、出水壓力變送器，液位變送器組成的一套閉環(huán)控制，原理圖見下圖7
圖7恒壓供水控制原理圖
控制中心給PLC5一個基準(zhǔn)壓力值，PLC5將該值與出水壓力變送來的值進(jìn)行比較，經(jīng)過PID計算后，用此結(jié)果來調(diào)節(jié)變頻器的頻率，調(diào)整水泵的轉(zhuǎn)速達(dá)到恒壓供水的效果。
3.2.4.2自動方式下，水泵的運(yùn)行
在自動運(yùn)行方式下開始啟動運(yùn)行時，合上變頻器上的手動開關(guān)，PLC5首先檢測水池水位，若水池水位符合設(shè)定水位(≥2.0m,5m*40%)要求，變頻器輸出頻率從0Hz開始上升，此時壓力變送器檢測壓力信號反饋給PLC5，由PLC5經(jīng)PID運(yùn)算后控制變頻器的頻率輸出；如壓力不夠，則頻率上升至49Hz，延時一定時間后，將備用工頻泵投入使用。如用水量減小，出水壓力超過設(shè)定壓力，則PLC5控制變頻器降低變頻泵的輸出頻率，減少出水量來穩(wěn)定出水壓力。若變頻器輸出頻率低于設(shè)定值（33Hz），而出水壓力仍高于設(shè)定壓力值時，PLC5開始計時，若在一定時間內(nèi)，出水壓力降低到設(shè)定壓力，PLC5放棄計時，繼續(xù)變頻調(diào)速運(yùn)行；若在一定時間內(nèi)出水壓力仍高于設(shè)定壓力，PLC5將停止正在運(yùn)行的工頻水泵，單一運(yùn)行一臺變頻泵。（按照目前的供水實(shí)際情況，開啟一臺變頻泵和一臺工頻泵一定能夠滿足要求，因?qū)嶋H原因只有三臺工頻泵是用來備用的。）
3.2.5使用PLC的高速計數(shù)單元對現(xiàn)場流量計的脈沖進(jìn)行累計，然后通過計算，把計算結(jié)果送到中央控制中心PC機(jī)內(nèi)存儲。
4 總結(jié)
該水廠采用PLC自動控制后，能耗和水質(zhì)一直在同行業(yè)中保持領(lǐng)先。同時還提高了工人的工作效率，減輕了勞動強(qiáng)度，運(yùn)行成本也穩(wěn)步下降。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】自來水廠；節(jié)能降耗；自動化控制；應(yīng)用
一、自來水制水工藝及自控系統(tǒng)的組成
1、自來水制水工藝。制水工藝過程分別幾個步驟，取水-制備與投加藥劑-混凝-平流沉淀-過濾沉淀-送水。制水工藝采用最新的深度處理工藝，從而達(dá)到最新的國家標(biāo)準(zhǔn)要求。自控儀表設(shè)備選取分布式集散控制系統(tǒng)，與先進(jìn)的計算機(jī)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)整體生產(chǎn)工藝的自動化管理控制，為自來水廠創(chuàng)造更高的生產(chǎn)效率及出水質(zhì)量。
2、自來水自控系統(tǒng)組成。從整體自動控制系統(tǒng)的多個控制站考慮，可以選擇任一個一級控制站作為代表，分析PLC在控制站中硬件和軟件的設(shè)置。其中，PLC的硬件配置包括擴(kuò)展型基架和CPU、電源、數(shù)字量輸入輸出、模擬量、通訊五大模塊共同構(gòu)成，其中，CPU和電源模塊在左端插槽，其它模塊可隨意安裝。按照實(shí)際情況設(shè)置基架撥號，通常情況下采取16進(jìn)制，不過0號主基架撥碼例外，必須把統(tǒng)一設(shè)置成“off”狀態(tài)。
二、自來水廠節(jié)能降耗中自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用
1、取水泵站自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計。取水泵站一共有4臺取水泵（其中2臺變頻泵及2臺定速泵，3用1備），主要為整個水廠進(jìn)行原水的供應(yīng)，是電量的主要消耗站之一，也是水廠控制電量的關(guān)鍵部位。為保證最大限度降低電耗，需把水泵分為兩個組：運(yùn)行的變頻泵設(shè)定為變頻泵組，另一臺變頻泵及定速泵設(shè)定為定速組。每次運(yùn)行均至少開啟一臺變頻器，當(dāng)運(yùn)行變頻泵設(shè)定時間到時，且另一變頻泵不運(yùn)行時，將自動切換至另一變頻泵。自控系統(tǒng)將根據(jù)清水池水位增減相應(yīng)的水泵。
1.1取水變頻泵的頻率調(diào)整。原水變頻泵的運(yùn)行頻率要介于最小和最大頻率之間，頻率限定值在SCADA系統(tǒng)中設(shè)定。PLC記錄變頻泵停止前的頻率，以便于變頻泵再次啟動后保持之前的頻率。
1.2定速泵的啟動數(shù)量。定速泵的啟動數(shù)量由變頻泵的運(yùn)行頻率決定，為了更好地控制定速泵的數(shù)量，需要定義兩個限定值：限定值1：啟動一臺定速泵時變頻泵頻率，限定值2：停止一臺定速泵時變頻泵頻率。
2、加藥加氯系統(tǒng)自動化控制設(shè)計
2.1加藥系統(tǒng)。加藥系統(tǒng)主要節(jié)能控制點(diǎn)在于控制藥耗。水廠加藥系統(tǒng)主要用于控制聚合氯化鋁的投加，為保證系統(tǒng)的節(jié)能降耗，主要控制在于精確計算氯化鋁的投加量。樂從水廠設(shè)計3臺加藥計量泵，計量泵的速度需通過PLC計算并直接通過通信進(jìn)行速度控制給定。
2.2加氯消毒站程序設(shè)計。整個水廠的加氯系統(tǒng)由氣源系統(tǒng)，真空加氯系統(tǒng)，壓力水供應(yīng)系統(tǒng)，電氣、控制檢測儀表系統(tǒng)，氯氣泄漏檢測及安全防護(hù)系統(tǒng)組成。為了掌握加氯是否處在手動或自動加氯狀態(tài)，在加氯機(jī)中引出了加氯機(jī)的手動/自動選擇信號。
（1）前加氯控制設(shè)計。前加氯機(jī)的控制方式：前加氯的作用主要是防止藻類和破壞膠體，所以前加氯一般根據(jù)原水流量按比例投加：加氯機(jī)開度控制=源水流量（m3/h）*投加量（kg/km3）/1000，共設(shè)置兩臺前加氯機(jī)，一用一備。當(dāng)使用加氯機(jī)故障時，在SCADA上發(fā)出警報，并自動切換至另一臺備用前加氯機(jī)，
