自來水廠電氣及自控設計

張偉大

[摘? ? 要]伴隨著我國經濟的不斷發展，越來越多的自來水廠正在探索電氣自動控制技術的全新應用方法，在自來水廠應用電氣自動控制技術的過程中，需要相關技術操作人員結合自來水廠技術要求，選擇合適的自動化控制技術，進一步提高自來水廠的電氣自動化控制效率。現如今在我國一部分自來水廠依然在采用比較傳統的電氣技術，從而導致自來水廠電氣設備應用效果不理想。這也就意味著，一部分自來水廠依然沒有采用自動化、智能化、信息化的電氣控制技術。因此，筆者將在文章的以下內容中重點分析自來水廠電氣自動控制技術的具體應用方法。

[關鍵詞]自來水廠;電氣自動控制技術;自控設計

[中圖分類號]TM76 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）10–00–02

Electrical and Automatic Control Design of Waterworks

Zhang Wei-da

[Abstract]With the continuous development of my country's economy and society， more and more water plants are exploring new application methods of electrical automatic control technology. In the process of applying electrical automatic control technology in water plants， relevant technical operators are required to combine water plant technology It is required to select the appropriate automation control technology to further improve the electrical automation control efficiency of the water plant. Nowadays， some water plants in my country are still using more traditional electrical technology， which leads to unsatisfactory application effects of electrical equipment in water plants. This also means that some water plants still do not use automated， intelligent， and information-based electrical control technology. Therefore， the author will focus on the specific application methods of electrical automatic control technology in water plants in the following content of the article.

[Keywords]waterworks; electrical automatic control technology; automatic control design

在自來水廠應用電氣自動控制技術之前，需要對相關的電氣自動控制技術進行設計與規劃。設計電氣自動控制技術的主要目的是合理應用相關電氣自動控制技術，以便更好地滿足自來水廠的實際需要。在電氣自動控制技術設計過程中，需要相關技術操作人員考慮到自來水廠的實際需求以及電氣自動控制技術的各類技術要點。除此之外，相關技術操作人員必須要考慮到不同電氣自動控制技術所需要的不同技術操作環境。雖然電氣自動控制技術經過了多年的發展已經逐漸成熟，但是這并不意味著電氣自動控制技術已經達到了技術頂峰。因此，相關技術操作人員必須要深入研究電氣自動控制技術的各種技術要點。

1 電氣自動控制技術設計要點分析

1.1 研究設計過程，收集各類參數

一般情況下，自來水廠所能夠利用到的電氣自動控制技術比較少，電氣自動控制技術在自來水廠之中的實際應用效果并不顯著，這主要是因為一部分自來水廠，尤其是小型自來水廠無法承擔使用電氣自動化控制技術的高額費用，也有一部分自來水廠無法通過技術研發以及技術革新，進一步提高電氣自動控制技術的技術應用效率。如果想要從根本上解決此類問題，就需要相關技術操作人員認真研究電氣自動控制技術具體設計過程。自來水廠的自動控制技術以及相關的自動調節裝置，都需要經過周密設計之后才可以開始建設。相關的技術操作人員需要依照自來水廠的水位、水質、水壓、流量等數據（參數）進行嚴格分析之后才可以進一步完善電氣自動控制技術的設計方案。在收集相關數據（參數）的過程中，需要相關的技術操作人員著重分析電氣自動控制技術的具體應用方法，以便合理地設計各種電氣自動控制技術以及相關的電氣化設備。

1.2 加強技術管理與技術控制

自來水廠電氣自動控制技術主要是采用集中管理的方式，畢竟電氣自動控制技術的技術要求較高且需要配合其他的電氣化技術或相關的電氣化設備。如果采用分散管理的方式，會給相關技術操作人員帶來巨大操作難度。另一方面，與集中管理單位方式不同，電氣自動控制技術需要采用分散控制的方式，需要采取分

