電氣自動化控制系統在供水行業的應用

鄭磊

摘 要： 本文簡要分析了供水行業的問題，同時詳細列舉了電氣自動化控制系統在供水行業的應用方式。希望以此為自動化控制系統在供水行業的發展提供借鑒，為企業的發展創造更多的價值。

關鍵詞： 電氣自動化控制；供水行業；應用分析

引言：

眾所周知，科學技術是第一生產力，這是不變的真理。隨著現代科學技術的發展，自動化的應用也越來越廣泛。在供水行業中，自動化控制系統也占據了更重要的地位。只有對自動化控制系統的良好應用，才能保證供水的質量。

一、供水行業面臨的問題

（一）水源不足，污染嚴重

伴隨著社會的發展，人們對于水的需求量越來越大，加劇了供水量不足的情況。由于全國的供水設備全部都是最新的型號，所以導致供水量不足的首要原因就是水源不足和水污染嚴重。伴隨著飛速發展的工業化進程，工業廢料的排放量也在逐漸增加，這就導致了水污染的情況日益加重，其中的細菌、病毒大大超標，據調查，全國有超過一半的城市地下水受到了污染，水質下降嚴重。而戶外的水源也都受到了工業化的污染，滋生了大量的藻類，這極大的增加了供水難度。

（二）凈水手法落后

我國在凈水手法上沒有創新性的方法，還使用著傳統的凈水方式。主要是通過混凝、沉淀、過濾和消毒的手法來實現污水的凈化。這種凈水手法雖然能夠極大程度的消滅水中的細菌，使水質恢復清澈，但是不能很好的消除掉有機物，尤其是溶解性有機物，對于病原物和重金屬也很難有辦法凈化。對沒有被有機物污染的水源來使用傳統凈水方法，能夠有效的凈化水源，但是對于有機物污染嚴重的當下，傳統凈水方法很難保證水質的質量[1]。

（三）水廠運營差

在水廠的設計上，一般是以最高日用量為標準進行供水量的設計。但在實際的供水過程中，很難達到設計的標準，很少出現最高日用量的情況。在日常的用水系數上，基本維持在1.1-1.5之間，這使得水廠的負荷率僅有55%，這說明在日常的供水中，很難達到預計的標準，加大了水廠的不必要損耗和生產成本。

二、在供水行業中對電氣自動化控制系統的應用

（一）自來水的生產過程

自來水廠在建造的地理位置和設備的使用上存在著不同，所以在自來水的具體生產過程也都存在著不同。但是自來水生產的基本步驟是相同的，即取水、制備、投放藥物、混凝、沉淀、過濾和送水。在這個過程中，水質的檢測是最重要的內容，它保證了人們用水的水質質量，在現代技術不斷發展的背景下，許多的自來水廠是通過電氣自動化控制來實現水質檢測，通過對檢測所獲取的數據進行研究比對，許多新的自動化設備被用于自動化控制系統之中，推動著水廠的自動化控制系統的發展。也隨著水廠對制水手法的深度研究，嚴格把控著自來水的質量問題，使人們能夠更放心的使用自來水。在有機物污染嚴重的當下，可以通過增加處理手段來解決水質問題，比如：預處理手法、深度處理工藝和強化傳統手法的方式。可以在制備前設置一個預沉工藝，將渾濁度高的水放入預沉池中；通過預處理手法，來對有機物污染嚴重的水源進行處理，分解其中的有機物；而深度處理可以利用臭氣氧化等技術，降解其中的重金屬元素。這些水質的處理方式，全部都可以通過計算機網絡加自動化控制系統來實現，這樣可以有效的監督整個水質處理的過程，保證經過處理的水質能夠達到國家標準。利用自動化控制進行的水質處理工序，可以有效的提高水廠的污水處理能力，通過對水廠的處理系統和供水系統進行自動化的控制，可以在提高水廠的工作效率的同時，大大的降低人力成本。

