水廠自動化控制與儀表系統的技術分析

陳立

摘 要：水是生命之源，供水是對國計民生都有重要影響的一個產業。隨著我國經濟的快速發展，人們的生活水平顯著提高，對自來水水質的質量要求也逐漸提高。而使用自動化控制系統，可以有效保證水廠供水的穩定性、連續性和安全性。基于此，該文對水廠自動化控制與儀表系統的技術進行分析。

關鍵詞：水廠自動化控制 儀表系統 技術分析

中圖分類號：TU991.62 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（c）-0092-01

在網絡信息技術、電子技術的不斷發展下，工業建設在自動化方面也取得了顯著的成績，各種檢測傳感器、自動化感應部件、回路自動調節器等得到了廣泛應用。通過對水廠進行自動化控制不僅可以有效降低一次性的采購成本，并且可以降低日后的維護工作量，提高水廠運行的穩定性。

1 水廠自動化控制系統的設計思路

在設計水廠自動化控制系統時，按照“集中管理、分散控制、共享數據”的基本原則進行設計，保證計算機信息系統有良好的獨立性。一般使用PLC+IPC自動控制模式進行集散式控制，由于PLC具有良好的擴展性、結構比較緊湊、價格也比較低廉，是目前使用比較廣泛的控制器。水廠集散控制系統設計時，要將集中檢測作為設計重點，并通過分散控制進行輔助。在對水廠的位置和設施情況進行分析后，分別使用獨立就地控制、實時監控、遠程監控三種控制措施。在水廠生產過程中，要做好實時監控工作[1]。遠程監控主要設備，對水處理構筑物進行就地控制。通過分三個等級進行控制，有效保證了水廠控制的安全性。水平自動化控制網絡主要分為三層，在實際設計時，可以根據生產要求和工藝要求進行安排。根據需要設置送水控制站、取水控制站、PLC控制站、加藥加氯控制站、反沖洗控制站等。

2 控制系統的構成

2.1 中控系統

中控系統主要由監控計算機、生產管理計算機、激光打印機構成，使用iFIX組態軟件作為監控計算機的應用軟件，可以將生產線的水池水位、電機、加藥設備等所有生產線的模擬畫面顯示出來。將中控室的電腦遠程接入到系統中各個設施中，并且可以將水處理工藝布置圖、水廠設備工作狀態、水廠設備動態參數、測量儀表數據、設備報警信號等顯示出來，并且控制系統可以通過編程對系統參數進行調整。此外，中控室還可以利用相關軟件對水廠的數據進行監控和收集，并深入分析和計算檢測數據，從而對運行參數進一步進行調整。DCS集散控制系統可以利用I/O模塊遠程控制PLC鍵，通過PLC監控站的顯示器可以監測到供水站的實際操作情況，并可以對儲液罐的液位、儀表運行的具體參數、管道的流量等進行采集分析。中控室通過對這些上限參數和下限參數進行控制，實現遠程控制的目的。

2.2 取水房控制系統

取水房控制站主要對水泵機組的實際運行情況以及機組的運行參數進行監控，并且取水泵房中的吸水井中安裝了水位計，可以時刻監視水庫水位的基本情況。根據送水泵的實際運行情況、清水池的水位情況、水管網壓力情況、用水高峰的時間段確定水泵機組的開啟或停止。在機組設備良好、配電線路良好、出水電動閥良好并且處于關閉的狀態時，才可以自動運行。取水泵房控制系統主要作用是對設備的運行狀態參數、設備的運行情況進行監控，并且及時和送水泵房的控制站進行信息互通，記錄和備份好設備的運行情況。

2.3 送水房控制系統

送水房控制系統主要是用來對小水泵和大水泵的運行參數和運行工況進行監控，并且將流量計、壓力表、余氯分析儀、濁度計、PH計等設備安裝在出廠管線上。此系統主要用來對出廠水的衛生情況進行檢測。在運行時，需要有完好的機組設備和配電系統，并且吸水井要達到設計水位才可以實現正常運行。

2.4 反沖洗泵房控制站

反沖洗泵站主要由濾池反沖洗水泵、濾池鼓風機構成，反沖洗泵站主要用來對反沖洗水管管路上的開度信號、閥門開關、手動新型號自動信號等進行檢測；對水位數據進行收集，并和中心控制站進行信息數據的傳輸。在進行控制時，除了可以安排操作員使用就地箱進行控制，還可以使用PLC來進行控制。可以將操作終端作為人機接口，并利用PLC控制各個設備。此外，操作人員可以利用操作終端對參數進行設定和修改。

3 自動化控制系統的實現

3.1 主控制界面的實現

自動化控制系統使用服務器和客戶端的運行模式，通過桌面將系統圖標打開后就可以進入到首頁。用戶的權限不同，顯示操作功能也不同[2]。進入系統后，可以配置水處理設備，對水廠一期和二期的濾池控制情況車沉淀池控制情況進行控制和檢測。

3.2 取水泵房的監控實現

取水泵房操作界面可以將泵房中機組的具體情況完全顯示出來。例如閥門的開閉情況、機組的數量情況、真空泵的運行情況、真空泵的水壓情況和水位情況等。利用取水泵房的操作界面可以全面了解泵房中水泵的實際運行情況，并及時調整水泵的運行狀態。

3.3 加藥間的監控實現

水從濾池通過后，基本不再渾濁了。此時，需將藥劑加入到原水中來殺死水中的細菌，從而使水的質量達到飲用標準。加藥間的加藥的監控系統可以將加藥量、水的實時流量、水中氯的余量、水的渾濁度清晰的反應出來，自動加藥系統可以根據具體的流量情況，對加藥量進行控制，并且將加藥池的水位和運行情況顯示出來，在遇到特殊情況影響水質時，可利用操作界面調整系統中的設備。

3.4 預警監控的實現

自動預警系統主要是為了保證系統的穩定運行，當接入系統的任何一個設備的運行數值超出設計的安全范圍值，系統會自動發出預警，并提供解決方法。相關數據會一直保存在系統中，以便及時優化、總結水廠的運行數據。

4 結語

通過在水廠中對此自動化控制系統進行運用，有效提高了生產的安全性，供水的穩定性得以提升。可以對各類設備進行實時監控和自動化運行。在監控中心就可以觀測到設備的生產指標和運行情況，對所有出現問題的環節進行了記錄和反饋。此外，工作人員的作業效率也明顯提升，管理人員可以根據監控中心的數據調整和分析水廠的運行情況，一些耗時、耗力的操作由計算機代替，勞動效率顯著提升。

參考文獻

[1] 夏海芳.我國城市供水管制改革研究[J].科技信息，2008（27）：484-485.

[2] 萬細陽.iFix組態軟件在水廠自動化系統中的應用[J].計算機應用，2006（4）：64-66.