电气自动化技术在水处理过程中的应用

郑小玉

城市建设进程逐步推进，在此期间对水资源的需求量也在持续攀升，此时如何有效保证水资源供应品质、减少浪费均是值得重点探讨的内容。供水企业需要顺应时代发展趋势，积极优化既有发展模式，突破传统方式带来的束缚。例如，在水处理环节可以引入电气自动化技术，在此类技术的支持下，提高资源供应效率，缓解乃至从根本上消除供水不足的问题。鉴于此，文章以水处理为背景，探讨电气自动化技术在其中的应用要点，以期起到抛砖引玉的作用。

一、电气自动化技术概述

电气自动化技术集多类主流技术于一体，是包含计算机技术、信息处理技术在内的多种形式的集合体，其在促进工业生产自动化方面有显著的作用。于水处理领域，电气自动化技术的关键在于合理操控机械设备，由其以自动化的方式完成水处理环节中的各项操作，在保证水处理效果的前提下，尽可能提高水处理效率，朝着水资源节约化利用的方向迈进。纵观全球工业发展状况，自动化水平已然是衡量工业化程度的重要标准之一，因此积极推进自动化建设进程具有必要性。具体至我国的水处理领域，面对水资源紧缺的环境，需要注重电气自动化技术的应用，在此类技术的驱动作用下，提高水处理工作水平。

二、电气自动化技术在水处理中的应用形式

（一）通信技术的应用

通过通信技术的应用，能够拉近沟通的距离，实现远程无线网络通信，同时所构建的通信网络具有互联互通的特性，数据的共享水平得以提高。有线网络和无线网络均较为常见，两者均以射频技术、红外技术为核心，但各自在传输介质方面有明显的差异化特征，如有线网络的应用应得到数据线的支持，而无线网络则无需建立该硬件条件。具体至水处理领域，无线网络的应用具有可行性，其能够高效控制水处理领域的相关参数，进而促进电气自动化技术应用水平的提高。并且，无线网络在组织分配能力、功效控制方面的表现均为优异。无线网络可监测水处理设备，根据数据判断各类设备的运行情况，技术人员可结合现场反馈的信息做远程控制。

（二）数字仪表技术与现场总线技术的应用

在设备信息传输方面，可以联合应用到数据仪表技术和现场总线技术，由于彼此具有互用性，给设备的高效率运行提供了保障。在水处理环节，通过两项技术的应用，可减少变送器的使用量，达到降低成本、提高效率多重效果。

（三）工业以太网技术的应用

水处理阶段，若网络负荷较重，易威胁到整个水处理自动化系统的运行状态，导致其缺乏足够的稳定性，不利于水处理工作的顺利推进。为增强系统的稳定性，可采用工业以太网技术，具体涉及双工通信技术、负载自动化平衡技术等，各自均有独特的应用优势，可以根据实际情况做合理的选择。在水处理自动化系统的设计中，可以富有针对性地采用工业以太网技术，在此支撑作用下，提高系统的稳定性，使系统在日常运行中有效抵御外界环境的影响，降低系统运行风险。工业以太网技术框架如图1所示。

現阶段，电气自动化技术在水处理领域取得广泛的应用，相继有更多的水厂着力于电气自动化技术的应用工作。在应用电气自动化技术后，可以建立具有高度自动化特征的水处理控制系统，对数据的操作更为高效，可以完成自动化采集、处理一系列操作，也能够加强对水处理流程的有效控制。电气自动化技术集多类技术于一体，相比于单一技术形式，其对水处理过程的控制水平较高，能够更为有效地保证水处理效果。

（一）自来水加氯控制

自来水处理环节，可以在过滤前后做加氯操作，用于提高自来水的品质。在水过滤前，按照特定的用量适量掺氯，关键作用在于清理水中的杂质。经过过滤后，还需进一步加氯，其作用在于杀菌、消毒。为此，需要以自动化的理念为引导，建立加氯系统，具体如图2所示。按照特定的流程、精准的用量完成加氯操作后，提高水的品质。

利用电气自动化技术手段对水进行处理必须依靠无线网络的使用才能够实现自动化的功能，通过使用无线网络，能够使整个处理过程实现远程无线控制，所以无线网络是电气自动化技术手段的重要依托。利用无线网络实现电气自动化技术功能所需要消耗的电量较少，而且能够使技术相关的组织结构和分布方式更加灵活、方便，能够有效保障水处理效果。利用无线网络将实现远程控制的目的，使电气自动化技术手段发挥出最大价值，提高水处理的工作效益。与此同时，无线网的应用也能够使远程对水进行处理和控制的过程中对各类机械设备进行远程的监督与检测，这样可以帮助工作人员实时观察处理设备的运行水平，一旦处理设备出现故障问题利用无线网络设备会向工作人员或者是主机发送故障信号，这样可以帮助故障的排查和处理获得更好的工作效率，减轻负责检修的工作人员的工作强度。通过使用无线网络在对整个水处理过程进行监控时，一些智能化的电气自动化技术系统也能够实现自主排查的能力，如果运行中出现错误或故障，智能化的技术系统会主动进行自我检修，并且会采取一些匹配的方案来降低故障所带来的危害和影响。所以无线网对电气自动化技术在水处理中的应用有着无法替代的重要作用，相关企业为了实现电气自动化技术功能必须首先建立的便是良好的无线网络系统。

