浅谈电气自动化控制系统在水厂中的应用

李炜

【摘要】：随着现代化工业生产的不断推进，电气自动化控制系统在工业生产中的应用也越来越广泛。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。

【关键词】：电气自动化；控制系统；水厂；应用

1、当今自来水厂自控系统的主要内容

1.1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。

1.2水厂自控系统组成以及制水工艺流程

1.2.1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。

1.2.2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，這个环节决定了水厂最后产出水的质量。

2、实际应用

随着智能化管理模式的发展，电气自动化控制系统在我国水厂中的应用是方方面面的，从引水到将水送到千家万户，整个过程都离不开电气自动化控制系统的监管。本文将从以下方面对电气自动化控制系统在水厂中的应用进行探讨。

2.1进水过程控制

水处理过程是一个复杂的净水流程，从取水点到供水点，每个环节都需要进行电气自动化控制系统的设计，保证水生产过程的安全性和可控性。进水系统作为水厂作业过程中的入口，首先要做好水处理过程中的进水量控制。进水量的控制主要是通过水泵系统进行控制和调整，根据实际的生产需要，设计规划水厂的水泵数量，并结合实际需求对水泵系统进行设计和调试。针对进水后的水泵系统进行实时监控及远程调控，以确保每个水泵系统都能按照相应的标准进行水量的输送工作。

2.2水净化处理控制

水净化处理是水厂作业中的重要环节，对水质的保障起到决定性的作用。水处理过程中，需要采用电气自动化设备净化过程进行操作和监控。一方面，在水质沉淀与过滤过程中，电气化自动控制系统可以对滤池的冲洗和反冲洗进行控制。冲洗过程中，电气化自动控制系统可以根据需求控制冲洗的时间和频率以及冲洗的量，实现全智能化控制作业。通过冲洗和反冲洗可以净化滤池，从而提高水的净化质量。另一方面，是消毒净化，水净化过程中通过加氯可以杀死水中的微生物，从而起到消毒灭菌的效果。消毒净化过程中，可以利用电气化自动系统进行严格的把控，使投氯的量和时间都能够标准化、合理化执行。然而，漏氯系统还能对过量的氯进行吸收和过滤，从而防止水中氯的含量超标，在达到消毒的基础上，保证水的质量。

2.3水质检测控制

水质检测是水厂生产过程中重要的检测环节，直接影响到了人们的饮水。电气自动化控制系统，能帮助水质检测科学有效地进行。水质检测是对水中各种物质的含量进行检测，是水处理结果的一种体现，人为的水质检测需要反复的实验和调试，容易影响水质检测的效率和效果。然而，利用自动化电气设备进行水质检测，不仅能够对水质进行标准化、全方位的检测，而且能够根据需求进行全程控制，进行科学化调整。比如：PH值检测不达标的情况下，可以远程控制电气自动化系统对水进行再处理，并实现实时监测，确保PH值达标，使得整个调试检测过程更加科学有效。

2.4送水过程控制

电气自动化系统控制的科学应用，主要是通过控制水量来控制送水过程，而水厂需要根据实际的使用需求，对送水量进行全程控制和检测。比如：某个小区的生活用水存在高峰时段和非高峰时段，高峰时段的用水量较大，如果检测不到位，送水量不够，往往会导致水压不足，使得高层出现缺水的情况。电气化自动控制系统可以提前设置不同时段的送水量，并对水压进行实时监控，从而调整送水的量，以确保居民的用水需求。

结束语

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。

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