纪 巍

（中海油天津化工研究设计院有限公司，天津 300000）

0 引 言

随着工业现代化的快速发展，电气自动化技术已经成为工业发展的核心力量。由于地球上的水资源匮乏，如何将生活污水、工业废水等不合格的水经过一系列的处理变成合格的水，进行二次利用是非常重要的。因此，电气自动化技术在水处理的工艺中扮演着重要的角色。在保障产水合格的同时，提高了生产效率，并且在降低人力成本、资源能耗等方面起到了重要的作用。

1 电气自动化技术的概况及特点

1.1 电气自动化技术的概况

电气自动化技术融入了电子技术、微机控制技术、计算机网络技术、自动控制技术、信号处理技术等相关知识。电气自动化技术是一门具有对各种电气设备进行监测、诊断、控制等功能的综合学科。在水处理工艺中有大量的电气设备投入使用，电气设备的性能和自动化控制水平的高低会直接影响到产水的效率和产水的品质。在水处理的工艺中引入国际和国内先进的电气自动化技术，可以提高脱盐率等一系列的指标，同时，在生产过程中可以实现对设备进行实时监督与控制，对设备的平稳运行起到了有效的保障。因此，在水处理领域中，电气自动化发挥了不可忽视的作用。

1.2 电气自动化技术的特点

1.2.1 有利于提高供电的质量

电气自动化中的自动电压控制功能，将电子通信技术、计算机技术、信号处理技术等应用于改善电能质量。当外界出现电压波动或者出现故障时，系统会根据相关的数据变化自动调节补偿装置，从而保障电能质量，防止电气设备保护的误动作和拒动作。

1.2.2 有利于提高设备的平稳运行

电气自动化技术具有自诊断的功能。将每台设备都引入到DCS系统，通过DCS系统可以对电气设备进行遥控、遥测、遥信等。当电气设备发生故障时，系统会及时发现并且把故障设备快速的从系统中切除出去，保障了其他设备的平稳运行，不会扩大事故范围。

1.2.3 经济效益显著

电气自动化技术集成化程度高，其优势体现在功能强大，结构紧凑，体积较小，节省空间，大大减少了占地面积。由于微处理器和集成芯片的市场相对成熟，价格方面占优势，这样大大减少了前期的投资费用和后期的维护费用。其次，采用电气自动化技术可以少人或者无人操作完成生产，节约人力资源，降低人工成本。

2 电气自动化技术在水处理行业中的应用

2.1 技术内涵和系统配置

水处理的工艺比较多样化，根据原水的水质和产水的要求所需要的技术也多种多样。其中有代表性的技术措施有MBR技术、双模处理技术、EDI离子交换技术等。以某项目为例，该污水项目的自动控制系统采用了德国西门子公司的S7-200系列产品。在电量采集、流量采集、加药、加氯等的CPU为CPU226。这个项目已经形成了一整套电气自动化控制系统，这套电气自动化系统能够实现集中监控、感应、自动化处理与数据采集记录的处理等功能，从而对整个污水项目进行全程监控，无论哪个环节出现问题都可以及时发现并解决，有效防止了事故的发生。工作原理是自动检测现场各个设备和仪表的数据，进行实时反馈，将信号反馈到现场PLC和中心控制室，由控制室的计算机屏幕显示出来。同时，在PLC和计算机程序上进行工艺参数设定，自动对某台设备进行操作，从而满足安全高效的生产需求[1]。例如：在线加药，在线洗膜等，无需人工调节。

2.2 加氯控制系统的应用

有的水处理工艺中，只用过滤前加氯。即在原水过滤之前进行加氯控制，其中一个目的是要清除原水中含有的藻类等杂质；还有一个目的是杀菌，防止细菌滋生附着在设备上。有的水处理工艺中不但在原水过滤前加氯，在过滤之后也进行加氯控制，是为了对过滤后的水进行消毒。加氯控制要根据水的指标进行自动控制，一般使用方式是根据水处理工艺的流程按顺序控制。原水过滤之前的加氯控制技术一般是按流量比控制，按照原水的指标和流量以固定的量进行加氯。当原水的水质反生变化时，加氯的量也会发生相应的变化。在水过滤之后进行的加氯控制技术，大多是采用复合环路的方法进行控制。原理就是在对水进行过滤之后对流量进行投加的控制，经过充分混合后对余氯进行检测，根据检测的数值控制投加的量，由此形成环路。这种控制方式相对于过滤前的加氯控制是比较复杂的。该污水项目为过滤前加氯，因此采用的控制方式为流量比方式[2]。

2.3 加药控制系统的应用

在进行加药工作时，自动控制系统根据产水的相关数据，按比例或者按时间自动使用阻垢剂、非氧化杀菌剂、还原剂等相关药剂，从而保证产水合格。该自动控制系统的方式为复合环投加控制的方式，其控制原理是对原水流量进行相应比例调节，再根据产水的参数和加药系统的设定值作系统比较，从而对原水量变化实现快速反应，并及时对投药量进行调整。

2.4 电气自动控制系统的应用

在水处理项目中，可以根据泵的液位计量将信号反馈到中央控制系统。通过自动控制系统对供水泵、高压水泵、反洗水泵等的启动和停止进行控制。例如：在RO装置的反渗透高压泵进出口装有低压保护开关和高压保护开关。该电机的容量较大，一般选用变频调速。当供水量不足使进入高压泵的水压低于某一设定值（一般为0.1 MPa），系统会发出信号，与此同时，高压泵停止运行，保护高压泵的使用寿命。当系统因误操作或者其他原因使高压泵的出口压力超过某一设定值时，高压泵的保护动作跳闸回路接通，高压泵停止运行，保障系统内的其他设备不受影响，从而有效提高了产水的效率。这套系统采用先进的西门子工业控制系统，主要用于远程控制、在线监测、在线加药等。这套控制系统不仅有高性能低能耗的硬件，还有操作简单、运行可靠、功能强大的软件，并利用软件进行在线编程和后台监控等。该系统还可以实现远方操作和就地操作的切换，在紧急状态或非正常状态下，对设备和阀门进行就地手动操作[3]。

3 结 论

随着我国电气自动化技术的迅猛发展，在很多领域都得到了广泛的应用，特别是在水处理行业中更是发展迅速。先进的电气自动化技术既能降低运营成本，又能保障甲乙双方的利益，真正实现了双赢。水作为人们日常生活和工业生产中必不可少的重要资源，产出合格的水是非常重要的。通过电气自动化技术在水处理中的应用，不仅能提高水质提高产水量，还能有效降低能耗。随着水处理工艺的不断发展，电气自动化也在不断的发展，充分合理的利用先进的电气自动化技术，既创造了社会效益又创造了经济效益。

[1] 张 峰.智能控制在水处理工业中的研究和应用[D].长沙：中南大学，2009.

[2] 王铁军.水处理电气自动化技术应用研究[J].科技创新导报，2012，（11）：71.

[3] 贺彦峰.电气自动化的现状及发展前景[J].建筑工程技术与设计，2017，（36）：2169-2170.