水廠電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用

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摘要：闡述了電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)、水廠自控系統(tǒng)組成以及制水工藝流程、電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在水廠中的應(yīng)用，從而使企業(yè)采取針對(duì)性的手段，提高水處理的技術(shù)水平。

關(guān)鍵詞：控制技術(shù)，電氣自動(dòng)化，水處理

引言

一直以來(lái)供水工程建設(shè)均存在自動(dòng)化水平不高的問(wèn)題，這就致使水廠運(yùn)行管理成本與日俱增?；谶@種背景之下，人們對(duì)自來(lái)水質(zhì)量也提出了愈來(lái)愈多的要求，所以要求相關(guān)企業(yè)要采取針對(duì)性的手段將自來(lái)水處理的技術(shù)水平加以提升[1,2]，保障實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的自來(lái)水供給。

1制水工藝流程與自動(dòng)化控制系統(tǒng)

1.1水廠制水工藝流程

各水廠自身的狀況存在著一定的區(qū)別，這也在無(wú)形當(dāng)中致使實(shí)際的工藝流程存在著天壤之別，然而基本的流程卻處于比較相同的狀態(tài)，比如取水、混凝、過(guò)波沉淀等。通俗地講，是通過(guò)從江河與湖泊等相關(guān)地方把水運(yùn)輸?shù)街付ǖ膬羲畯S，然后在其中添加一定數(shù)量的混凝劑與氯氣做好消毒與混凝工作，將存在的污泥排除干凈，通過(guò)過(guò)濾沉淀的方式將懸浮雜質(zhì)加以去除，令水處于干凈清澈的狀態(tài)，最后基于離心泵不斷作用之下輸送到相應(yīng)的供水管網(wǎng)中。

1.2水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)

通常情況下，水廠自控系統(tǒng)涵蓋的控制單元較多，同時(shí)控制單元也趨于集中化，所以該系統(tǒng)主要以集散控制系統(tǒng)（DCS）模式為主。針對(duì)采用PLC+IPC系統(tǒng)的水廠自動(dòng)化控制的設(shè)計(jì)，往往會(huì)借助于多主站加多從站結(jié)構(gòu)的模式，以便可以迎合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。不只是這樣，在水廠當(dāng)中的每一個(gè)地方均分布著控制點(diǎn)，所以盡可能堅(jiān)持就近控制的原則不動(dòng)搖，并在此基礎(chǔ)上把不同的PLC站設(shè)置在相應(yīng)的地方，以便可以實(shí)時(shí)監(jiān)督這些設(shè)備，同時(shí)還要依賴于通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)PLC站之間的數(shù)據(jù)通信，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)水廠的科學(xué)管控。

2電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在水廠的應(yīng)用案例

本人從事該行業(yè)數(shù)年，有著豐富的工作經(jīng)驗(yàn)。以下幾個(gè)項(xiàng)目本人都參與在內(nèi)：①美林水廠高低壓配電工程，新增容量1250kVA變壓器1臺(tái)及高低壓配電柜一批；②美林水廠三期生產(chǎn)線電氣設(shè)備安裝工程，新增315kW水泵機(jī)組3臺(tái)及配電柜，電動(dòng)閥門等設(shè)備1批；②美林水廠生產(chǎn)工藝自動(dòng)化工程。鑒于此，針對(duì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在水廠的具體應(yīng)用進(jìn)行探討。

2.1進(jìn)水過(guò)程控制

從電氣自動(dòng)化控制的角度出發(fā)來(lái)講，其在水廠當(dāng)中的重要應(yīng)用之一就是進(jìn)水過(guò)程的控制，在具體運(yùn)作期間，水處理往往會(huì)花費(fèi)較多的時(shí)間和精力，水處理期間涵蓋著取水，水源到供水點(diǎn)等若干個(gè)步驟，而電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)就應(yīng)當(dāng)在相關(guān)步驟中進(jìn)行充分作用。換言之我們一定要將更多的時(shí)間和精力投入到對(duì)該系統(tǒng)的研究當(dāng)中，以便可以充分確保水生產(chǎn)期間的規(guī)范性。針對(duì)進(jìn)水系統(tǒng)，相關(guān)人員第一件事情就是要對(duì)水?dāng)z入量進(jìn)行科學(xué)控制。水量的控制通常由泵系統(tǒng)控制與調(diào)整。直到進(jìn)水之后對(duì)泵系統(tǒng)做好監(jiān)督與控制工作，繼而從根本上保障所有泵系統(tǒng)均可以嚴(yán)格按照相關(guān)要求實(shí)現(xiàn)對(duì)水量的科學(xué)調(diào)整。

