智能化水處理自動化系統研究

李宇光

【摘 要】隨著 自動化技術的發展，該技術被廣泛應用于工業、農業、建筑業等許多行業。自動化技術能有效降低能耗、減少污染，降低工作成本，有效提高工作效率，實現經濟效益和社會效益的統一。文中對 自動化技術進行了概述，指出該技 術的特點，分析了 自動化技術在多種行業中的應用，并重點闡述了 自動化技術在水處理行業的應用。

【關鍵詞】水處理；自動化；應用

我國不斷提升的科學技術水平，促進了各類智能化設備、自動 化設備的形成，該趨勢下也促使了各領域及行業逐漸將自動化和智 能化作為了新發展方向，特別是有關于國計民生的水處理行業中智 能化設備的運用，不但能將水處理工作效率與質量提高，同時也能 推動水處理自動化遠程監控和恒定壓力調節無人化的實現。

1 系統構成分析

1.1 設備工藝系統

智能化水處理設備自動化系統中的工藝系統主要是由三大關鍵裝 置所組成，即機械過濾器、活性炭過濾器以及精密過濾器。同時，還包括 一些配套設備，如：水泵、閥門、消毒儀器、反滲透高壓泵、膜堆主體等。整 個工藝系統的操作原理都是圍繞水處理、給水這兩方面進行設計的。

1.2 控制系統

智能化水處理設備自動化系統中的控制系統主要是由控制回路、變 頻器、閥門電動裝置以及可編程控制器所組成。該系統一般都被應用在 水處理工藝設備以及給水工藝設備的控制回路上，以便可以豐富各工藝 設備的應用功能，使之在水處理過程中發揮出真正的實效作用。

1.3 信號采集系統

智能化水處理設備自動化系統中的信號采集系統主要針對所有水 處理工藝設備的運行參數，進以對這些數據進行有效的分析，從而根據 分析結果，來判斷設備的運行狀態，以便為促進水處理工作的順利開展 創造良好的條件。

1.4 保護系統

智能化水處理設備自動化系統中的保護系統，主要負責處理整個水 處理系統故障問題，進以通過中斷或介質的排放，來達到對水處理工藝 設備的全面保護。

1.5 操作與人際界面系統

智能化水處理設備自動化系統中的操作系統和人機界面系統，是兩 個最為核心的組成部分，其可以幫助相關工作人員靈活運用智能水處理 設備，進而更好的提高水處理工作效率和工作質量。

2 工作特點分析

2.1基于PLC作為自動化控制系統

中樞部分的PLC，是計算機信息 管理與現代水循環系統的有效結合，在多核CPU和電腦的綜合布控 下，依據信息技術控制各級硬件并發布指令，通過邏輯算法的優 化，無需升級改造系統線路與程序便可將各硬件系統的優勢最大限 度發揮，推動水處理系統工作效率與智能化水平的提升，并實現更 高的費效比，可將傳統線控處理系統取代。水處理工藝流程通常都十分復雜，尤其是在處理個別化學水的過程 中，針對處理程序而言多以個別繼電器實現控制。而因該類控制方式具 有較為復雜的安裝接線流程和相對困難的程序修改，故而在后期維護時 具有較為龐大的工作量，這會降低水處理系統的可靠性及其使用頻率。要想將控制中繼電器存在問題改善，可采用PLC控制程序。而對于PLC 編程來說，在使用方面具備便捷、可靠性高、運行環境要求低等優勢，故而其使用極為廣泛。水處理系統中，借助PLC 自動化控制可實時 控制、自動化檢測水處理，并促進水處理效率的提升，將生產期間不必 要的能源消耗減少，推動企業水處理系統可持續發展的實現。

2.2 變頻器特點分析

變頻器在智能化水處理自動化系統中，占有著很重要的位置，其集 結了微電子、電力電子等多種技術優勢，能夠很大程度上推動水處理系 統實現自動化。另外，變頻器自身具有很強的調速性以及軟啟動和軟中 斷功能，在實際應用時，可以大大提升水處理工作效率，且操作性能也是 十分簡便，所以該設備也可用作反滲透設備的水泵啟動裝置，即在反滲 透系統啟動時，變頻器可以對其膜壓力的上升速度進行有效控制，進而 最大化保障反滲透設備的安全運行。

