電氣自動化控制系統在水廠的應用

位翱洋

（浙江中控信息產業股份有限公司，浙江 杭州 310051）

引言

水廠建設是現代城市水資源合理利用的重要組織，水廠具有水資源供應、水體檢測等多項功能，各項功能的良好應用，直接關系到城市用水安全。而在現代城市用水量增大、水質要求增加的情況下，要求水廠在開展各項工作中，也應該盡快完成工作模式優化，提升城市供水管理效率。而采用電氣自動化控制功能就是非常良好的自動化管理模式，利用電氣自動控制系統的自動化功能，可以完成水廠各項工作優化，實現水廠生產管理的自動化完成，提升水廠管理應用質量。

1 水廠電氣自動化控制系統分析

水廠電氣自動化控制模塊是當前水廠自動化管理工作應用的重要模塊，對于水廠各項工作開展有重要的意義。在電氣自動化控制模塊的應用過程中，按照水廠生產和管理的各項工藝分析而言，其自動化控制模塊主要包括取水泵控制模塊、送水泵控制模塊、加氯自動控制模塊、格柵配水池控制模塊、反應沉淀池控制模塊以及配電控制模塊等組成。不同的控制系統可以完成水廠的不同功能。同時利用自動化技術使各項系統都具備自動控制功能，能夠實現水廠生產、水廠供水以及水廠水質檢測等多項自動化工作，實現了水廠生產的整個自動化生產鏈條構建，繼而也提升了水廠電氣自動化生產，確保電氣生產應用更加合理。

2 水廠電氣自動化控制系統的應用分析

水廠電氣自動化控制系統的應用，是為了完成各項生產工作，所以在實際電氣自動化控制系統應用過程中，可以利用其功能完成各項水質檢測工作。以下是對電氣自動化控制系統的實際應用方向和應用要點進行分析。

2.1 水廠電氣自動化控制系統的應用方向

1）水質檢測電氣自動化控制系統的應用可以實現自動化水質檢測工作。進行水質檢測中，可以使用自動化檢測儀器進行水質檢測，檢測過程中使用到pH流量檢測儀、流動電流檢測儀、高低濁度檢測儀器進行在自動化的檢測。采用自動化控制裝置進行檢測，能夠提升檢測精度，也能夠實現檢測效率的升級。采用電氣自動化系統對水質檢測儀器進行控制，自動控制檢測工作比傳統的人力檢測工效率更高。

2）水處理系統的應用。在現代水廠管理工作中，水廠說處理系統的應用非常關鍵，在實際的水廠水處理工作中，主要完成水質檢測、加氯處理以及水體供應等相關工作。而水廠電氣自動化控制系統應用，就能夠完成各項水處理工作的自動化開展，從而實現水廠管理的自動化完成。設計應用自動化控制系統，能夠提升水質檢測效率。在傳統的水廠水處理中，采用經典控制理論進行水廠控制，同時在水廠處理中，該理論主要使用人工控制模塊。而在電氣自動控制系統的逐漸研發中，DCS系統在水廠水處理中應用，提升網絡水處理的應用效果，對于水廠的各項工作開展也有非常重要的意義，提升了水廠工作質量。

2.2 水廠電氣自動化控制系統的應用要點

綜上所述，水廠電氣自動化控制系統的應用，可以實現自動化的管理工作，提升了水廠的應用質量。同時自動化控制也是現代水廠的主要工作改進方向，而為了實現水廠的電氣自動化控制，就能夠提升水廠的應用管理，確保水廠的自動化應用更加有效，也能夠提升水廠的控制效果。為了實現水廠電氣自動化控制系統的良好應用，還需要對水廠電氣自動化控制系統進行合理的設計，設計的科學性以及系統設計的可持續性，就能夠提升電氣自動化控制應用效率。

1）在系統應用前，需要對水廠的各項工作要求進行分析，主要分析水廠的自動化應用功能，分析水廠的自動化管理功能需求等，通過功能需求分析，完成后續水廠電氣自動化控制系統的設計。