（2）后加氯控制設(shè)計。后加氯主要作用是保證出廠水中余氯含量，起到清水池及出廠水管道消毒作用。控制方式如下：加氯機(jī)開度控制=流量主控制量+余氯控制量流量主控制量=濾后水流量或源水流量（m3/h）*投加量（kg/km3）/1000
（3）余氯控制量根據(jù)濾后水余氯高低進(jìn)行控制，控制范圍規(guī)定在流量主控制量的±5%。當(dāng)余氯高于SCADA中設(shè)定的余氯值時，每分鐘余氯控制量-0.2kg（可以SCADA中設(shè)置）當(dāng)余氯低于SCADA中設(shè)定的余氯值時，每分鐘余氯控制量+0.2kg（可以SCADA中設(shè)置）本工程共設(shè)置2臺前加氯機(jī)，一用一備。當(dāng)使用加氯機(jī)故障時，在SCADA上發(fā)出警報，并自動切換至另一臺備用前加氯機(jī)。
3、沉淀池排泥系統(tǒng)自動化控制設(shè)計。沉淀池排泥系統(tǒng)主要由排泥閥、排泥車組成。該環(huán)節(jié)的節(jié)能控制關(guān)鍵點(diǎn)在于排泥過程中合理排水，在污泥排放時盡量減少不必要的排水。
3.1沉淀池排泥閥控制。沉淀池排泥閥周期性排泥：排泥周期可設(shè)定；各排泥閥開閥時間可設(shè)定。排泥周期可設(shè)定：用戶可根據(jù)原水水質(zhì)進(jìn)行排泥周期的設(shè)定，合理減少排泥時間。各排泥閥開閥時間可設(shè)定：用戶可根據(jù)平流沉淀池的具體特性，設(shè)置各閥門的相應(yīng)開啟時間。
3.2排泥車控制。沉淀池排泥車的過程控制：由于沉淀池長度約100m，長度較長，而按照沉淀池的沉泥規(guī)律，從沉淀池的進(jìn)水到出水，池底所沉積的泥厚度按從多到小逐步遞減的規(guī)律進(jìn)行，因此，為了達(dá)到排泥車的排泥效果而又減小不必要的排水浪費(fèi)，排泥車的行走電機(jī)可采用變速電機(jī)，在沉淀池的進(jìn)水端采取慢速行走，而在沉淀池的出水端采取快速行走，或排泥車的行走電機(jī)為定速電機(jī)，排泥車從沉淀池的進(jìn)水端前行全程1/3，后退至沉淀池進(jìn)水端，再從進(jìn)水端排泥至出水端，空車返回。
4、送水泵站自動化控制設(shè)計。送水泵房一共有4臺清水泵，分別為2臺變頻泵及2臺定速泵組成。正常使用時為3用1備。每次運(yùn)行均至少開啟一臺變頻器，當(dāng)運(yùn)行變頻泵設(shè)定時間到時，且另一變頻泵不運(yùn)行時，將自動切換至另一變頻泵。系統(tǒng)分為兩個組：運(yùn)行的變頻泵設(shè)定為變頻泵組P401A/C，定速泵P401B/D設(shè)定為定速組。運(yùn)行的變頻泵的頻率根據(jù)出廠水壓力設(shè)定值調(diào)整。定速泵啟動的個數(shù)根據(jù)變頻泵的頻率決定啟動臺數(shù)。
4.1加壓變頻泵的頻率調(diào)整。加壓變頻泵的頻率根據(jù)SCADA設(shè)置的壓力值進(jìn)行PID恒壓控制，PLC不斷調(diào)整變頻泵的頻率。變頻泵的頻率及頻率閥值以Hz表示。
4.2增加變頻泵頻率。變頻泵頻率由用戶設(shè)定壓力值及實(shí)際管道壓力計決定。PLC通過PID運(yùn)算調(diào)整變頻泵頻率，當(dāng)管道壓力小于用戶設(shè)定壓力時，變頻泵頻率將增加。
4.3減少變頻泵頻率PLC。通過PID運(yùn)算調(diào)整變頻泵頻率，當(dāng)管道壓力大于用戶設(shè)定壓力時，變頻泵頻率將減少。
4.4定速泵的啟動數(shù)量。定速泵的啟動數(shù)量由變頻泵的運(yùn)行頻率決定。為了更好的控制定速泵的數(shù)量，需要定義兩個限定值：限定值1：增加一臺定速泵時變頻泵頻率；限定值2：停止一臺定速泵時變頻泵頻率
4.5啟動一臺送水定速泵。當(dāng)變頻泵的頻率高于等于限定值1（例如48.5Hz）并且至少有一臺定速泵可用時啟動一臺定速泵。
4.6停止一臺送水定速泵。當(dāng)變頻泵的頻率低于限定值2（例如35Hz）并且至少有一臺定速泵運(yùn)行時停止一臺定速泵。
結(jié)束語
自來水生產(chǎn)具有獨(dú)有的特性，其連續(xù)性、不可替代性及不間斷性要求自動化控制系統(tǒng)具有較高的可靠性、高速性以及穩(wěn)定性，必須要選擇增強(qiáng)型的處理器。自動化系統(tǒng)在自來水廠中的應(yīng)用有廣泛的發(fā)展，可以有效的保證水質(zhì)，提高自來水廠的處理能力。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵字：自動化技術(shù)；運(yùn)用
中圖分類號：F407.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會的進(jìn)步，我國各大城市的自來水廠正逐步向“安全供水、科學(xué)管理、優(yōu)質(zhì)服務(wù)”的方向發(fā)展。因此如何提高供水質(zhì)量、達(dá)到節(jié)能降耗、實(shí)現(xiàn)高效管理，是當(dāng)前自來水廠所面臨的首要問題。另外，提高自動化、信息化水平對自來水廠來說也越來越重要。
一、現(xiàn)今水廠自動控制的內(nèi)容
1自來水廠自動化系統(tǒng)在我國的發(fā)展過程
自來水廠自動化系統(tǒng)在我國的發(fā)展過程分為三個階段：第一，分散控制階段，在這個時期自來水廠的每個部分都進(jìn)行獨(dú)立的自動控制，每個獨(dú)立的自動控制系統(tǒng)都沒有聯(lián)系。第二，水廠進(jìn)行整體自動化階段，在這個時期里，自來水廠整體作為一個綜合的自動化系統(tǒng)控制進(jìn)行生產(chǎn)，同時每個獨(dú)立的自動化系統(tǒng)還可以獨(dú)立的控制工作，這個系統(tǒng)在共享自來水廠的整體信息外，又可以對子系統(tǒng)進(jìn)行分散控制，從而提高了系統(tǒng)的可靠性。第三，供水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)綜合自動化階段，這個階段是在一定區(qū)域里實(shí)現(xiàn)供水企業(yè)信息的共享，從而這個地區(qū)或整個城市的供水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動控制。現(xiàn)在，我國達(dá)到第三個階段的只有少部分的大型水廠，其余的中小型供水企業(yè)還處于第一個階段和第二個階段。