2.2水凈化處理控制

水凈化處理在水廠運(yùn)作期間扮演著重要的角色，同時(shí)也在水質(zhì)保護(hù)期間起到了推波助瀾的效果。在水處理當(dāng)中，不管是操作還是監(jiān)測(cè)均需要電凈化設(shè)備的凈化。從一個(gè)角度出發(fā)來(lái)講，該系統(tǒng)能夠在水的沉淀以及過(guò)濾的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)沖洗以及反沖洗的科學(xué)把控。在具體漂洗期間，該系統(tǒng)還能夠在充分結(jié)合實(shí)際要求的基礎(chǔ)上對(duì)以下幾點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)控制：①漂洗的時(shí)間；②漂洗量；③漂洗次數(shù)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)科學(xué)的智能控制操作。與此同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)借助于沖洗以及反洗的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)濾器的有效去除，以此來(lái)促進(jìn)水凈化質(zhì)量的有效提升。從另一個(gè)角度出發(fā)來(lái)講，其屬于消毒與凈化。在消毒與凈化期間，該系統(tǒng)能夠用于科學(xué)管控，以便可以在無(wú)形當(dāng)中令氯注入的量以及時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)化以及規(guī)范化。但是話又說(shuō)回來(lái)，氯泄漏系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)氯的吸收以及氯的過(guò)濾，繼而令水的質(zhì)量得到充分保障。

2.3水質(zhì)檢測(cè)控制

針對(duì)水質(zhì)檢測(cè)來(lái)說(shuō)，其在水廠生產(chǎn)期間占有著重要的位置，會(huì)對(duì)人們的飲用水帶來(lái)直接的影響。我們都知道水是人們賴以生存的資源，而水質(zhì)的優(yōu)劣會(huì)直接影響到人們的人身安全以及生活質(zhì)量。所以，這就要求水廠在為人們提供水資源的前期階段，需要詳細(xì)檢測(cè)水的質(zhì)量。而電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的有效運(yùn)用，能夠在很大程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)質(zhì)量的科學(xué)檢測(cè)。對(duì)于水質(zhì)檢測(cè)來(lái)說(shuō)，其實(shí)際上是對(duì)各種物質(zhì)存在的含量進(jìn)行科學(xué)檢測(cè)。但是，借助于該設(shè)備來(lái)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，不單單能夠?qū)崿F(xiàn)水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)化，還能夠結(jié)合實(shí)際需要加以完善。打個(gè)比方來(lái)說(shuō)，倘若pH值無(wú)法達(dá)到預(yù)期的目的，那么此時(shí)可以遠(yuǎn)程控制電氣自動(dòng)化系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)的科學(xué)處理。與此同時(shí)，還能實(shí)時(shí)監(jiān)控，充分確保pH值滿足相關(guān)要求，繼而令整個(gè)調(diào)試以及測(cè)試環(huán)節(jié)更加合理。

2.4送水過(guò)程控制

若想要令電氣自動(dòng)化系統(tǒng)控制發(fā)揮出應(yīng)有的價(jià)值，那么就要通過(guò)控制水量的方式來(lái)對(duì)輸水過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，水廠應(yīng)當(dāng)在充分結(jié)合具體狀況的基礎(chǔ)上來(lái)對(duì)供水量加大監(jiān)測(cè)與管控力度。打個(gè)比方來(lái)說(shuō)，某地區(qū)的生活用水主要涵蓋以下幾個(gè)時(shí)段：①高峰時(shí)段；②非高峰時(shí)段。就高峰時(shí)段而言，其有著較大的用水量，長(zhǎng)此以往下去就會(huì)致使水壓不足。而該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各個(gè)時(shí)段供水量的科學(xué)設(shè)置，并在此基礎(chǔ)上對(duì)水壓情況做好嚴(yán)格把關(guān)，科學(xué)調(diào)整供水量，以此來(lái)確保居民用水需求。在實(shí)際供水期間，應(yīng)當(dāng)對(duì)以下幾點(diǎn)進(jìn)行充分考慮：①季節(jié)的變化；②居民所需的水量。我們都知道一個(gè)城市針對(duì)水的需要在以下幾點(diǎn)中變化效果顯著：①不同季節(jié)；②不同時(shí)間。水廠應(yīng)當(dāng)格外重視供水期間水壓的調(diào)節(jié)。針對(duì)用水高峰期來(lái)說(shuō)，除了要將供水水壓加以提升之外，還應(yīng)當(dāng)增加自來(lái)水供應(yīng)，以此來(lái)迎合對(duì)水的需要；就低峰期而言，應(yīng)當(dāng)降低供水壓力，繼而減少水資源浪費(fèi)情況出現(xiàn)的概率。顯而易見的是，結(jié)合需求控制泵單元的運(yùn)作在水廠自動(dòng)化技術(shù)當(dāng)中扮演著重要的角色。這需要借助于自動(dòng)變頻控制技術(shù)，減少能耗情況發(fā)生的概率，同時(shí)因?yàn)樵O(shè)計(jì)問(wèn)題以及耗水量的改變致使全部能源出現(xiàn)了浪費(fèi)的情況。

