王经纬

大连市自来水集团有限公司

浅谈电气自动化控制系统在水厂中的应用

王经纬

大连市自来水集团有限公司

由于供水工程建设大多处于传统形式，自动化程度较低，导致水厂运行管理成本日益提高。因此，本文对供水模式展开讨论，分析电气自动化技术在供水中的应用，并提出切实可行的解决对策。

电气；自动化控制；水厂；应用

1 前言

改革开放后，我国经济发展迅速，但同时环境污染的程度也日益严重，尤其是水资源的污染对人们的影响最为突出。在自来水普及的今天，为了保障国民的身体健康以及国家经济的良性健康发展，自来水厂必须做出改进措施，加强对自来水的处理技术，确保人们可以获得高质量的饮用水。下面，笔者主要对电气自动化控制系统在水厂中的应用问题进行了分析。

2 当今自来水厂自控系统的主要内容

2.1 当前水厂采用自动控制系统的结构形式

信息化的社会大背景下，自来水厂采取的也是全自动化控制。其自控流程由三个主要方面组成，即数据采集系统、监视控制系统以及集散型控制系统，总的来说是个人计算机与可编程逻辑控制器构成的系统。而每个系统在运行的过程中都有其自身的优点和缺陷。例如，SCADA系统具有组网范围大和通讯方式灵活的优点，但其在实际应用时取得的效果不太显著，并且难以实现大规模的控制；DCS系统具有SCADA系统不具备的优点，其采用的是分级分布式控制，可以实现对大范围的控制，时效性也不较好，但是该系统较为复杂，对开发和维护人员的要求比较高，应用起来不易操作；IPC+PLC系统是较为先进的控制系统，对水厂既可以实现分级分布控制，又可以对其进行集中控制。此外，PLC自身的可靠性比较高，在运用的过程中较为方便，而且其开发周期短，运营成本低，可与工业现场的信号直接连接，实现机电一体化。因此，现在IPC+PLC系统应用比较普遍。

2.2 水厂自控系统组成以及制水工艺流程

2.2 .1水厂自控系统组成

自来水厂由多个单元组成，每个单元都有自身的控制系统，这些系统主要有：送水和取水泵房自动控制系统、加矾自动控制系统、加氧控制系统、反应沉淀池控制系统、配电控制系统以及水厂中央控制室自动化调度系统，这些系统大都采用了IPC+PLC的控制系统模式，这种控制模式采用的是多主站加多从站的结构，对水厂的自动化监控和保护起到了很大的作用。此外，对控制点的分布方面也比较特殊，针对水厂中的各个位置，都能很好地遵守就近原则实施监控，然后再通过通讯网络使各个PLC站点之间进行数据传输，最终实现整个水厂的自动化控制。这种监控模式极大地节省了水厂的人力，自动化模式也能在工厂运行的过程中减少因人为原因出现的问题，有效地保证了水厂的运转，减少了水厂的经济支出。

2.2 .2水厂制水工艺流程

我国各大城市都有分部较大的自来水厂，各个水厂制水工艺的流程大都不一样，他们根据自身和当地环境的实际情况制定水厂具体的制水流程，但制水的几个主要环节是不可缺少的。首先是取水。无论哪个水工厂制水的第一步骤都不能离开取水，工厂利用多台大型的离心泵将江、河或者地表等地方的水抽进净水厂，这时水厂制水的基础。其次是药剂的准备和投放。这是水厂净水的重要环节，这个环节决定了水厂最后产出水的质量。

3 电气自动化控制系统及其水厂中的应用情况

3.1 水处理控制技术

随着科学技术的不断发展，自来水厂的电气自动化程度不断加深。水厂内的自动化控制系统的不断完善，大大提升了水厂对水的处理能力。人们对于水的质量要求越来越高，人工的水处理技术已经不能达到人们对于健康饮水的标准。水处理自动控制技术的根据水质数据的变化，快速实现滤池的冲洗，及时控制药剂的投加频率和投加量，使水质量达到一定的高标准。

3.2 水质检测自动化技术

自来水的质量自来水厂的信誉和人们对自来水厂的信任度。人们的生活离不开水，水质量的好坏对人们的生活以及生命健康有着极大的影响，这就要求自来水厂在供应水之前一定要对水的质量进行严格的检测。水厂对自来水的监测是通过新型的自动化监测仪表来进行的，检测对象包括水的流量、水位、温度、压力以及水的质量，相应的设备包括pH测量仪、流动电流检测仪、漏氯检测仪、余氯分析仪等检测仪器。各类检测仪都发挥着独特的作用，例如在测量水流量方面，除了利用传统的电磁流量计以外，还会运用到大量的非接触仪表，以保证对水流量测量的准确度。此外，在对水位、温度以及其他方面的测量上也会用到大量的精密仪表，从各方面保证水的安全。这里需要提出的是，检测仪表在水工厂中发扮演着不可或缺的角色，它是实现水厂自动化的基础。当然，随着社会的不断发展和进步，在检测仪表方面也要不断的创新，以增加监测的广度和精确度，更好地提高供应水的质量，保障人们的生活稳定。

3.3 自动变频控制技术

自来水厂在进行水供应的时候需要贴别注意季节的变化以及居民对水需求量的大小。一个城市对水的需求量在不同的季节和不同的时间存在着很大的差别，有明显的的高峰和低峰期。因此，水厂在水供应的过程中需要特别注意对水压的调整问题。在用水高峰期时候，加大供水的水压，加大自来水的供应量，以满足人们对水的需求；低峰期时，需减小供水水压，以免造成水资源的浪费，甚至还会影响到机组的正常运行。由此可以看出，根据需求量控制水泵机组的运行是水厂自动化技术的一项重要内容。这就需要运用到自动变频控制技术，这种技术可以有效地降低水厂的能耗，几乎可以将因设计问题和用水量变化而浪费的电能全部节省下来。这种技术是以变频调整原理为基础，在保证正常供水的基础上依据供水系统用水量的变化情况，自动调整水泵的工作情况，使之在供水过程中更具效率的运行，以达到既降低能耗又可以保证供水需求的目的。

4 结语

经过长期的实践证明，电气自动化控制系统具有极大的商业潜力，主要是因为它同时实现了高质量、高效率、高安全系数以及低能耗，在满足供水需求的同时，保证了供水质量以及水厂的经济效益。总而言之，这种自动化处理系统在保证水质的前提下大大提高了自来水厂的处理能力，值得每个水厂学习。

[1]南楠.基于SCADA的智能化水厂自动供水系统研究设计[J].顺德职业技术学院学报,2016(2).

[2]邓永斌.关于水厂供水系统自动化控制的分析[J].科技创新与应用,2016(19).