2、目前我國自來水廠運(yùn)用的自動化系統(tǒng)控制的結(jié)構(gòu)形式
水廠運(yùn)用的自動化系統(tǒng)控制的結(jié)構(gòu)形式，從自動化控制的角度來看，可以分為監(jiān)視控制系統(tǒng)、集散型控制系統(tǒng)、采集數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)等。DCS系統(tǒng)是運(yùn)用不同等級的分布式控制，實(shí)現(xiàn)了在物理上的真正意義上的分散控制，并有實(shí)時性好的優(yōu)點(diǎn)，但是所用的軟件在編程時的工作量非常大，開發(fā)和維護(hù)隊工作人員的要求較高。而且開發(fā)周期比較長，SCADA系統(tǒng)覆蓋面積達(dá)，采用的通訊方式比較靈活，但是有較低的實(shí)時性，在實(shí)現(xiàn)大范圍和復(fù)雜的控制時比較困難。PCL+IPC系統(tǒng)不但可以實(shí)現(xiàn)分級分布控制，還可以實(shí)現(xiàn)集中管理分散控制，它有編程、維護(hù)方便和可靠性高以及開發(fā)周期短，內(nèi)部的調(diào)整靈活，可以與現(xiàn)場的信號就地直接連接，還比較容易實(shí)現(xiàn)一體化等優(yōu)點(diǎn)。所以它是自來水廠自控系統(tǒng)的重要結(jié)構(gòu)形式。
水廠的控制系統(tǒng)和核心組成大致相同，包含有水處理控制技術(shù)、綜合自動化系統(tǒng)、水質(zhì)檢測技術(shù)和變頻節(jié)能技術(shù)這四個方面。
3、水廠制水中的工藝流程
水廠的實(shí)際情況的不同，制水過程中的工藝流程有著千差萬別，所運(yùn)用的設(shè)備也有所不同，但是基本的流程是大致上相同的。主要的過程第一步是取水，通過大型的水泵將地表、江等地方的水抽到凈水廠中，藥劑的添加和制取，按要求研制使用的混凝劑，在凈水廠里投入氯氣和混凝劑，達(dá)到消毒和混凝目的，其中混凝是把混凝劑投入到源水里進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后排出沉淀的污泥，在進(jìn)行平流沉淀，可以排除污泥和懸浮顆粒進(jìn)行沉淀；過濾沉淀指水經(jīng)過介質(zhì)把水澄清，但是要定時的進(jìn)行反沖洗石英砂，最后就是送水，運(yùn)用多臺設(shè)備把自來水通過一定的壓力送入管道，送達(dá)千家萬戶。
4、自來水廠的自動化控制系統(tǒng)的組成
水廠通常把整個工藝依照控制單元進(jìn)行劃分有：加礬自動、配電、濾池氣水反沖洗等控制系統(tǒng)，在工藝單元里面設(shè)備比較相對集中，有了這些特點(diǎn)一般采用PLC+IPC中的集散控制模式。水廠采用這種系統(tǒng)裝置的，能滿足水廠對自動化的保護(hù)和監(jiān)控等要求。依據(jù)控制點(diǎn)分布的位置不同，運(yùn)用就近原則，設(shè)備的集中區(qū)設(shè)置不同的PLC進(jìn)行對這個區(qū)域的設(shè)備監(jiān)控，在經(jīng)過通訊網(wǎng)絡(luò)，在PLC站之間共享數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)自動化控制。
二、當(dāng)代水廠自控系統(tǒng)的應(yīng)用
1、控制系統(tǒng)管理控制一體化
控制系統(tǒng)管理控制一體化，指建立一個對水廠生產(chǎn)現(xiàn)場狀態(tài)進(jìn)行控制和監(jiān)視，同時還要把水廠整體信息和現(xiàn)場信息結(jié)合到一起，進(jìn)行對企業(yè)管理功能和水廠控制功能的整體自動化系統(tǒng)。
管理控制信息并有效地結(jié)合的基本條件是企業(yè)所具有的信息網(wǎng)絡(luò)，企業(yè)如果沒有信息網(wǎng)絡(luò)，就實(shí)現(xiàn)不了企業(yè)整體信息的匯集和溝通，建立信息網(wǎng)絡(luò)的目的是實(shí)現(xiàn)整個企業(yè)信息資源共享和對外部信息的溝通。水廠的整體自動化監(jiān)視系統(tǒng)一般分為控制層、設(shè)備層和管理層三方面。控制層是完成對取水、沉淀、過濾等環(huán)節(jié)的測試和監(jiān)控，比如加藥設(shè)備、機(jī)組電氣柜等，及時收集現(xiàn)場的實(shí)際數(shù)據(jù)，傳送到控制中心，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行保存；管理層是負(fù)責(zé)故障報警處理、狀態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集等方面的工作，是由各種客戶機(jī)和服務(wù)器組成，把企業(yè)的各種信息集成在一起，與網(wǎng)絡(luò)連接，完成商務(wù)應(yīng)用和決策、管理等功能，它是由控制網(wǎng)段和總線設(shè)備組成，讓傳統(tǒng)的集散控制站的功能分布到現(xiàn)場總線設(shè)備，總線技術(shù)和產(chǎn)品組成了基層網(wǎng)絡(luò)，發(fā)揮了檢測設(shè)備有通信能力的特點(diǎn)，為網(wǎng)絡(luò)的建立提供了方便，一般控制層的工藝環(huán)節(jié)分布的位置范圍比較大，控制中心可以讓他們集中起來進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控，所以水廠自動化系統(tǒng)具有分散控制和集中監(jiān)視的特點(diǎn)
2、PLC在水廠自動化系統(tǒng)里的應(yīng)用
PLC是可編程控制器，是一個擁有微處理器電子設(shè)備，可以用在自控系統(tǒng)的邏輯數(shù)位控制器，能把控制命令隨時的加入到內(nèi)存中進(jìn)行執(zhí)行和儲存。這種控制器是由輸入輸出單員、數(shù)位類比、資料內(nèi)存等單元模組化，以及內(nèi)部CPU和指令組成。
