自動化控制系統在阿克蘇市哈尼喀松農村飲水安全工程中的應用

陳艷梅（阿克蘇市農村自來水管理站　新疆　阿克蘇　843000）

自動化控制系統在阿克蘇市哈尼喀松農村飲水安全工程中的應用

陳艷梅
（阿克蘇市農村自來水管理站新疆阿克蘇843000）

阿克蘇市前期農村飲水安全工程建設標準低，供水保證率低，本文介紹了自動化控制系統在阿克蘇市哈尼喀松農村飲水安全工程中的應用、自動化控制系統的組成、作用，以及在工程應用中取得的成效，可為類似工程提供借鑒。

農村飲水安全工程；自動化控制系統；自動化控制的目的；自動化控制的作用

1　引言

阿克蘇市位于新疆南部，全市總人口51.67萬人（包括農一師），其中農村總人口15.46人，主要分布在阿克蘇市新大河兩岸的多浪灌區、東岸灌區和阿依庫勒灌區，共轄四鄉兩鎮一場，122個行政村。自1995年以來，阿克蘇市共興建農村水廠36座，但由于當地農村經濟薄弱，前期改水工程國家配套資金少，地方自籌資金落實比較困難，造成已建成的改水工程建設標準低，供水設施簡陋，水源保護工作不到位，大部分水廠無消毒設備，導致供水保證率低，農村水廠自來水普遍存在氟超標等問題，為改善廣大農村群眾飲水安全問題，阿克蘇市堅持以人為本，樹立全面、協調、可持續發展觀，結合區域水文地質條件，將阿克蘇市農村水源規劃分為三個區域：阿克蘇市薩克沙克水源地，阿克蘇市哈尼喀松水源地，阿克蘇市尤喀克巴里當水源地，在“十一五”規劃中，由新疆自治區發改委批復阿克蘇市兩鄉一鎮一場尼喀松農村飲水安全工程，通過新建哈尼喀松水源地，新打機井3眼，抽取合格地下水，匯流至新建哈尼喀松總水廠，鋪設主管道將多浪灌區原有的16座水廠聯并，通過輸水干支管道將水送到16座水廠的水塔或清水池，二次加壓后，解決依干其鄉、拜什吐格曼鄉、喀拉塔勒鎮、良種場兩鄉一鎮一場農民群眾的飲水安全問題，該工程投資2980萬元。由于本次工程規模大，由一個集中水源地向各個分水廠的水塔或清水池供水，再由水塔或清水池向下游用水戶供水，線路分散，供水范圍廣，僅依靠現有的水廠管理人員難以完成，因此在新建水源水廠配置一套自動化監控系統，通過自動化管理設備，能夠遠程、及時、連續、準確的采集、傳輸和監控站點的數據，為管理的科學化進行分析與決策，從而實現供水過程的全自動化管理。

2　水廠自動化控制的目的

阿克蘇市兩鄉一鎮一場尼喀松農村飲水安全工程自動化控制遵循“集中管理、分散控制、數據共享”的原則，系統各部分相對獨立并利用網絡技術完成系統的縱向、橫向擴展，實現系統的遠程控制與分析處理，最終到達中心控制管理中心。哈尼喀松農村飲水安全工程自動化控制的目的是遠程控制3臺機井井泵的關閉和開啟，遠程監控系統監視16座支線水廠的清水池或水塔的進水、數據采集，安全防護情況。

自動化測控系統選用“無線測控系統”，此系統結合現代成熟的計算機技術、通訊技術、微電子技術、自動化儀表技術于一體，通過對水廠及管網的各項參數遙測、遙信和對設備的起停，實現對水廠運行全自動控制。自動化控制的應用為供水調度自動化、科學化、合理化創造了良好的條件，為降低生產成本、保護設備、節省水電資源，提高生產效率，為實現最優管理奠定了堅實的基礎。

3　自動化控制系統在水廠中的應用

3.1控制系統的組成

阿克蘇市兩鄉一鎮一場哈尼喀松農村飲水安全工程自動化控制總體框架是建立在數據通信、水位監控、流量監測、水質監測、閘閥監控、信息網絡、軟件系統方案的基礎上，實現對水廠各系統的運程監視、控制功能。系統主要由水源井集中控制系統、各分水廠集中監控系統、數據的遠傳和記錄、控制管理中心四部分組成。

3.2水源井集中控制系統

在哈尼喀松水源地的3眼水源井內安裝控制箱，依據蓄水池的水位進行實時控制，當水位高于或低于設定值時，將現場數據信號通過無線發送至中控室，系統及管理員可對水源供水管井的水泵和一級加壓泵站進行遠程的關閉和開啟，從而實現水源供水井水泵根據水池水位狀況進行遠程啟、閉控制，解決水池的溢水或水量不足的問題，達到高效、輕松的水源管理目標。