智能化水處理設備自動化系統優化措施

3.1 科學設置通信網絡

因監控站無法完成非直控水處理設備的適應，而為了確保有效發揮管理機制的作用，就需以信息層結構、設備層結構和控制層結 構等多個層級結構來細化監控系統。其中，信息層結構是將以外網 作為個水處理單位彼此信息共享的實現依據，同時立足于原有基礎 上也能進行全新、較強實用性水處理產品的開發；而控制層結構是 圍繞隧道區域控制器網絡，在標準總線的運用下開展組網工作，如 此一來可實現水處理信息傳輸速度的提升，為信息提供兼容性、實 效性保障，進而推動水處理遠程自動化監控的實現。而在不斷提升 的科技技術水平背景下，針對現有的智能水處理需求而言，傳統以 外網網絡模式已無法有效滿足，創新與優化是必經道路，同時通過 結合現場總線構成全新、完整的網絡模式，能為智能水處理自動化 系統提供正常運行的保障，推動水處理效果的提升。

3.2往自診斷和遠程監控方向開發系統潛能

就像計算機開機過程中會對各硬件進行檢查一樣，智能化水 處理自動化系統通過PLC控制系統可以對各流程控制單元、各關鍵 設備、各種儀表進行輪詢檢查。這種檢查可以定時或定頻率進行，從而就實現了自診斷功能。這功能一方面提高工藝設備的安全可靠 性，有力保障水質安全和供水安全；另一方面可以減少人的現場巡 檢和人的實時監控，從而提升智能化水平，逐步過渡到無人值守。當今社會，互聯網和手機無線網絡已相當發達，當智能化水處 理自動化系統足夠可靠，足夠成熟以后，完全有可能實現基于互聯 網和手機無線網絡的遠程監控。進而減少用于看守的勞動力，加強 維修維護的能力，進一步解放生產力。

3.3 合理選擇 PLC 設備

PLC 設備是智能化水處理自動化系統的核心部分，對其進行合理選 擇，可以大大提高智能水處理效果，保證水處理質量和處理效率。因此，相關工作人員在采用智能化水處理自動化系統時，必須對 PLC 設備的選 擇給予高度的重視，盡可能選擇高性能、高質量的 PLC 設備，這樣不僅可 以促進水處理自動化系統實現集中處理或獨立處理功能，而且還能實現 智能水處理自動化系統的數據采集功能、互換功能、保存功能、分析功能 以及處理功能等。同時，在選擇 PLC 設備時，還要結合智能水處理自動化 系統的實際運行需求，例如，當處在較差的水處理環境下時，相關單位就 要選擇 2Quantom 系列的 PLC 設備或 Quantom 140 系列的 PLC 設備，這 樣既可以保證自動化系統的開放性和融合性，實現對水處理現場的自動 化遠程監控，又能支持水處理廠中的以太網絡和現場總線，提高水處理 質量和效率。

結語

智能化水處理自動化系統有利于水處理效率的提升，是水處理 自身得以實現發展、獲取更高市場競爭力的重要基礎。而對于智能 化水處理自動化系統的運用而言，也是社會生產、人民生活所提出 的更高用水數量與質量的要求。故而，隨著現代社會的不斷發展，我們必須正確認識智能化水處理自動化系統，在將其結構明確的基 礎上，妥善把握智能化水處理自動化系統工作特點，通過在水處理 工作中的靈活運用，推動水處理效率與質量的全面提升。在未來發 展中，應當對智能化水處理自動化系統應用予以更高的關注，將智 能化水處理自動化系統結構明確，并將其工作特點準確把握，將其 運用至水處理實踐中，實現其優勢的靈活發揮。

（作者單位：杭州蕭山供水有限公司第二水廠）