因為自來水有不間斷性、距離遠(yuǎn)、組網(wǎng)復(fù)雜、不可替代、設(shè)備比較分散等特點(diǎn)，對設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性、擴(kuò)展性和高速度等因素進(jìn)行考慮，處理器應(yīng)該選用增強(qiáng)型的，支持結(jié)構(gòu)化文本和梯形邏輯等編程方法。世界上使用最廣泛的局域網(wǎng)是DH+網(wǎng)絡(luò)，它是最先為可變控制器提供遠(yuǎn)程的組態(tài)和編程，以及對故障進(jìn)行排除的控制網(wǎng)絡(luò)，生產(chǎn)工藝中的全部參數(shù)要求都要用PLC進(jìn)行采集和控制，上位機(jī)是對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的后續(xù)處理，從而在很大程度上提高了控制系統(tǒng)的可靠性。在系統(tǒng)控制功能方面，中心控制式的大致功能是：顯示器也整個工藝的流程圖，對全廠的實(shí)時數(shù)據(jù)的變化動態(tài)進(jìn)行顯示，以及對每個設(shè)備的系統(tǒng)和工作狀態(tài)進(jìn)行控制，全廠整體自動化控制設(shè)備功能是，實(shí)現(xiàn)自動報警，提供手動操作界面，實(shí)現(xiàn)操作和對系統(tǒng)狀態(tài)的歷史查詢、記錄、報表打印等，運(yùn)用自控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)誰唱的整體自動化，不需要人的看守。
信息網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)管理和控制自動化的一個基礎(chǔ)，現(xiàn)場總線為實(shí)現(xiàn)管理控制一體化網(wǎng)絡(luò)打下基礎(chǔ)。開放式的現(xiàn)場總線，可實(shí)現(xiàn)共享網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，打破了封閉式的傳統(tǒng)系統(tǒng)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的開放性，實(shí)現(xiàn)其他網(wǎng)絡(luò)和水廠網(wǎng)絡(luò)的無縫連接，從而建立管理控制一體化的綜合型自動化系統(tǒng)。
總結(jié)：
水廠自動化的目的是對整個供水過程運(yùn)行和維護(hù)進(jìn)行統(tǒng)籌管理，把調(diào)度方法和人工檢測進(jìn)過微機(jī)系統(tǒng)統(tǒng)一安排，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，提高工作效率，節(jié)約企業(yè)成本，是現(xiàn)在我國水廠發(fā)展的需要。
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關(guān)鍵詞：中小型水廠、自動化管理、現(xiàn)代化管理模式
中圖分類號： TU991 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：
一、我國中小型水廠自動化管理現(xiàn)狀分析
我們國家經(jīng)過長期以來不懈的努力，水廠的自動化控制水平得到了快速的發(fā)燕尾服，例如一些大型的水廠已經(jīng)采用了自動加礬、水泵自動變速、自動加氯以及全廠生產(chǎn)也實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測運(yùn)行與自動沖洗。但是，隨著水廠自動化程度不斷的提高，給設(shè)計、使用以及施工也帶來很多問題。目前，對于水廠實(shí)現(xiàn)的自動化存在不同意見。其一是大力主張，現(xiàn)在水環(huán)境的污染越來越嚴(yán)重，人們對水質(zhì)的要求越來越高，對于水凈化的處理只靠手工是非常困難的，所以，針對紡凈水工作的可靠性，針對解決電耗及藥耗，人員減少問題的解決，自控系統(tǒng)對于水廠來講是必不可少的。國外的一些專家有不同的意見，他們認(rèn)為飲用水的處理現(xiàn)在變得越來越復(fù)雜了，必須有專人從中負(fù)責(zé)。因為對于水的處理工作有隨時調(diào)整的需要，如果整個過程都有專為負(fù)責(zé)，那么在操作過程中操作者對于整個過程就會了如指掌，哪里出的問題出的什么問題，都由操作人直接來反映，對于周圍的環(huán)境需要有人進(jìn)行評價，并做出決策，有了這樣的思想指導(dǎo)，他們再發(fā)展技術(shù)工具，才能從根本上解決水廠運(yùn)行的善，命名人們的決策得到提高，才能讓操作者獨(dú)立高效的完成工作。如果提高了自動化控制水平，就對會水處理工藝以及構(gòu)筑物的發(fā)展起到很大的促進(jìn)作用，這些復(fù)雜的工藝是靠人工無法實(shí)現(xiàn)的，還有可能把現(xiàn)有的凈化工藝流程進(jìn)行改變。這樣，水廠運(yùn)行的發(fā)展方向就是智能化。可以說，這樣就可以擺脫現(xiàn)有的水廠水處理的技術(shù)框架，不但可以改變水處理的藝，還可以改變整個技術(shù)構(gòu)架。上面所描述也只是國內(nèi)兩種觀點(diǎn)。關(guān)于現(xiàn)有的水處理技術(shù)框架內(nèi)無法取代的還是人的作用。自動化也有很多受限制的因素，這句話不無道理，目前的水處理技術(shù)從上到下都是基于人的，并不是基于機(jī)器之上，所以，這種技術(shù)框架根本無法達(dá)到高度的自動化運(yùn)行管理。從某種意義上來講，現(xiàn)有的水處理技術(shù)無論是框架還是思想都是有一定局限的，所以，具體的技術(shù)藝術(shù)需要從智能化的問題入手，首先明確發(fā)展方向是向著智能化，而且，對于凈水工藝術(shù)整體流程進(jìn)行改進(jìn)。以上兩種不同的觀點(diǎn)或意見都是從凈水思想框架內(nèi)對自動化的認(rèn)識，并沒有站在水處理面臨的問題上考慮，針對水廠自動化存在的不一樣的觀點(diǎn)可以看出，現(xiàn)有的自動化工作與目前自動化努力但是還沒有與水工業(yè)發(fā)展建立密切的聯(lián)系，導(dǎo)致自動化工作方面這一問題的產(chǎn)生。