區、分級的分散控制方式。即需要相關技術操作人員結合電氣自動控制技術的具體應用要求，將不同的電氣自動控制技術按照技術要求、技術應用環境、技術使用原則等內容劃分為不同的控制等級，以便相關技術操作人員可以對全部電氣自動控制技術以及相關的電氣化設備進行嚴格控制。其次，也有一部分電氣自動控制技術需要采用就地控制的方式。有一部分電氣化設備由于自身的特殊性，往往無法采取移動式作業的方式，所以需要相關技術操作人員結合電氣自動控制技術，將各種電氣化設備進行就地控制以及就地處理，加強技術管理與技術控制。在監督電氣自動控制技術運行的過程中，需要利用智能化技術和數字化技術，需要技術操作人員利用互聯網信息技術以及其他的電氣化控制技術，通過信號管理以及數據分析等方式，進一步完善電氣自動控制技術的監督功能。

1.3 合理應用光纖電纜

在自來水廠綜合樓控制系統中，需要利用光纖電纜作為信號傳輸設備，即通過光纖電纜傳輸各種各樣的數據和信號，幫助自來水廠實現自動化（或者是半自動化）監督與控制。光纖電纜在使用過程中，需要相關技術操作人員考慮到電纜的鋪設位置、安裝數量。但是在此過程中，光纖電纜并非適用于全部的電氣自動控制技術，也并不是所有的自來水廠都需要利用光纖電纜傳輸信號和數據。如今，有許多更加先進的信號傳輸技術（主要是無線電信號傳輸技術）正在悄然取代光纖電纜信號傳輸技術。

1.4 高效利用污水處理設備

如今，大部分自來水廠內部都配備了反沖洗泵房以及相關的污水處理池、污水過濾池、脫水機房以及各種污水沉淀池等設備。這些設備大部分都可以應用于污水處理以及污水凈化工作。尤其是污水處理池、污水過濾池和污水沉淀池等都需要利用電氣自動控制技術。在這其中應用最為廣泛的電氣自動控制技術就是PLC控制技術，PLC控制技術可以應用于污水處理的全過程，也可以與其他的電氣自動控制技術一同應用，從而進一步凸顯自來水廠PLC控制技術的實際應用效果。如果相關技術操作人員想要利用PLC控制技術，就需要通過光纖電纜以及其他信號傳輸設備將污水處理過程中產生的設備數據（參數）進行細致分析與深層次整合，隨后再通過PLC控制技術進行控制與管理。通過光纖電纜傳輸信號，或通過PLC控制技術進行管理與控制，也可以在此過程中穿插其他電氣自動控制技術，從而進一步優化PLC控制技術的實際應用效果。除此之外，有一部分自來水廠有著較為完善的控制體系，那么自來水廠也可以利用PLC控制技術與原有的控制技術進行融合，從而達到二次控制或多次控制的效果。

1.5 PLC控制技術具體應用方法分析

在應用PLC控制技術的過程中，可以設置PLC控制基站。在PLC控制基站中需要利用電氣自動控制技術。一般情況下，在PLC控制基站內部會設置人機界面，主要是通過人機聯動的方式逐步完善PLC控制技術的運行過程，并以此為基礎，進一步完善電氣自動控制技術設計過程。在自來水廠會設置很多的PLC控制基站，主要是為了在自來水廠中可以利用PLC控制基站將各種數據進行密切連接。在PLC控制基站內部可以完成數據編程、數據分析、數據處理、數據診斷、數據連接、數據拆分、數據整合、數據修改、數據保存等操作。

1.6 電氣化控制技術具體應用方法分析

自來水廠相關生產設備的電氣化控制技術可以分為人工手動控制技術、PLC現場控制技術、終端控制技術3種電氣自動控制模式。筆者會在以下內容中重點分析這3種電氣自動控制模式的具體控制方法和相關的設計要素。

