基于自來水廠生產過程中自動化控制系統的設計與實現

石磊++王亞慧

文章編號：2095-6835（2017）10-0137-02

摘 要：水是人們生活中必不可少的一種生活生產物資，也是地球上最為重要的資源。自然界中的大部分水都不能直接飲用，因此，需要自來水廠對水內部存在的雜質和有害物質過濾，并通過管道運輸至人們家中與工作場地進行使用。隨著時代的進步，人們對自來水的要求越來越高，因此，自來水廠也需要進行技術與設備上的更新。其中，自動化控制系統對于自來水的生產具有重要作用，采用自動化控制系統不僅僅可以有效提高自來水的質量，并可以提高自來水的生產效率，保證人們需要的水量要求，這就要求自來水廠需要對自動化控制系統進行優化設計。通過對自來水廠生產過程中的自動化控制系統進行分析，旨在增進人們對自動化控制系統的了解，推進自動化控制系統的發展。

關鍵詞：自來水；水質監控；專業技術；供水行業

中圖分類號：TU991.2 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.10.137

1 我國自動化控制系統現狀

因為我國與國外的自來水生產接觸較少，因此，我國自來水廠生產中對自動化控制系統的使用不足，不同地區之間的自動化控制系統普及水平也相差較大。對于北京、上海等一線發達城市，因為城市內部居住人員眾多，對于自來水廠的負擔壓力十分大，因此，其很早就已經開始引用自來水生產自動化控制系統，這有效地滿足了城市內部對自來水的大量需求。但在三、四線等較為落后城市，城市經濟發展程度不足，且城市內部對自來水的需求量沒有超過傳統自來水生產控制系統的負荷，因此，大部分落后城市對自來水生產自動化控制系統都沒有較多的接觸與了解。在我國的供水技術領域，大部分高校缺乏專門的供水技術領域專業教學，在供水技術領域的專業人才非常少，在使用自動化控制系統方面的經驗十分淺顯，在人才與技術上的缺乏，這是我國自來水生產自動化控制系統普及的主要障礙所在。隨著時代的進步，人們對自來水有著越來越高的要求，使用自動化控制系統是必然趨勢，因此，對于我國供水行業而言，應加強對自動化控制系統的引用與學習，加強對人員專業技術的培訓，對國外的先進技術設備進行引進，但要注意要充分結合我國的具體情況，不可“照搬照抄”。

2 自來水廠自動化控制系統的特點

自來水生產的自動化控制系統對比與傳統的控制系統，有著巨大的不同。自動化控制系統能夠自動采集自來水廠的具體信息，對自來水廠內部的各種生產設備機械都能進行及時控制與數據統計，實時反映不同設備的情況。自動化控制系統能有效收集信息并記錄在系統之中，根據不同設備的反饋情況自動調節各個設備的參數；制訂最優的自來水生產計劃，確保生產過程中不會出現設備調試錯誤等問題，保證生產的效率與質量；自動化控制系統具備便利性，即一般不具有專業知識的人也可以進行簡單操作，這樣大大降低了自來水廠對招聘人員的要求，從而降低自來水廠在人員工資上的支出，此舉可以降低人員操作自動化控制系統的學習成本，體現了自動化控制系統極強的適應性。

此外，自動化控制系統對故障的檢測也是十分敏感的，其采用了最先進的監控與報警設備，通過對自來水生產設備的實時監控，及時獲取其設備的具體數據，了解自來水生產各個環節是否正常。當自來水生產出現問題時，可以根據其內部收集的資料，最快速地確認哪一個環節出現了故障，從而及時排除故障，恢復自來水的生產。自來水生產自動化控制系統充分發揮了人工智能系統在供水領域的作用，增強了人們對整個自來水生產過程的了解與控制，消除了自來水廠在生產中的弱點，有效提高了自來水質量和生產效率。

3 設計思路

3.1 水質監控

對于自來水廠的生產環節來言，其中最重要的就是水質監控，水質監控即指采用設備對自來水生產來源水與生產出的成品自來水進行水質上的檢查控制。眾所周知，如果自來水廠生產的自來水水質出現問題，將可能直接導致飲用自來水的人們的身體健康遭到影響，因此，應嚴格進行水質監控工作，保證水質安全是自來水廠的重要任務之一。在自來水生產自動化控制系統中，對于水質監控環節肯定是必不可少的。因為水質監控所涉及到的設備比較多，所以，在傳統的生產控制系統中，往往是采用人工對每一個數據進行記錄與核對，其工作過程比較漫長，效率比較低，但是采用自來水生產自動化控制系統能實時掌握水質的具體數據信息，當某個數據出現異常時，其自動控制系統將會直接報警，告知相應的監控人員其水質中的部分數據發生異常，且自動化控制系統還可以通過水質問題數據了解到是生產環節與設備中的哪一部分出現了問題，便于維修人員對生產流程與設備的維修，快速恢復自來水的正常生產。

在對自來水的流量進行測量時，可以使用非接觸性的測試儀表、電磁流量計、水位測量儀等。其中，水位測量儀是進行自來水處理工作中的重要設備，還可以廣泛地應用在配礬、格柵配水井、清水池、濾池等環節之中，選擇的水位測量儀的類型有很多種，包括超聲波、靜電電容式、浮子式、吹氣式、靜壓式、差壓式等。自來水生產過程自動化設計的重要工藝就是自動化水質的檢測工作，因此，要選擇先進的檢測儀表，運用現代化的科學技術，不斷地提高對自來水水質檢測的精準度，擴大對自來水的檢測范圍。

3.2 水處理控制系統

所謂“水處理”，是指對原料水中的雜質以及有害物質進行過濾，剩下的純凈水就是生產完畢的自來水。水處理是一個系統性的環節，也是自來水生產的核心環節，在傳統自來水生產控制系統中，水處理控制往往過于死板，通常是按照統一的方式與標準進行處理，但針對不同的原料水，效果可能較差，處理后的水質也不能準確控制。基于傳統自來水生產處理控制方面的缺點，在自動化控制系統的設計之中，針對水處理控制系統必須要具有一種“可變性”，這種“可變性”指的是能夠有效根據不同的原料水內部組成部分的差異，進行不同方式與不同針對性的水處理，能夠充分發揮水處理的積極作用，保證水質在水處理之后能有效改善，其內部的有害物質與雜質被去除，保證了最終自來水生產的高質量，保證了人們飲用后不會出現生命危險。

3.3 變頻節能

在自來水的生產過程中，因為整個生產環節具有復雜性與困難性，其中要消耗大量的電能與水源，在傳統的自來水生產控制系統之中，因為第一目標是保證自來水的生產質量與水量，因此，往往會發生嚴重的資源浪費行為。眾所周知，水資源是人類重要的資源之一，每一滴水都應當得到有效保護，基于這一原因，在自來水的生產自動化控制系統設計之中，就添加了變頻節能的功能。其可以根據不同時段、地區的自來水需求量，在生產過程中進行一定程度的變頻，使自來水生產出的水量與人們所需要的自來水水量相吻合，做到不浪費資源，合理優化配置，充分保證水資源的合理使用。

4 結束語

自來水作為人們生活中十分重要的使用資源之一，必須要在生產上進行嚴格、科學的設計和使用，其中，自動化控制系統尤為重要。盡管目前我國在自動化控制系統上還存在技術、設備、人員上的缺陷，但這不代表我國的供水領域就不能進步，供水行業的相關人員要及時學習國外的先進技術與經驗，引進國外自動化控制設備，充分滿足我國供水領域的需求，提高我國在自來水生產自動化控制系統方面的普及性。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕

文章編號：2095-6835（2017）10-0140-02