二、現(xiàn)階段我國水廠的巨大作用
我國如今的水資源現(xiàn)狀是不容樂觀的，我國雖有水量2.8萬億立方米，但人均水資源僅2300立方米，相當(dāng)于世界人均的1/4，被列為世界上最貧水的13個國家之一。1998年我國人均水量為2251立方米，預(yù)測到2030年我國人口增至16 億時，人均水資源量將降到1760立方米。專家預(yù)言，2010年后我國將進(jìn)入嚴(yán)重缺水期，2030年我國缺水將達(dá)400億立方米到期500億立方米。供水量不足，給城市生產(chǎn)、生活造成極大影響。我國部分山區(qū)、草原、濱海和海島還有6000萬人口和4500萬頭牲畜飲水困難。每年的農(nóng)業(yè)收成和工業(yè)產(chǎn)值都因缺水造成重大損失，水資源的總量嚴(yán)重短缺。
首先，保證回用的穩(wěn)定水源。城市污水的回用是以污水的常規(guī)處理為前提的，因，污水處理率偏低是影響城市污水回用全面啟動的最直接原因。優(yōu)化城市建設(shè)規(guī)劃、對污水處理給予經(jīng)濟(jì)上、政策上的支持，盡快提高城市污水處理率， 是推動污水回用全面推廣的基礎(chǔ)。其次，把城市污水再生水的成本降低下來。污水回用發(fā)展中的關(guān)鍵就是城市污水再生的成本，只有把污水回用成本降下來，才能提高再生水在市場上的競爭力。所以，還要從多方面不斷努力：其一，統(tǒng)籌規(guī)劃城市建設(shè)，對于污水廠進(jìn)行整體設(shè)計，在設(shè)計前要把污水回用的問題考慮進(jìn)去，把污水的回用與處理融入在一起，這樣可以減少重復(fù)投資，增加就近回用，減少輸水間隔距離。其二，提倡分散城市污水的處理，進(jìn)行分級的處理，盡量做到污水就地進(jìn)行處理，就地回用，根據(jù)回用的要求對污水進(jìn)行分級回用，實(shí)現(xiàn)小范圍內(nèi)的水平衡。其三，大力開發(fā)污水回用技術(shù)，不斷開發(fā)新的技術(shù)以及設(shè)備對污水回用進(jìn)行處理，保證技術(shù)的可靠性，高效性，并且要有穩(wěn)定的運(yùn)行。最后，使城市污水再生水的用水市場得到保障。城市污水再生水的市場得到有效保障對于污水回用的進(jìn)一步發(fā)展起著重要的推動作用。所以，要保障再生水的市場，不但要加強(qiáng)宣傳，還要打破人們常規(guī)的一種思想就是污水就是臟水，只能排放不能利用，讓人們對污水回用的觀點(diǎn)能夠接受，再就是對城市求導(dǎo)水回用的政策的完善，以及管理機(jī)制的完善，在相關(guān)政策上對于污水回用多加鼓勵，甚至能夠用法律的手段對污水回用的市場進(jìn)行深一步的保證。
三、我國中小型水廠管理中對現(xiàn)代化管理理念在的具體應(yīng)用
在實(shí)際的工作過程中，對于水廠生產(chǎn)的運(yùn)行管理在自動化程序上達(dá)到比較高的境地，就現(xiàn)有的我們國家的生產(chǎn)設(shè)施與管理的現(xiàn)狀來分析，還是件非常困難的事情。自動化水廠生產(chǎn)運(yùn)行值班人員肩負(fù)重大的責(zé)任，但是，工作卻是又簡單又枯燥，這樣的工作做的時間久了，就會使值班人放松精神，若再加上一些思想并不穩(wěn)定的人員，就會給安全方面帶來很多的不穩(wěn)定的因素。盡管值班人員都有非常強(qiáng)的責(zé)任感，也有非常高的技術(shù)水平，若萬一發(fā)生故障，要立刻做出判斷并做出應(yīng)爭處理也不是件容易的事情。尤其是有些問題就發(fā)生在一瞬間，人的智能與體能是不易適應(yīng)的。我們國家最大的一個特點(diǎn)就是人口多，而水廠的人多，要達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的工作質(zhì)量要求不是件易事，相反還會加大管理工作的難度，提高人為事故的發(fā)生率，使生產(chǎn)安全的可靠性降低下來。因此，對于已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動化運(yùn)行的水廠來講，很多運(yùn)行值班人員的工作都被計算機(jī)代替，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，把一套保證體系建立起來，并保證其高效性。這需要有一個高素質(zhì)高技術(shù)的管理團(tuán)隊，并且要有一套高效的，可行的管理辦法。
四、中小型水廠在管理方面對人進(jìn)行關(guān)注
現(xiàn)代化水廠的一個非常關(guān)鍵的標(biāo)志就是人員一定要精干，不然的話就無法把它的優(yōu)越性體現(xiàn)出來。現(xiàn)在的水廠雖然已配備了相對高素質(zhì)的人員，但是，因為多數(shù)都是第一次接觸這個工作，無論是知識方面還是經(jīng)驗方面都欠缺很多，知識面的寬度與深度都不夠，所以，需要進(jìn)行系統(tǒng)全面的學(xué)習(xí)，并且學(xué)習(xí)的過程會很長，開始著手做一份新工作，對于工作的內(nèi)容與流程都很陌生，因此，也需要一個很長的適應(yīng)的過程。適應(yīng)工作的性質(zhì)、工作的內(nèi)容以及工作的特點(diǎn)，針對這一點(diǎn)，需要進(jìn)行輪崗進(jìn)行培訓(xùn)，這樣可以提高培訓(xùn)的效率，并且能夠早日實(shí)現(xiàn)代化的管理。管理人員除了完成日常的工作之外，還要在規(guī)定的時間內(nèi)安排學(xué)習(xí)，制訂與公司教育培訓(xùn)規(guī)劃接軌的培訓(xùn)規(guī)劃。可以要求所有的人員在本專業(yè)方面在三到五年的時間內(nèi)達(dá)到高級以上的水平，不是本專業(yè)的業(yè)務(wù)知識也要達(dá)到中級以上水平。目前，若我們把培訓(xùn)現(xiàn)代化的管理知識、設(shè)備構(gòu)造及性能、水廠工藝技術(shù)、自動控制原理以及軟硬件知識方面作為重點(diǎn)，再進(jìn)行分階段的考核與考試，相信所要求的水平與知識已達(dá)到了實(shí)際操作所需要的水平。只要在每個階段的考試中都能達(dá)到分級水平的話，那么，就會得到同級技術(shù)水平的待遇，不會被正式評聘職稱所限制。有了健全的體系以及制度，有了高技術(shù)、高素質(zhì)的工作人員，有了激勵性強(qiáng)的政策，以及全面的培訓(xùn)，相信通過大家共同的努力，水廠在運(yùn)行管理方面會更規(guī)范，實(shí)現(xiàn)自動化管理指日可待。