（1）人工手動控制技術。人工手動控制技術和需要相關技術操作人員結合自身操作經驗和操作能力，通過使用控制箱以及各種電氣化控制設備完成自來水廠的數據控制與設備控制。人工手動控制技術存在著極大的技術局限性，主要是因為人工手動控制技術全需要相關技術操作人員監督各種控制儀器的運行情況，也需要相關技術操作人員通過人工操作等方式調整控制設備的運行過程。在此過程中，就比較容易出現操作失誤問題或設備故障問題，正是因為如此，人工手動控制技術的實際應用效果并不明顯，并且能夠應用人工手動控制技術的情況也比較少見。

（2）PLC現場控制技術。PLC現場控制技術就是利用PLC控制技術進行現場控制。相比于一般的PLC控制技術而言，PLC現場控制技術必須要求相關技術操作人員可以在電氣化設備正常運行的情況之下，進行現場控制;也需要相關技術操作人員結合PLC控制技術的具體應用方法，選擇合適的現場控制方法。在電氣化設備運行過程中，可能會出現各種技術操作問題或設備故障問題，這就需要通過PLC現場控制技術，嚴格關注電氣化設備的運行情況，一旦發現電氣化設備運行的數據發生問題或者是數據出現大范圍波動等問題，就需要及時地通過現場控制的方式，處理電氣化設備的各種故障問題。

（3）終端控制技術。相比于PLC現場控制技術而言，終端控制技術主要是需要依靠電氣化設備的移動終端進行控制與管理。但是終端控制技術也存在著極大的技術局限性，主要是因為終端控制技術需要電氣化設備具備終端控制設備。如果終端控制設備不能正常運行或者是存在著設備不匹配等問題，那么將無法利用終端控制技術。除此之外，終端控制技術的技術操作難度也比較高，相關技術操作人員在利用終端控制技術之時也容易出現技術操作問題。

2 自動控制系統配置方案

在自來水廠中應用電氣自動控制技術需要完善自動控制系統。在自動控制系統之中需要涉及電氣化設備的自動控制技術、數據移動終端的自動化控制技術、電氣程序自動控制技術等。

一般情況下自動控制系統分為現場控制與計算機控制兩種方式。

（1）現場控制模式分析?，F場控制主要是指相關技術操作人員利用電氣自動控制技術，在自來水廠內部通過監督設備運行進行監督與管理?，F場控制技術可以及時準確地完成電氣化設備的集中控制。

（2）計算機控制模式分析。計算機控制主要是利用互聯網信息技術以及其他的現代化控制技術，將全部電氣化設備進行全程監督與管理，隨后再通過計算機的智能控制系統進行細致的分析與全面化控制。計算機控制技術的實際應用效果比較明顯，但是需要利用到各式各樣的計算機設備，計算機設備購入成本比較高，并且也有一部分計算機設備的技術要求也比較高，因此，計算機控制技術并沒有得到廣泛推廣。

自動化控制系統需要由許多的自動化控制技術進行組合、排列，因為只有一項電氣自動控制技術顯然不足，所以需要相關技術操作人員進一步豐富電氣自動控制技術的類型，以便逐步完善自動化控制系統之中的諸多控制要素。

3 結束語

在電氣自動控制技術逐步發展的過程中，需要技術研發和技術創新作為支撐。雖然電氣自動控制技術在我國一部分自來水廠之中已經得到了良好的應用效果，但是實際上，電氣自動控制技術的發展依然是任重而道遠，電氣自動控制技術的發展也并不會就此止步。電氣自動控制技術設計以及各種電氣設備的設計方案也會更加多元化。筆者經過大量的研究與調查之后也探索出了更為高效、更加科學地電氣自動控制技術具體設計方法。希望通過本文研究可以進一步提高電氣自動控制技術實際應用效率。

參考文獻

[1] 張豐.人工智能在自來水廠電氣自動化控制中的應用[J].門窗，2019（19）：254.

[2] 李奎海.自來水廠電氣自動化工程控制系統的構建策略研究[J].電子技術與軟件工程，2019（3）：101.

[3] 金明.自來水廠電氣節能方法探討[J].決策探索（中），2018（11）：82-83.

[4] 閻建峰.電氣自動化技術在自來水廠機械設備中的應用[J].機械管理開發，2017，32（11）：109-110，177.