自動化控制系統(tǒng)在自來水廠中的應用淺析

丁寶忠

摘 要：自來水是人民生活的基礎保障，也是城鎮(zhèn)重要的基礎設施之一。隨著社會的持續(xù)發(fā)展、環(huán)境嚴重污染，人們對水的質(zhì)量有著更高的需求。水廠自動化技術、系統(tǒng)控制設備以及機電儀表的不斷發(fā)展，使自來水廠自動化前進了一大步，不過要實現(xiàn)全面的自動化水廠還需要在技術、經(jīng)濟等方面進一步提高。該文簡要介紹了自動化控制系統(tǒng)在自來水處理中的應用，以及自動化控制系統(tǒng)的工作原理和操作方法。

關鍵詞：自動化 控制系統(tǒng) 自來水 制水工藝 恒壓供水

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）10（b）-0048-01

自來水直接關系到人們的切身利益，隨著生活水平的日益提高，人們對飲用水的質(zhì)量要求也越來越高，這就要求自來水廠摒棄傳統(tǒng)的控制方法，將自來水的處理技術進一步提高，從而為人們提供更高質(zhì)量的自來水。自來水廠主要的控制技術也是其核心組成部分，主要包括水質(zhì)檢測、水處理控制、變頻節(jié)能三項技術以及綜合自動化系統(tǒng)組成。本文簡要介紹了自動化控制系統(tǒng)在自來水處理中的應用，以及自動化控制系統(tǒng)的工作原理和操作方法。

1 自來水制水工藝及自控系統(tǒng)的組成

1.1 自來水制水工藝

不同的自來水廠都根據(jù)自身的實際情況采取不同的工藝流程，設備也不盡相同，不過最基本的流程都一樣。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，從而達到最新的國家標準要求。自控儀表設備選取分布式集散控制系統(tǒng)，與先進的計算機控制技術、網(wǎng)絡技術相結合，實現(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。

1.2 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置。其中，PLC的硬件配置包括擴展型基架和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。按照實際情況設置基架撥號，通常情況下采取16進制，不過0號主基架撥碼例外，必須把統(tǒng)一設置成“off”狀態(tài)。

1.3 控制方案

加藥系統(tǒng)設定為單閉環(huán)自動控制方式，如圖1所示。

由圖1得知，加藥過程是一個反饋控制的過程。在中央控制系統(tǒng)中設定一個SCD值，參照源水特性參數(shù)，實施自動加藥，進行攪拌混合，再由SCD檢測水質(zhì)，最后把檢測所得結果進行轉化，以4-20MA的信號形式傳遞給PLC，將所得結果與預告設定值進行比較，通過PID計算對變頻器的頻率進行控制，以便對計量泵進行合理調(diào)整，形成整體的循環(huán)控制體系，合理控制自動加藥用量。

加氯系統(tǒng)自動控制方式和漏氯控制方式：

（1）前加氯控制方式：參照4-20MA信號對源水實施加氯操作，其是由PLC3經(jīng)過處理獲得，中央控制器設定的一個前加氯值和原水的瞬時流量決定著這個信號。

（2）后加氯控制方式：其不同于前加氯控制方式，其是由PLC4經(jīng)過處理獲得，不過控制后加氯機的加氯量信號是由PLC3發(fā)出，不過信號是由實際測量得到余氯值和中央控制器對余氯的設定值所決定。

（3）漏氯控制方式：PCL3負責漏氯的檢測工作，如果在現(xiàn)場出現(xiàn)了氯氣量大于預告設定的限定值，其會自動發(fā)出警報，并自動開啟漏氯吸收中和設備。

（4）濾池過濾與反沖洗控制方式：將現(xiàn)場液位談判器送出的模擬量與預告設定的液位值進行比較，從而對恒液位起到保障，當現(xiàn)場液位值高于預先設定的液位時，PCL則會加大出水閥門，當現(xiàn)場液位低于預先設定的液位時，PCL將會減小出水閥門，以持續(xù)循環(huán)反饋的狀態(tài)來保證濾池的怛液位。如圖2所示。

（5）恒壓供水控制方式：目前，我國自來水廠的供水方式大部分為恒壓供水方式，通過閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)對水壓給予穩(wěn)定，從而實現(xiàn)恒壓供水。如圖3所示。

從圖3中可以看出，恒壓供水控制原理與加藥控制原理相近，對現(xiàn)場測定的水壓與預先設定的PCL5水壓值進行比較，從而改變變頻器的頻率，以達到通過改變水泵轉變對水壓進行調(diào)節(jié)的目的，通過持續(xù)循環(huán)調(diào)節(jié)來提供恒壓供水。

2 結語

中央控制系統(tǒng)對于現(xiàn)場的實時監(jiān)控關鍵取決于現(xiàn)場相關檢測數(shù)據(jù)和實時輸入，因此，現(xiàn)場應該可以及時采集數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理把結果及時傳遞給控制中心。自來水生產(chǎn)具有獨有的特性，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，必須要選擇增強型的處理器。自動化系統(tǒng)在自來水廠中的應用有廣泛的發(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

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