作者簡介：
趙峰，德州市供水總公司生產(chǎn)管理處處長；趙娟娟，德州市供水總公司生產(chǎn)管理處科員。
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[關(guān)鍵詞]科學(xué)發(fā)展供水管理現(xiàn)代化信息化
一、禮泉縣農(nóng)村飲水工程現(xiàn)狀
禮泉縣地處關(guān)中平原中部，距咸陽市30km。縣域總面積1018km。總?cè)丝?8.37萬人，其中農(nóng)業(yè)人口42.76萬人，占總?cè)丝诘?8%。縣內(nèi)屬暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，地勢南低北高，南部屬平原區(qū)，北部屬黃土苔原區(qū)及黃土高原溝壑區(qū)。經(jīng)過對全縣農(nóng)村飲水現(xiàn)狀的調(diào)查研究，結(jié)果顯示，截止2009年5月，全縣已建成使用的農(nóng)村供水工程有71處，受益人口29.1萬人，占全縣農(nóng)村人口的59%。日供水規(guī)模為8284m。調(diào)查還顯示，仍有17.1萬人飲用不安全的井水或窖水，自來水普及率為59.01%。隨著09年第三期農(nóng)村飲水安全項目的實(shí)施，再建26處人飲工程，解決5.22萬人的飲水安全問題。屆時自來水普及率將上升至71.1%。在這已建飲水工程當(dāng)中國，沒有一處實(shí)行設(shè)備自動化控制，運(yùn)行在線監(jiān)控及管理也未達(dá)到現(xiàn)代化要求。大多數(shù)水廠采用加氯消毒措施，多數(shù)未建立水質(zhì)定期檢測制度。
九十年代初，我縣曾建起一批農(nóng)村供水工程，多以自然村為單位建設(shè)，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)低，建設(shè)規(guī)模小，供水能力小，水質(zhì)未經(jīng)任何凈化處理，水廠運(yùn)營達(dá)不到盈利標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致負(fù)債經(jīng)營。據(jù)調(diào)查，我縣現(xiàn)有農(nóng)村供水工程中，有相當(dāng)一部分缺乏有效管理，農(nóng)村供水工程量大面廣，單個工程規(guī)模小，管理難度大。不少村鎮(zhèn)供水工程只有1-2人管理，多為沒經(jīng)過技術(shù)培訓(xùn)的農(nóng)民。技術(shù)水平低，管理意識淡薄，有一部分供水工程產(chǎn)權(quán)不清，存在管理機(jī)構(gòu)不健全，管理方式、手段落后及管理規(guī)章制度不完善等諸多問題。
二、禮泉縣實(shí)施農(nóng)村供水管理現(xiàn)代化的可行性、必要性和緊迫性
隨著現(xiàn)代化、信息化技術(shù)的不斷提高，農(nóng)村供水管理也漸漸實(shí)現(xiàn)信息化、現(xiàn)代化。最近，我省旬邑職田塬區(qū)供水實(shí)現(xiàn)自動化管理，為我省農(nóng)村人飲供水工程向供水規(guī)模化、水處理設(shè)備自動化以及管理自動化開了個好頭。
水利是農(nóng)業(yè)的命脈，生活用水更是與每個人的生活息息相關(guān)。農(nóng)村供水工程顯得尤為重要，發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和改善農(nóng)民生活離不開供水工程，建設(shè)和諧社會主義新農(nóng)村離不開農(nóng)村供水這一環(huán)節(jié)。要搞好農(nóng)村供水，管理是頭等大事。我們必須結(jié)合實(shí)際，用科學(xué)發(fā)展的思路，促進(jìn)農(nóng)村供水工程的進(jìn)程，推進(jìn)供水管理自動化、信息化。這樣既符合總書記提出的科學(xué)發(fā)展觀的重要思想，又為農(nóng)村供水工程的可持續(xù)發(fā)展提供了良好的精神支撐。如今，社會已進(jìn)入自動化、現(xiàn)代化時代，農(nóng)村人飲供水工程向供水規(guī)模化、水處理設(shè)備自動化發(fā)展也是必然趨勢。
三、根據(jù)目前現(xiàn)狀及存在問題，應(yīng)從以下幾點(diǎn)來解決
1.從思想上高度重視農(nóng)村供水管理現(xiàn)代化建設(shè)
為適應(yīng)水利現(xiàn)化的要求，首先從思想上重視，才能實(shí)現(xiàn)農(nóng)村供水工程基礎(chǔ)、建設(shè)、管理、服務(wù)等信息的實(shí)時傳輸和共享，促進(jìn)農(nóng)村供水安全項目規(guī)范管理和科學(xué)決策，我們應(yīng)始終堅持把農(nóng)村供水現(xiàn)代化、信息化建設(shè)放在重要位置，努力做好農(nóng)村飲水安全項目同規(guī)劃、同設(shè)計、同建設(shè)、同管理、同受益。
2.供水工程規(guī)模化是農(nóng)村供水管理現(xiàn)代化、信息化的前提
近年來，我縣認(rèn)真汲取過去農(nóng)村水廠經(jīng)營失敗的教訓(xùn)，充分利用和整合現(xiàn)有資源，著力實(shí)施農(nóng)村飲水安全工程規(guī)模化建設(shè)，為工程建后規(guī)范化管理創(chuàng)造基礎(chǔ)條件。如我們已經(jīng)在藥王洞王家供水工程中，根據(jù)水源供水能力，擴(kuò)網(wǎng)輻射解決周邊農(nóng)村，將供水管網(wǎng)延至西蘭路藥王洞鄉(xiāng)街道及昭陵飯店。這對以后的實(shí)施現(xiàn)代化供水提供了前提條件。
3.必須配備供水工程設(shè)備，才能達(dá)到管理的信息化
(1)引進(jìn)水質(zhì)凈化消毒系統(tǒng)