3.3各分水廠集中監控系統

集水池通過加壓泵向各個分水廠輸水，加壓泵采用變頻器進行一對二控制，各個分水廠水塔或清水池設有水塔或清水池液位傳感器、電磁閥，變頻恒壓供水控制柜、出水壓力變送器、分廠出水流量計、定向天線和測控箱各一臺，，在水塔前安裝電磁閥及逆止閥，在水塔或清水池內安裝液位傳感器進行控制，而且液位傳感器的實時數據通過GPRS通訊模塊向中心站發送信號，而流量計則對水塔流量實現實時監控當水池水位達到預設水位時，液位傳感器反饋給電磁閥自動關閉；水位下降時、閥門自動開啟補水。16座分水廠出水口設變頻恒壓供水，通過這些設備將各分水廠的運行情況，如水壓力、出水流量、液位、機泵狀態等信號通過現場無線傳送到中控室。

3.4數據的遠傳和記錄

該項目的自動化控制系統主要監控各分水廠清水池或水塔水位，當水位到達清水池或水塔的設計蓄水位時，反饋信號回中控室，中控室發送指令關閉相應水廠的進水閥門，當所有水廠的水位達到設計水位時，中控室關閉總水廠的離心泵，當總水廠蓄水池水水位達到設計水位時井泵停止運行，本系統采用無線電臺將各個分站的信號采集輸送到中控室，一般情況下，無線數傳電臺的有效傳輸距離15km左右，該項目的最遠距離達到了70km，根據實際站點合理的配置數傳電臺和數量，采用了中繼的方式延長數據傳輸的距離，保證采集數據傳送到中控室。

3.5控制管理中心

自動化控制中心設在新建哈尼喀松水源水廠，對整個供水系統實行自動化監控和控制，對各類數據進行集中管理、實時監測與報警。控制中心包括：管理機、顯示器、打印機、無線數據傳輸機，前端接口，不間斷電源、操作臺等設備組成微機遠距離控制、監測及“數據采集”系統。使用專用工控軟件包和開發軟件，使系統更具有開放性，對遠方的RTU實現“遙測、遙信、遙控、遙調”采集。中心控制室可使位于中心位置的系統操作人員通過中心軟件控制整個中心站以外16個分水廠運行系統、從中心站發出命令的回送指示，狀況監視，為操作人員提供完全可視控制。中控室對采用工控機對16個分水廠監控，對監測到的數據和圖像一目了然，直觀清晰，可完成現場視頻信號顯示記錄、動畫效果、報表打印等。

3.5.1數據的采集、傳輸與接收

系統的中心站從水源出水口以及管道的主要分水口采集到時的實時數據，在中心站的前置計算機接收并經過轉換、處理與轉存到數據服務器上，然后可通過軟件界面上予以實時的顯示，用戶可根據這些顯示的實時的數據來判斷水質、水量狀況，以便及時做出必要反應。

3.5.2歷史數據的查詢與統計

從系統的中心站的服務器中用戶可以隨時查詢水質、流量等數據的歷史信息，并可以對水質、流量任意時段內的數據做出相應的統計，然后生成各種水質或流量的日報、月報、年報等。

3.5.3供水水質報警與評價

根據水質監測得到的數據，對供水水質狀況進行等級評價，以確保供水水質的安全，同時可根據水質數據的變化規律預測變化趨勢，一旦出現異常情況，及時報告預警信息，從而達到對供水水質安全的預警預報功能。

3.5.4供水管道維護

根據各流量點的流量數據，反推算出整個供水管路是否運行正常，是否有泄漏、是否有爆管，快速處理供水管線突發性的管道過壓事故提供依據。

3.5.5水廠安防系統

本工程的安防系統主要設在哈尼喀松水源水廠，采用計算機多媒體控制及網絡傳輸、遠控等多種技術，應用數字電視監視系統，對運行管理系統范圍內的水泵等重要的水工設施及周邊環境進行實時圖像監控，使水廠的管理人員隨時了解水廠實時的工作狀況，加強管理水平及安全保衛工作，實現集中化管理的運行模式。

4　結語

自動化控制系統在阿克蘇市兩鄉一鎮一場哈尼喀松農村飲水安全工程的應用，實現了對水源水廠機井、蓄水池、16座分水廠供水運行情況控制，使管理人員通過計算機操作就可啟停水泵的運轉，隨時掌握各監測點水質、流量、供水壓力現場數據及設備管網運行情況，實現了對水廠運行統一監控、統一調度，提高了供水的穩定性，保障了供水系統的正常運行和管理，自動化控制系統在水廠中的應用，實現了對水廠的統一管理監控，提高了管理水平。陜西水利

［1］劉海斌.自動化測控系統在農村供水中的應用［J］.陜西水利.2011年第2期

［2］趙旭紅，劉愛平.自動化控制系統在農村飲水安全工程中的應用［J］.現代農業.2008年第8期

（責任編輯：暢妮）

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