2.5自動(dòng)變頻控制技術(shù)

因?yàn)榧竟?jié)與時(shí)間段的不同，使得用戶用水的需求也存在某些區(qū)別，供水期間用水高峰特點(diǎn)較為突出，所以這就要求供水系統(tǒng)給水壓力應(yīng)當(dāng)在用戶用水需求量發(fā)生變化的基礎(chǔ)上加以改變。要想實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，相關(guān)人員可借助于電氣自動(dòng)化技術(shù)結(jié)合用水需求來(lái)控制水泵機(jī)組，以便可以快速達(dá)到節(jié)能的效果。在對(duì)該技術(shù)進(jìn)行充分利用期間，不單單能夠增強(qiáng)供水的穩(wěn)定性與安全性，還能在全面了解供水系統(tǒng)用水量具體狀態(tài)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵工況的科學(xué)優(yōu)化，為可以早日達(dá)到節(jié)能的效果提供應(yīng)有的保障。從客觀的角度出發(fā)來(lái)講，該技術(shù)屬于一種具有較高合理性的優(yōu)化水泵工況的方式。除此之外，該技術(shù)還能夠在無(wú)形當(dāng)中實(shí)現(xiàn)變頻節(jié)能供水，其簡(jiǎn)單地說(shuō)是借助于變頻調(diào)速技術(shù)通過(guò)改變頻率的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的科學(xué)改進(jìn)，屬于調(diào)速裝置之一，不單單存在著顯著的可靠性，還能達(dá)到節(jié)電的目的。借助于變頻器，使用恒壓變量的手段或者是使用變壓變量的手段來(lái)快速實(shí)現(xiàn)變頻節(jié)能供水，此時(shí)恒壓變電供水系統(tǒng)通常是通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器轉(zhuǎn)速的方式來(lái)保障供水壓力處于穩(wěn)定狀態(tài)的。從變壓供水器的角度出發(fā)來(lái)講，其實(shí)際上是將用戶用水量當(dāng)作參考依據(jù)來(lái)調(diào)節(jié)變頻器轉(zhuǎn)速的，結(jié)合實(shí)踐證明，這種方式節(jié)能效果明顯。然而也不是十全十美的，也會(huì)受到諸多因素的影響，所以使用次數(shù)屈指可數(shù)。

3結(jié)語(yǔ)

把電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)有機(jī)地和自來(lái)水廠結(jié)合起來(lái)，通過(guò)對(duì)自來(lái)水進(jìn)行自動(dòng)化處理，不單單能夠充分保障水質(zhì)的質(zhì)量，還能達(dá)到節(jié)能降耗的效果，繼而促進(jìn)其處理水平的全面提升。顯而易見的是，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)有著較多的優(yōu)勢(shì)，相信在今后的發(fā)展道路上可以得到大力推廣。本文從電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)、現(xiàn)代自來(lái)水廠自控系統(tǒng)的主要內(nèi)容、電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在水廠中的應(yīng)用這幾個(gè)方面進(jìn)行了探討，結(jié)合案例經(jīng)驗(yàn)提出相關(guān)分析。

參考文獻(xiàn)

[1]李惠年.水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)[J].電子技術(shù),1997(11):4-7.

[2]李書操.PLC在水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J].電子技術(shù),2020,49(01):100-101.

作者：陳天順 單位：福建省南安市自來(lái)水有限公司