禮泉縣的不合格水質(zhì)大概分為：苦咸水、污染水和高水。根據(jù)水質(zhì)的物理性狀、化學(xué)性狀、毒理學(xué)及細(xì)菌學(xué)四大類指標(biāo)進(jìn)行合理分析、合理確定水質(zhì)的過濾凈化系統(tǒng)。DA863凈化過濾系統(tǒng)可應(yīng)用于禮泉農(nóng)村人飲工程中。該過濾器采用“國家863計劃”研究成果——彗星式纖維濾料為技術(shù)核心的系列專用新型高效過濾器。具有運(yùn)行效率高、分離效率高、容積效率高等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)我縣實(shí)際情況，該系統(tǒng)可在本縣農(nóng)村供水中進(jìn)行廣泛推廣使用;其次是消毒問題。傳統(tǒng)的液氯消毒存在有毒、不穩(wěn)定、儲藏運(yùn)輸不方便等缺點(diǎn)，與水反應(yīng)易發(fā)生致癌物三氯甲烷對人體有害等問題。選擇二氧化氯發(fā)生器，上述缺點(diǎn)得以避免，又提高了殺菌率。該產(chǎn)品具多重優(yōu)點(diǎn)，且使用安全可靠，運(yùn)行成本低。
(2)運(yùn)用自動化監(jiān)控系統(tǒng)
運(yùn)用DCS自動化自動化監(jiān)控系統(tǒng)對DA863過濾系統(tǒng)、二氧化氯消毒系統(tǒng)進(jìn)行自動化監(jiān)控，以動態(tài)方式顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，使管理更方便，設(shè)備更具人性化，同時可提高設(shè)備運(yùn)行的安全性。
4.要達(dá)到農(nóng)村供水管理現(xiàn)代化，管理要同步
禮泉縣在已成規(guī)模化供水的幾個水廠，借鑒潛江市的現(xiàn)代化管理模式，在全面推進(jìn)供水管理信息化建設(shè)中，購置高端PC機(jī)，并按要求安裝操作平臺，建立全縣農(nóng)村供水管理網(wǎng)絡(luò)。并安裝了自來水管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)、水廠自動化控制管理系統(tǒng)及廠區(qū)安全視頻監(jiān)控設(shè)施，對水質(zhì)、水量、水壓、廠區(qū)安全進(jìn)行實(shí)時在線監(jiān)測，達(dá)到了可視、可控、可調(diào)、遠(yuǎn)傳的現(xiàn)代化管理水平。水廠內(nèi)安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過監(jiān)控系統(tǒng)對水廠內(nèi)部及周邊環(huán)境進(jìn)行安全監(jiān)控，保證水廠運(yùn)行安全，使飲水安全更具安全保障。我省旬邑縣職田塬區(qū)農(nóng)村供水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)也效果明顯，通過總控制系統(tǒng)能清楚直觀地掌握各蓄水池配水情況，水位高低，到達(dá)最高最低水位都有自動報警裝置。操作人員在控制室計算機(jī)上可遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)內(nèi)任何一臺水泵的起停和閘閥開關(guān)，查看通訊狀態(tài)，機(jī)泵實(shí)時運(yùn)行電流、電壓等技術(shù)參數(shù)等。
關(guān)鍵詞：電氣自動化技術(shù) 應(yīng)用 發(fā)展
隨著社會的發(fā)展，科技的進(jìn)步，電氣自動化發(fā)展速度越來越快了，在各個領(lǐng)域電氣自動化都充分發(fā)揮了自己的作用。電氣自動化的應(yīng)用讓更多的設(shè)備機(jī)械得到改善，管理系統(tǒng)更加完善，讓整個行業(yè)朝著現(xiàn)代化，科技化，數(shù)字化，智能化方向發(fā)展。工作效率更高，讓整個行業(yè)都得到巨大進(jìn)步。整個領(lǐng)域的進(jìn)步促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的繁榮，對社會的發(fā)展與進(jìn)步也作出了巨大貢獻(xiàn)。
下面對電氣自動化應(yīng)用好的具有典型代表的行業(yè)進(jìn)行分析。
一、電氣自動化技術(shù)在各行業(yè)的應(yīng)用
1電氣自動化在水廠方面的應(yīng)用
在水廠方面：第一，自動化提高了效率，節(jié)約了能源，降低了能耗，減少了污染。第二，對水廠的監(jiān)管和控制更加系統(tǒng)化專業(yè)化。讓監(jiān)督和控制的范圍更加廣泛，更加及時。第三，水廠的管理更加信息化，網(wǎng)絡(luò)化，現(xiàn)代化。第四，應(yīng)用電氣自動化系統(tǒng)，使企業(yè)效率更高，提高綜合效益。整個系統(tǒng)更加完善，同時具有更高的性價比。保證了水廠在各方面的高效運(yùn)行。電氣自動化技術(shù)在水廠中的應(yīng)用，提高了水廠的工作效率，讓水廠更加現(xiàn)代化，科技化，智能化。
2電氣自動化在港口方面的應(yīng)用
對外開放也帶動了港口的發(fā)展，為了使我國港口更快發(fā)展，港口方面應(yīng)用了很多新技術(shù)。比如港口電氣自動化的發(fā)展，應(yīng)用自動定位，動調(diào)度管理系統(tǒng)，無線數(shù)據(jù)通訊等，讓水路工作能夠高效運(yùn)行，這樣滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國際貿(mào)易的飛速發(fā)展。提高了效率，降低了成本，節(jié)約了勞動力。這些促進(jìn)了電氣自動化技術(shù)應(yīng)用達(dá)到更高的水平，從而促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。
3電氣自動化在火電廠方面的應(yīng)用