（三）加药控制的应用

水处理过程中，不同的环境下有时所采取的处理手段会有极大的不同，尤其是在一线城市内，许多水处理必须经过加药方式来提高水质，而加药的过程必须要进行有效控制，提高精准度才能够保证水的质量和安全，所以这也将成为电气自动化技术使用所需要完成的重要工作任务之一。电气自动化技术会在水处理过程中对相关数值进行准确测量和预设，主动寻找水质中的特殊情况，并采取灵活参数设定方式来对加药过程进行有效调整，用药量、用药时间都可以通过电气自动化技术手段来进行自主完成，不仅极大地提高了加药控制能力，也减轻了工作人员的工作量，更能够提高加药的精准性，使水处理获得更好的效果。

四、电气自动化技术在水处理实例中的应用

（一）水厂水质检测

对于自来水厂，水质检测是其自动控制的核心内容。一个自来水厂的生产质量由相关的水质检测来确定，更倾向于借助科技赋能的手段来实现水源净化的终极目的。在具体的水质检测操作中，技术人员从排水和供水两个方面着手，同时借助电气自动化技术中的检测系统对所测水源的质量展开专业的数据计算和记录工作，从根本上保障水厂对水质检测工作的专业性和可操作性。

（二）整套设备的运行

传统的水处理方式人工耗能大、操作繁琐等短板问题日益突出且使用矛盾明显，在迭代更新的现代化进程中，先进的科学设备在水处理方面也逐步向现代居民的用水需求靠近，针对设备的整体运行和掌控工作，也是考验一个大型水厂企业的管理能力和应用能力。水处理自动控制系统运行流程如图3所示。

作为水系统中调节水厂均匀供水和满足用户不均匀用水的调蓄构筑物，在对清水池和蓄水池的处理过程中，电气自动化技术也被运用的恰到好处。单就风机掌控这一项而言，水厂企业要依据水池的实际功能将其划分，不同的水池功能亦不相同，在清水池中水处理时，要同时兼顾蓄水池里的现有水量，避免后续储存水量不足造成用水困难的局面。

（四）滤池冲洗中的应用

在自来水的净水流程中，过滤池的清洗对净水流程来说有着十分重要的作用。大部分的自来水工厂都是人工进行过滤池的冲洗工作，而清洗工作，其科学精度系数要求严格，冲洗池的形式和结构很复杂，在鼓风机和空压机等设备的作用下，人工很难准确地完成相关工作。为了提升工作效率，一些自来水厂决定利用电气自动化设备对过滤池的冲洗环节进行变革。运用电气自动化设备来实现远程和现场的监控，有效地降低了生产成本，也降低了维护工作量。运用网络监控系统更好实现了网络动态操控的灵活和可靠性。

（五）变频技术的掌控及应用

作为电气全自动化技术中的一项主体系统，变频功能具备一定的可调节性及灵活性，非常适用于大型城市的居民用水情况，尤其在早晚用水的高峰期阶段，变频系统可在后台根据居民的具体用水情况，借助水泵的恒压作用对水源展开实际的调控和操作，由此降低供水系统因自身不足带来的水压不够、水流量小等生活难题，便于居民的日常生活。在系统启动前期，技术人员需要通过实地的考察和研判，对高峰期的用水量及地区展开系统的数据分析，由此做出合理的估算数值，并将该项数值提前设置在全自动的变频水处理系统中，以实现最终的水源调配和平衡的效果。变频供水操作原理展示如图4所示。

为全面提高电气自动化技术在水处理领域的应用水平，需要加强对自动化控制系统各项关键要点的探索，把握技术发展方向，朝着特定的目标努力。

（一）系统的冗余处理设计

以保证系统安全性和可靠性为基本前提，开展冗余处理设计工作，使各软件均可正常运行，以免由于软件存在故障而影响水处理进程。在具体的实现路径中，可增设适量的控制器件，由系统内的各类器件联合作用，有效维持系统的良好运行状态。

（二）遠程监控的应用

水处理工作量较大，作业具有持续性，安排专员在现场全程监控的方法显然缺乏可行性，为此需采取远程监控的方案，经过传感器等相关装置的采集后，获得可反馈现场情况的信息，以便远程采取控制措施。在远程监控的方式下，可提高水处理的质量，减轻员工的劳动强度。

（三）专业程序模板的开发

考虑到各项水处理工艺的运行需求，有必要安排专业程序模板开发工作。水处理的流程较多，在同一类水的处理中，各水厂采取的控制逻辑具有某些互通之处，因此可以开发专业程序模板。在此方式下，将各水处理环节输入模板终端，以便高效完成水处理工作。基于数据进行分析决策，从中提取价值，用数据指导工作的开展，并全面保留数据，以便后续可根据实际需求及时查阅。数据的分析借助专业软件实现，经过分析后判断水处理的实际状况。

在未来的水厂自动化系统发展中，需要持续注重电气自动化技术的应用，配套合适的软件和硬件，结合水处理的最新需求，对技术应用方式做合理的优化，给水处理提供可靠的技术支撑。

六、结语

综上所述，在水厂的水处理阶段，电气自动化技术的应用具有必要性，且是重要的行业发展趋势。作为工程技术人员，需要对电气自动化技术予以高度的重视，结合水厂的实际条件，做合理的技术优化，持续提高水厂水处理的自动化水平。

参考文献：

[1]桂勘.论水处理过程中电气自动化技术的运用[J].数字化用户，2019，25（6）：34-35.

[2]肖天非.基于PLC的电气自动化控制水处理系统研究[J].山东工业技术，2017（8）：26.