（二）電氣自動化系統的組成

在水廠的電氣自動化控制系統中，會在不同的地點設置控制站，將其分散在整個水廠之中，讓其互相作用，完成對整個水廠的控制。要實現對水廠的整體控制，自動化系統需要各個部分相互合作共同完成，其中包括管網地理信息系統、數據收集系統、監控系統和抄表系統。管網地理信息系統能夠將水廠的輸水管線、污水排除管線進行統一的管理，主要由管理功能和分析功能所組成，管理功能的主要作用是查詢統計、動態報表等，分析功能的主要作用是系統分析和爆管分析等。查詢統計功能使水廠最繁瑣的工作，系統通過提供多種途徑統計出的動態表格，來使水廠的員工對管線進行監控，科學的管理管線的運作，保證供水的完成。動態報表的功能在于即時的提供一份動態表格。方便水廠員工的實時查詢，同時便于對統計結果的記錄和存儲，降低員工的工作壓力，節省人力投入。系統分析的主要功能是為工作人員提供合理的決策和解決問題的方案，提高工作效率，實現對管線的全面監控，保證供水流暢。爆管分析使系統對爆管的位置進行定位，并關閉閥門，同時對爆管的原因進行分析，提供有效的解決方案，為水廠的管理提供更好的幫助；數據收集系統能夠將管網系統所反饋的數據進行整合與歸納，同時形成一份報告，輔助工作人員對整體進行把控；監控系統對水廠進行實時的監控，保證水廠的正常運行，對于出現問題的區域，可以及時的反饋、實時修理，保證供水穩定；而抄表系統的作用就是對城市用水量的具體統計，保證城市用水量在供水計劃之內[2]。

（三）控制方法

在對水廠的日常運行上，要對自動化控制系統進行全面的應用，提高日常的工作效率，保障城市的供水。在水廠進行取水階段，可以通過變頻泵來對外部水源進行取用，變頻泵中最重要的自動化設備就是變頻器，可以通過對變頻器的頻率進行設定，完成對變頻泵的控制，從而達到取水的目的。在自動化的取水泵房中，變頻器還有降低能耗和控制取水量的作用，從而達到取水池中水位穩定，高效供水的目的；作為凈化水質的核心階段，加藥工序的自動設備無疑是最多的，工藝手段也最為復雜。比如：鐵鹽、氫氧化鈉、臭氧等都需要自動化設備來進行，在加藥的過程中，可以利用自動化控制系統中的PLC或變頻器來進行控制，對需要加藥的水量進行計算，得出加藥的計量，完成水質的凈化。通過自動化設備控制加藥，可以有效的避免工作人員接觸對身體有害的物質，保障員工的人身安全。在過濾階段，主要由沉淀池和V型濾池來完成，在沉淀階段，可以將污水送入沉淀室進行處理，沉淀室中有足夠的排泥閥，系統可以根據沉淀水面的高度來進行判斷，將沉淀完畢的清水自動回收到調節池中，并對池底的污泥進行定期的排放。而V型濾池的作用是對水中的懸浮物進行過濾，系統通過對設置在其中的水位計和差壓計進行控制，來檢驗濾池中的水面高度和阻塞情況。同時濾池中還有一個可調節的閥門，系統可以通過信號來對閥門進行開合的控制，保證濾池內的過濾水位處于標準中，當阻塞情況加重時，系統可以通過命令來對濾池進行自動清洗，保證供水的質量。在送水階段，水廠通過變頻器來完成對供水的自動化控制。送水階段和取水階段相類似，都是由變頻泵來完成，對變頻器進行設定，是變頻泵對送水的壓力進行感知，一旦壓力變小就會自動調節，加大供水量。而這些階段的控制方法，都處于水廠的中控室之中，中控室既監控著水廠的整體運行，還是所有工段的總控制手段，中控室中的總系統會將各個工段的問題進行收集與反饋，以便工作人員更快的解決問題，做到對全局的掌控，保證水廠的運行。

結論：

綜上所述，對自動化控制系統的全面應用，可以有效提高水廠的供水質量，既能減少人力資源投入，還提高了水廠的工作效率，可謂一舉兩得。同時還能夠保障供水工程中的工序規范，保證用水安全。

參考文獻

[1]卜潔瑩.淺析我國供水行業面臨的問題及對策[J].經貿實踐，2017（19）：118.

[2]亢敏.基于電氣自動化控制系統在自來水行業中的應用[J].科技創新與應用，2017（04）：193.