淺談電氣自動化控制系統在水廠中的應用

李煒

【摘要】：隨著現代化工業生產的不斷推進，電氣自動化控制系統在工業生產中的應用也越來越廣泛。因此，本文對供水模式展開討論，分析電氣自動化技術在供水中的應用，并提出切實可行的解決對策。

【關鍵詞】：電氣自動化；控制系統；水廠；應用

1、當今自來水廠自控系統的主要內容

1.1當前水廠采用自動控制系統的結構形式

信息化的社會大背景下，自來水廠采取的也是全自動化控制。其自控流程由三個主要方面組成，即數據采集系統、監視控制系統以及集散型控制系統，總的來說是個人計算機與可編程邏輯控制器構成的系統。而每個系統在運行的過程中都有其自身的優點和缺陷。例如，SCADA系統具有組網范圍大和通訊方式靈活的優點，但其在實際應用時取得的效果不太顯著，并且難以實現大規模的控制；DCS系統具有SCADA系統不具備的優點，其采用的是分級分布式控制，可以實現對大范圍的控制，時效性也不較好，但是該系統較為復雜，對開發和維護人員的要求比較高，應用起來不易操作；IPC+PLC系統是較為先進的控制系統，對水廠既可以實現分級分布控制，又可以對其進行集中控制。此外，PLC自身的可靠性比較高，在運用的過程中較為方便，而且其開發周期短，運營成本低，可與工業現場的信號直接連接，實現機電一體化。因此，現在IPC+PLC系統應用比較普遍。

1.2水廠自控系統組成以及制水工藝流程

1.2.1水廠自控系統組成

自來水廠由多個單元組成，每個單元都有自身的控制系統，這些系統主要有：送水和取水泵房自動控制系統、加礬自動控制系統、加氧控制系統、反應沉淀池控制系統、配電控制系統以及水廠中央控制室自動化調度系統，這些系統大都采用了IPC+PLC的控制系統模式，這種控制模式采用的是多主站加多從站的結構，對水廠的自動化監控和保護起到了很大的作用。此外，對控制點的分布方面也比較特殊，針對水廠中的各個位置，都能很好地遵守就近原則實施監控，然后再通過通訊網絡使各個PLC站點之間進行數據傳輸，最終實現整個水廠的自動化控制。這種監控模式極大地節省了水廠的人力，自動化模式也能在工廠運行的過程中減少因人為原因出現的問題，有效地保證了水廠的運轉，減少了水廠的經濟支出。

1.2.2水廠制水工藝流程

我國各大城市都有分部較大的自來水廠，各個水廠制水工藝的流程大都不一樣，他們根據自身和當地環境的實際情況制定水廠具體的制水流程，但制水的幾個主要環節是不可缺少的。首先是取水。無論哪個水工廠制水的第一步驟都不能離開取水，工廠利用多臺大型的離心泵將江、河或者地表等地方的水抽進凈水廠，這時水廠制水的基礎。其次是藥劑的準備和投放。這是水廠凈水的重要環節，這個環節決定了水廠最后產出水的質量。

2、實際應用

隨著智能化管理模式的發展，電氣自動化控制系統在我國水廠中的應用是方方面面的，從引水到將水送到千家萬戶，整個過程都離不開電氣自動化控制系統的監管。本文將從以下方面對電氣自動化控制系統在水廠中的應用進行探討。

2.1進水過程控制

水處理過程是一個復雜的凈水流程，從取水點到供水點，每個環節都需要進行電氣自動化控制系統的設計，保證水生產過程的安全性和可控性。進水系統作為水廠作業過程中的入口，首先要做好水處理過程中的進水量控制。進水量的控制主要是通過水泵系統進行控制和調整，根據實際的生產需要，設計規劃水廠的水泵數量，并結合實際需求對水泵系統進行設計和調試。針對進水后的水泵系統進行實時監控及遠程調控，以確保每個水泵系統都能按照相應的標準進行水量的輸送工作。

2.2水凈化處理控制

水凈化處理是水廠作業中的重要環節，對水質的保障起到決定性的作用。水處理過程中，需要采用電氣自動化設備凈化過程進行操作和監控。一方面，在水質沉淀與過濾過程中，電氣化自動控制系統可以對濾池的沖洗和反沖洗進行控制。沖洗過程中，電氣化自動控制系統可以根據需求控制沖洗的時間和頻率以及沖洗的量，實現全智能化控制作業。通過沖洗和反沖洗可以凈化濾池，從而提高水的凈化質量。另一方面，是消毒凈化，水凈化過程中通過加氯可以殺死水中的微生物，從而起到消毒滅菌的效果。消毒凈化過程中，可以利用電氣化自動系統進行嚴格的把控，使投氯的量和時間都能夠標準化、合理化執行。然而，漏氯系統還能對過量的氯進行吸收和過濾，從而防止水中氯的含量超標，在達到消毒的基礎上，保證水的質量。

2.3水質檢測控制

水質檢測是水廠生產過程中重要的檢測環節，直接影響到了人們的飲水。電氣自動化控制系統，能幫助水質檢測科學有效地進行。水質檢測是對水中各種物質的含量進行檢測，是水處理結果的一種體現，人為的水質檢測需要反復的實驗和調試，容易影響水質檢測的效率和效果。然而，利用自動化電氣設備進行水質檢測，不僅能夠對水質進行標準化、全方位的檢測，而且能夠根據需求進行全程控制，進行科學化調整。比如：PH值檢測不達標的情況下，可以遠程控制電氣自動化系統對水進行再處理，并實現實時監測，確保PH值達標，使得整個調試檢測過程更加科學有效。

2.4送水過程控制

電氣自動化系統控制的科學應用，主要是通過控制水量來控制送水過程，而水廠需要根據實際的使用需求，對送水量進行全程控制和檢測。比如：某個小區的生活用水存在高峰時段和非高峰時段，高峰時段的用水量較大，如果檢測不到位，送水量不夠，往往會導致水壓不足，使得高層出現缺水的情況。電氣化自動控制系統可以提前設置不同時段的送水量，并對水壓進行實時監控，從而調整送水的量，以確保居民的用水需求。

結束語

經過長期的實踐證明，電氣自動化控制系統具有極大的商業潛力，主要是因為它同時實現了高質量、高效率、高安全系數以及低能耗，在滿足供水需求的同時，保證了供水質量以及水廠的經濟效益。總而言之，這種自動化處理系統在保證水質的前提下大大提高了自來水廠的處理能力，值得每個水廠學習。

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