论文部分内容阅读
摘 要：本文阐述了自来水厂的自动化控制系统的应用，从而为自来水厂的处理工作以及发展提供有力基础。
关键词：自动化控制；自来水厂；经济发展
引言
在经济快速发展的今天，自来水普遍使用于每家每户，成为民众日常生活必不可少的资源，为民众生活提供了便利。自来水厂作为城市重要的服务设施，与民众的生产生活息息相关。在自来水生产过程中，增加自动化控制系统，对于自来水厂的发展具有极其重要的意义。不仅可以有效的确保供水的安全和优质，同时也确保了供水生产的科学、高效和合理性，使供水企业内部发展具有一致性，更利于供水作用的发挥。特别是在当前科学技术快速发展的前提下，供水企业要想加快现代化的发展步伐，自动化的应用具有迫切性和必然性。
1、系统的组成与控制方案
1.1系统组成
基于整个自动控制系统有数个控制站，现以某一个一级控制站为例，重点介绍PLC在其中的硬、软件的设置情况。PLC的硬件配置主要由基架、CPU模块、电源模块、数字量输入输出模块和模拟量输入输出模块、通讯模块这几个配置组成，作为基础配置的基架，采用的是扩展型，置于其上的其他模块的位置编制除了CPU模块、电源模块这两个模块其他的模块位置随意，一般都是先电源模块（最左端插槽）其次为CPU模块，尽管其余的模块位置没有讲究，但是一旦配置完成之后就不可以再改动。对于硬件中的基架进行拨号设置时，主要是依据具体情况而定。对于基架的四个拨码一般均采用16进制，但是“0”号主基架的拨码例外，需要将其四个拨码全部设置成“off”状态。
1.2自来水厂的自动化程度不断提高
自来水厂作为城市供水业最关键的一个环节，其自动化程度的高低对城市供水系统的稳定起到举足轻重的作用，因此，各地都加强了自来水厂的自控系统的建设。
特别是近几年新建设水厂，都设计有自动化控制系统。自控系统的投人使用，实现了所有数据的在线实时采集与传输，机组调整的在线远程控制，稳定了出厂水水质、供水压力等重要参数指标，同时大大减轻了运行人员的劳动强度，减少从业人员的数量，实现了安全、高效、节能、环保的绿色生产。
水厂自控系统一般由数据采集、远程在线控制及网络传输等几个系统组成，实现制水工艺数据的实时采集与传输并对数据进行处理分析形成趋势图、对设备运行状态及运行方式进行远程监视与控制等功能。
所采集的数据主要有：（1）原水、滤后水及出厂水的浊度、PH、余氯、COD等水质参数；（2）进水及出水的压力、流量等；（3）高低压供变电系统及各种机组的电流、电压等电力参数；（4）滤池、清水池、沉淀池及吸水井液位等；（5）加氯加药量等。
以上数据采集量大、实时性强，对指导生产起到千里眼顺风耳的作用，同时，也为科学调度提供分析指导数据。其功能的实现由压力表、流量仪、浊度仪、余氯仪、液位仪、电流电压智能分析仪等现场仪表采集并进行模/数转换。
控制系统由现场控制设备及远端控制中心调度系统实现，控制方式分为现场纯手动、现场PLC控制及调度室远程控制等几种方式，主要控制对象有：水泵机组的开启与停止及运行频率的调整、气电动阀门的开启与关闭、滤池进出水调节及反冲洗系统的运行、沉淀池排泥系统的运行、加氯加药量的控制等。
1.3控制方案
加氯系统自动控制方式与漏氯控制方式如下。
（1）前加氯控制方式：前加氯机依据4-20MA信号对原水进行加氯处理，而这个4-20MA信号则是是PLC3经过处理的得到的，主要由中央控制器设定的一个前加氯值与原水的瞬时流量两者共同决定的。
后加氯控制方式：与前加氯控制方式不同的是，中央控制器对余氯的设定值设定给PCL4而非PLC3，控制后加氯机的加氯量的信号是由PLC3发出，但是这个信号的决定权在于实测余氯所得值和中央控制器对余氯的设定值。漏氯控制方式：漏氯的检测由PCL3负责，一旦发现现场氯气量超过事先的限定值时，它就会自动发出警报，同时开启漏氯吸收中和装置。
（2）滤池过滤与反冲洗控制方式：滤池的恒液位控制方式见。PCL4控制滤池的液位在一个设定的液位，为了保证恒液位，需要比较现场的液位变送器送出的模拟量与事先设定的液位值，如果现场的液位值高于设定液位，PCL就会相应的发出指令让出水阀门變大，但是如果情况相反，则出水阀门就会相应的变小，通过这种不断地循环反馈系统保证了滤池的恒液位。
恒压供水控制方式以及水泵的运行：现阶段，我国自来水厂的供水方式均采用恒压供水的方式，主要是通过这样一套闭环的反馈控制系统来稳定水压，达到恒压供水的目的。与之前的加药控制的原理基本相似，通过比较现场测定到的水压和事先给PCL5设定的水压值来改变变频器的频率，继而改变水泵的转速来调节供水压，经过反复的循环调节最终达到恒压供水的目的。
其实在自动方式下水泵的运行会遇到很多种不同的情况，在合上变频器手动开关的那可开始，首先由PCL5检测水池水位，如果水位符合事先设定的水位，那么变频器的输出频率从0Hz开始上升，随后由水压来反馈变频器的输出频率：（1）水压不足，那么变频器的输出频率就会上升到49Hz，一段时间后，就不得不使用工频泵。（2）用水量减小，水压超过预设值，那么输出频率就会相应减小，减小出水量，保持出水压恒定。