2）在系統應用前，還需要對水廠電氣自動化控制技術進行完善，完善水廠應用過程中的各項技術。如，使用到變頻控制技術、智能以及自動化儀表裝置的應用都是實現水廠電氣自動化管理的關鍵技術，對于水廠的技術應用就有非常重要的作用，也是實現水廠自動化管理的重要模塊。

3）在系統應用中，可以實現水廠的電氣自動化控制系統應用過程中，為了實現系統的良好應用，還需要配合系統完成水廠管理制度建立，完成水廠自動化工作流程制定和提升水廠電氣自動化功能應用效果。

3 某水廠電氣自動化控制系統的設計和應用分析

3.1 某水廠電氣自動化控制系統設計

某水廠是某市供水中心，對于某地區的水資源合理應用有非常重要的作用。在實際的水資源應用過程中，某水廠企業設計電氣自動化控制系統完成各項自動控制功能。以下是對某水廠電氣自動化控制系統的設計分析研究。

在某水廠電氣自動化控制系統設計應用過程中，完成了系統的總體結構控制應用，對于系統的設計而言也有重要的意義，實際的系統設計中，主要完成中控層設計應用、現場控制層設計應用、無線傳輸層以及上層管理系統等模塊，不同的層級和結構都直接關系到系統的綜合設計應用，對于系統的各項控制功能實現也都有非常重要的意義。

1）某水廠電氣自動化控制系統設計應用過程中。中控室模塊主要是完成水廠各控制系統的監控工作，通過監控工作良好開展，確保水廠各項電氣自動化控制工作良好完成，也能夠提升電氣自動化應用效果。實際的水廠自動化控制應用中，可以實現水廠的自動化管理。水廠電氣自動化控制系統應用，可以實現監控管理等多項工作。

2）某水廠電氣自動化系統設計中，現場控制層是完成水廠水處理工作的主要層級，在水廠水處理現場控制層設計中，主要設計有送水泵房設計、加氯加釩泵房設計以及反沖洗濾池設計等內容，各單一控制模塊就可以完成各項水廠處理工作。

3）某水廠電氣自動化控制系統設計中，還包括上層管理系統的設計應用。某水廠電氣自動化系統主要使用到SCADA系統、SCADA系統在應用中具有數據采集、自動水廠檢測、水管網監測、自動報警分析以及歷史數據分析等多項工作，從而促進了水廠自動化檢測功能實現，提升了水廠的自動化管理效率。

3.2 某水廠電氣自動化控制系統應用及其效果分析

某水廠電氣自動化控制系統設計主要目的是為了完成水廠水處理工作的各項管控。利用該電氣自動化控制系統可以完成自動化控制工作，以下是對電氣自動化控制系統的應用進行分析。

3.2.1 加氯自動化控制應用

利用水廠電氣自動化控制系統能夠實現自動化的加氯工作。水廠加氯是水廠水處理工作的重要環節，也是對水廠的水體進行凈化。在傳統水廠加氯工作實施中，主要包括預加氯、前加氯、濾后加氯以及出廠補氯等工作。在進行加氯中，主要是根據水廠水質情況進行加氯。而在傳統的加氯實施過程中，加氯精度較差，各環節的加氯工作無法高精度完成，影響了加氯工作應用效果。而在自動化控制系統應用之后，能夠實現自動化的加氯分析和計算，提升了加氯工作效率。自動化系統應用后，設置了比例加氯自動化控制模塊以及余氯負反饋控制模塊，可以實現了自動化控制功能，提升加氯控制效果。

1）比例加氯自動控制原理是利用自動化控制系統設置PID閉環加氯控制，提升了加氯精度。如，在自動化控制中，在前加氯控制中，增加了流量比例控制器、自動化水質檢測儀器，將二者與加氯機之間形成自動化連接，設置閉環控制系統。實際的加氯自動化控制應用過程中，水質檢測器將水質中的氯成分信息收集并分析，將采集的信息發送到SCADA系統之中，SCADA系統按照預設數據完成加氯質預估，并且按照水體流量比例控制器與加氯機完成實時加氯以及實時管理工作，按照水質的檢測要求完成水質更新加氯，繼而提升水質加氯的控制效率，也能夠提升水質加氯效果。