電氣自動化在火電廠方面的應(yīng)用發(fā)展也是很快的。電氣自動化應(yīng)用系統(tǒng)的功能在電氣方面得到充分發(fā)揮，比如監(jiān)視功能的發(fā)展，信號警示功能更加發(fā)達(dá)，與主信號之間聯(lián)系更加方便，網(wǎng)絡(luò)通訊更加發(fā)達(dá)，火電廠通信通道也更加迅速，便于火電廠更快的發(fā)展，更加現(xiàn)代化，科技化，智能化。電氣設(shè)備管理也更加系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視功能，自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的通信也更加快捷，更加發(fā)達(dá)。
4電氣自動化在電力 方面的應(yīng)用
電氣自動化在電力方面的應(yīng)用更多的是新技術(shù)的創(chuàng)新，電力在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要地位，新的應(yīng)用讓電力發(fā)展方面更加發(fā)達(dá)。第一，新電力電子開關(guān)標(biāo)志著運(yùn)動控制的新時代。MOS控制晶閘管將驅(qū)動電路、過壓過流保護(hù)、電流檢測甚至溫度自動控制等作用都集成到一起，統(tǒng)一成一個整體，這樣電氣自動化系統(tǒng)迎來了一個新時代。第二，變換器的組成部分電子器件的更新促使變換器的新發(fā)展，讓電氣自動化的應(yīng)用更加方便與快捷。電氣自動化對電力系統(tǒng)做出了巨大的貢獻(xiàn)。第三，交流調(diào)速控制日漸成熟擁有新穎的控制思想，簡單的控制結(jié)構(gòu)，控制手段更加直接，響應(yīng)迅速，且無超調(diào)，信號處理物理概念明確。這方面的新發(fā)展讓電氣自動化的工作效率更高，成本更低。這些讓電氣自動化應(yīng)用更全面發(fā)展速度更快。
5電氣自動化在電樓宇控制方面的應(yīng)用
在樓宇控制方面，電氣自動化也發(fā)揮了重要作用。為了讓整個樓宇控制系統(tǒng)更加現(xiàn)代化，安全化，科技化，智能化。在樓宇的應(yīng)用主要有兩種系統(tǒng)：
（1）TN-S系統(tǒng)。
TN-S是一個三相四線加PE線的接地系統(tǒng)。通常建筑物內(nèi)設(shè)有獨(dú)立變配電所時進(jìn)線采用該系統(tǒng)。這種系統(tǒng)讓樓宇系統(tǒng)更加安全更加可靠。樓宇中因為單相用電設(shè)備多，新的方式可以有隨機(jī)電流。智能建筑應(yīng)設(shè)置電子設(shè)備的直流接地，可以確保安全，防止雷電，還可以防止靜電。
（2）TN-C-S系統(tǒng)。
TN-C-S系統(tǒng)由兩個接地系統(tǒng)組成，第一部分是TN-C系統(tǒng)，第二部分是TN-S系統(tǒng)，分界面在N線與PE線的連接點(diǎn)。這種系統(tǒng)的優(yōu)勢是保證樓宇系統(tǒng)電力系統(tǒng)工作更加安全，高效。讓電力系統(tǒng)的綜合管理更系統(tǒng)化，全面化，科學(xué)化。
二、電氣自動化技術(shù)的新發(fā)展
世紀(jì)是一個創(chuàng)新的世紀(jì)，電氣自動化技術(shù)也同樣需要創(chuàng)新，新的技術(shù)能促進(jìn)各個行業(yè)生產(chǎn)條件，技術(shù)條件，技術(shù)工藝，管理結(jié)構(gòu)得到更新的發(fā)展。從而改善工作環(huán)境，提高工作效率，完善工作制度，管理技術(shù)也更加先進(jìn)。電氣自動化技術(shù)在各個行業(yè)的創(chuàng)新與應(yīng)用讓各個行業(yè)都到達(dá)新的境界新的領(lǐng)域。
1綜合自動化系統(tǒng)
為了滿足更多行業(yè)很多部門之間通訊更加方便的問題，我們需要綜合自動化系統(tǒng)。這樣可以讓控制和監(jiān)測集為一體，提高了高壓系統(tǒng)的保護(hù)和控制水平。綜合自動化系統(tǒng)用計算機(jī)進(jìn)行控制，便于檢測各種狀態(tài)信號、故障信號。
2現(xiàn)場總線技術(shù)的改變
新的改變是現(xiàn)場總線控制和現(xiàn)場總線型傳感器，是數(shù)字通信開放程度的測試網(wǎng)，符合國際上發(fā)展的熱地與趨勢。對現(xiàn)場的監(jiān)督和控制更加嚴(yán)密，更加及時，不論在什么行業(yè)中發(fā)生的事情都會得到及時處理。而且這種方式可以根據(jù)操作中央的設(shè)置，設(shè)置了非常多的操作站，這樣可以完成其所控制范圍內(nèi)每個流程的監(jiān)控。提高工作效率，改善工作流程。
3DCS系統(tǒng)控制
這種系統(tǒng)控制是一種新算法，它的特點(diǎn)是，對于普通算法和特殊算法都能夠計算。它包括由分散的現(xiàn)場控制站、數(shù)據(jù)采集站等就地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制，并通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)傳送到生產(chǎn)監(jiān)控級計算機(jī)。因為操作可以進(jìn)行備份，及時文件丟失也可以及時找回，補(bǔ)充漏洞，挽救危機(jī)。這種新方式被廣泛應(yīng)用于水泥廠，電廠等行業(yè)。
3.經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求技術(shù)的進(jìn)步與創(chuàng)新，同時技術(shù)的創(chuàng)新又進(jìn)一步促進(jìn)社會各個行業(yè)各個領(lǐng)域的進(jìn)步與發(fā)展，技術(shù)創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展成了一種相輔相成的過程。電氣自動化的應(yīng)用與創(chuàng)新讓整個行業(yè)朝著現(xiàn)代化，科技化，數(shù)字化，智能化方向發(fā)展。對社會的發(fā)展與進(jìn)步也作出了巨大貢獻(xiàn)！相信電氣自動化技術(shù)在以后也會有越來越多的創(chuàng)新，對社會做出更多的貢獻(xiàn)。
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