智能化水處理自動化系統研究

羅斌

【摘? 要】近年來，經濟的發展，促進我國科技水平的提升。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。本文就智能化水處理自動化系統展開探討。

【關鍵詞】智能化;水處理;自動化系統

引言

水資源是日常生活中必不可少的重要物質基礎，是居民生活和物質生產過程中的必需資源，直接關系到群眾的生活質量和社會生產效率，對市政自來水廠和城市水利系統提出了更高的要求，為保障水質和供水穩定，進行大規模的水處理系統升級改造已勢在必行。近年來，隨著水處理技術的進步與發展，現代化的智能水處理系統在業內得到廣泛應用，開展對智能自動化水處理系統的研究，充分了解其工作原理與結構特點，對推動自動化系統的普及與發展具有重要意義。

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

該部分是水處理自動化系統的中樞和核心部分，是和常規水處理站差異最大的單元，也是工作人員發布指令和進行其他單元滲透控制的起點，以多核CPU為硬件基礎，通過變頻器、電動閥和可控回路組成整個系統的控制網絡，目的是通過該系統實現對各子單元的完全自動化控制，降低人工操作壓力，為系統的啟動和運作預留出調試空間，提升水處理系統的容錯率。

1.3信號采集系統

智能化水處理自動化系統信號采集系統是以所有水處理工藝設備運行參數為對象進行有效分析，并以分析結果為根據對設備運行狀態進行判斷，進而將良好的條件提供給水處理工作，使其得以順利開展。

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互動系統

互動系統存在的意義是構建工作人員和自動控制系統之間的紐帶，通過該系統控制各子系統的開關等設備，是交互平臺的基本組成部分。

2系統工作特點分析

2.1PLC特點分析

智能化水處理自動化系統的應用功能大多都需要PLC的控制，才能得以實現，該技術主要是在不觸動線路和程序的前提下，通過微電腦和自動化控制設備的有機結合，研制出的一種新型的智能技術，其能夠在很大程度上推動電腦軟件優勢的發揮，進而使智能化水處理自動化系統硬件得到相應的優化，增強水處理設備的信效度和能動性。另外，PLC技術優勢要遠遠高于布線控制邏輯優勢，其能夠在不改變系統線路的基礎上，對整個水處理自動化系統的邏輯、順序和原定數據進行相應的調整，進而使其系統功能和結構設計達到最優化。

2.2變頻器特點分析

變頻器和PLC共同組成了水處理系統的自動化控制核心，在計算機信息技術的基礎上，集成電力電子技術，降低了微處理機的應用門檻，綜合性能相比傳統線控設備具有高速且低能耗的優勢，是實現水處理技術自動化的硬件基礎。新變頻器系統在水處理自動化應用中的一大特點是該變頻器加入了軟啟動和軟中斷的執行概念，避免了傳統變頻器在系統故障時因硬操作導致的整體停機，降低了維護成本，通過優化調整完成低風險的自我保護操作，使自動化凈水系統的處理效率達到了一個新的高度，在超濾和RO反滲透設備中應用較為廣泛。智能化水平極大提高，不再需要人為調控水泵的啟動與關閉，還增設和傳感器和無線通信模塊，實際上和PLC一樣具備邏輯處理能力。因此，工作人員可預設變頻器的數據，及時調節系統運行狀態，調節滲透膜的壓力變化速度，確保膜凈化系統的高效運行。

3系統應用要點及相關優化措施

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Quantom140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。

3.3監控及通訊網絡的設置

我國多數水廠在自動化系統試點運行過程中積累了寶貴的設備管理經驗。通常情況下，自動化系統通過嚴格分級的控制機制在人員體系和設備運轉上對水處理系統進行監管，但這種管理制度在實際應用過程中暴露出人工管理的弊端，隨著智能化系統的自主性不斷提升，人工管理反而使系統運轉變得冗余，降低了設備運轉的效率。目前，水處理設備的應用相對成熟起來，對設備的自動化監控已經提升到了一個新的高度，關于通信網絡和監控系統的優先級也開始出現了爭議。多數企業還是支持對原有的監控系統進行升級和延伸，運用以太網的即時性和互聯性，定期反饋水質凈化程度和自動化設備的運轉情況，以保障水廠在無人化狀態下的可控性和穩定性。

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。

參考文獻：

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（作者單位：天津博華環境技術工程有限公司）