2）余氯負反饋控制模塊，主要應用原理是完成水質手動加氯以及水質加氯控制，實際的水質檢測工作實施中，主要是利用余氯儀器與加氯機之間相互連接，同時通過加氯儀器和反饋系統之間的連接，確保加氯應用合理，也能夠提升加氯控制效果。在實際的系統應用過程中，該系統主要控制出口位置的水體加氯，在水體出廠前最后進行一次氯分析，如果水體中的氯值未達到要求，要立刻進行加氯。在該自動化控制流程中，PID控制器起到核心控制功能，加氯機是主要的加氯裝置，實際的應用中余氯儀器主要完成氯數值檢測工作。三個模塊的自動化連接，實現了智能和自動化的加氯控制。

3.2.2 自動變頻供水自動化控制

自動變頻供水自動化控制技術的應用非常關鍵，對于自動化功能的良好開展也有非常積極的意義。在水廠各項工作中，供水工作是保證水利資源供應的重要模塊。傳統供水中，不能夠按照各用戶的供水需求完成高精度的供水應用管理，在系統應用過程中，利用變頻自動化控制技術，就能夠實現自動化變頻控制供水管理。在某水廠進行供水管理中，利用PID控制器能夠實現水廠的恒壓變量控制模式進行供水流量的自動化控制分析，提升系統的應用效果[1]。

恒壓變量自動控制模塊，主要包括PID控制器、控制器裝置、壓力信號線、控制信號線、變頻水泵以及壓力變送器模塊等組成。在實際的供水管理中，系統的PID控制器設置固定壓力值。在實際的控制系統應用過程中，壓力變送器采集水信號，將水壓信號值傳送到PID控制系統。變頻器裝置應用十分關鍵，通過變頻器裝置的合理應用能夠實現供水的自動變頻控制。根據壓力參數分析，PID控制器自動完成供水管道壓力調整，繼而實現了水利資源的自動變頻系統設計管控，提升變頻應用效果。在供水流量自動化分析過程中，系統的設計應用要求完成自動化的調節工作。在實際的系統設計應用時，變頻水泵的應用也十分關鍵，能夠根據水體壓力自動完成水泵的工作參數更改，繼而實現水泵的應用效果控制，提升水環泵的工作質量，最大程度上提升水利系統的自動供水管理，提升水泵的應用效果[2]。

3.2.3 水質自動檢測應用

某水廠電氣自動化控制系統應用過程中，也可以完成自動化的水質檢測工作。傳統水廠進行水質檢測過程中，都是采用人工水質檢測方法進行具體的檢測工作，而在電氣自動化控制系統應用過程中，可以利用自動化控制技術模塊完成水質自動監測工作，提升了水質檢測效果，也能夠確保水質檢測實施更加合理。水廠對自來水的監測是通過新型的自動化監測儀表來進行的[3]，檢測對象包括水的流量、水位、溫度、壓力以及水的質量，相應的設備包括pH測量儀、流動電流檢測儀、漏氯檢測儀和余氯分析儀等檢測儀器。各類檢測儀都發揮著獨特的作用，例如在測量水流量方面，除了利用傳統的電磁流量計以外，還會運用到大量的非接觸儀表，以保證對水流量測量的準確度[4]。

某水廠電氣自動化控制系統將所有的水質檢測儀器儀表自動連接，利用網絡模塊和通信技術將儀表串聯。自動化控制系統可以根據水質檢測需求采集各項水質檢測信息，完成水質檢測的綜合應用管控，提升水質檢測應用效果，也能夠提升水廠電氣自動化水質檢測工作，繼而提升水質檢測工作效果[5]。

4 結語

電氣自動化控制系統在水廠中應用，能夠實現自動化的水處理以及水供應，提升了水廠水質檢測工作效率。本文筆者以某水廠的電氣自動化控制系統為例，總結了電氣自動化控制系統的具體設計應用要點，希望能夠對水廠的應用發展有所幫助。