但是如果在输出频率减小之后，水压依旧很高，那么PCL5就不得不进行计时：计时一定时间后，水压降到预设值，那么放弃计时，继续变频器的正常调速运行；计时一段时间之后，水压依旧高于预设值，PCL5就会单独运行一台变频泵降低出水量，即停止运行工频泵。中央控制系统对于现场的实时监控主要依靠现场相关检测数据的及时输入，这就要求现场能及时采集数据经过处理将处理结果输入中央控制中心的PC机内。
2、自来水厂自动化设备的维护
水厂电气自动化系统作为一个智能的控制系统，其在长期生产过程中，有效的提高了水厂的生产能力，降低了员工的劳动强度，确保了生产的安全性和稳定性。但在长期运行过程中不可避免的会有故障发生，一旦发生故障不能及时进行修理维护，则会导致生产工艺的自动化系统变为半自动化系统，所以对于电气自动化系统进行维护具有极为重要的意义。
目前对于水厂自动化系统普遍存在一些问题，由于自动化配件具有更新快的特点，这样就导致水厂自动化系统中的配件出现问题时出现了更换上的困难。
部分配件早已停产，所以无法购置到相同型号和规格的配件，而且常规的配件采购渠道也存在着不畅通的情况，再加之缺乏高素质的电气自动化人才，这样就导致自动化系统出现故障后较长时间内处不到具体的维修。在很大程度上影响了电气自动化系统在自来水厂应用过程中各项性能的有效发挥。
3、电气自动化人才培养
由于人口的不断增加，同时经济的快速发展，人们在生产生活中对水的需求量不断增加，为了确保自来水企业能够更好的做好各项生产和服务工作，则需要加快电气自动化的应用，有效提高自来水厂生产运行自动化的水平，对管网的运行情况进行监视，确保网络运行的可靠性和通讯的完整性，为自来水厂的生产、服务、经营和管理提供多方面的技术支撑，确保企业运行的不断优化，在电气自动化应用过程中经济效益的增加。
电气自动化系统在应用上具有较大的便利性，而且性能和经济性也较好，有效的保证了供水企业的投资利益的实现。
结束语
经过长期的实践证明，该自动化系统在自来水厂中的应用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，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，所以值得在水厂中大力推广。
参考文献：
[1]李海波.PLC在自来水厂自动化控制系统中的应用[J].中国新技术新产品，2012，24：104.
[2]石啸.城市自来水厂自控系统的设计与实现[D].华东理工大学，2013.
[3]孔生，薛峰，张鲁宁.电气自动化在自来水厂中的应用[J].装备制造，2009，08：222.
关键词：自动化控制；自来水厂；经济发展
引言
在经济快速发展的今天，自来水普遍使用于每家每户，成为民众日常生活必不可少的资源，为民众生活提供了便利。自来水厂作为城市重要的服务设施，与民众的生产生活息息相关。在自来水生产过程中，增加自动化控制系统，对于自来水厂的发展具有极其重要的意义。不仅可以有效的确保供水的安全和优质，同时也确保了供水生产的科学、高效和合理性，使供水企业内部发展具有一致性，更利于供水作用的发挥。特别是在当前科学技术快速发展的前提下，供水企业要想加快现代化的发展步伐，自动化的应用具有迫切性和必然性。
1、系统的组成与控制方案
1.1系统组成
基于整个自动控制系统有数个控制站，现以某一个一级控制站为例，重点介绍PLC在其中的硬、软件的设置情况。PLC的硬件配置主要由基架、CPU模块、电源模块、数字量输入输出模块和模拟量输入输出模块、通讯模块这几个配置组成，作为基础配置的基架，采用的是扩展型，置于其上的其他模块的位置编制除了CPU模块、电源模块这两个模块其他的模块位置随意，一般都是先电源模块（最左端插槽）其次为CPU模块，尽管其余的模块位置没有讲究，但是一旦配置完成之后就不可以再改动。对于硬件中的基架进行拨号设置时，主要是依据具体情况而定。对于基架的四个拨码一般均采用16进制，但是“0”号主基架的拨码例外，需要将其四个拨码全部设置成“off”状态。
1.2自来水厂的自动化程度不断提高
自来水厂作为城市供水业最关键的一个环节，其自动化程度的高低对城市供水系统的稳定起到举足轻重的作用，因此，各地都加强了自来水厂的自控系统的建设。
特别是近几年新建设水厂，都设计有自动化控制系统。自控系统的投人使用，实现了所有数据的在线实时采集与传输，机组调整的在线远程控制，稳定了出厂水水质、供水压力等重要参数指标，同时大大减轻了运行人员的劳动强度，减少从业人员的数量，实现了安全、高效、节能、环保的绿色生产。
水厂自控系统一般由数据采集、远程在线控制及网络传输等几个系统组成，实现制水工艺数据的实时采集与传输并对数据进行处理分析形成趋势图、对设备运行状态及运行方式进行远程监视与控制等功能。
所采集的数据主要有：（1）原水、滤后水及出厂水的浊度、PH、余氯、COD等水质参数；（2）进水及出水的压力、流量等；（3）高低压供变电系统及各种机组的电流、电压等电力参数；（4）滤池、清水池、沉淀池及吸水井液位等；（5）加氯加药量等。
以上数据采集量大、实时性强，对指导生产起到千里眼顺风耳的作用，同时，也为科学调度提供分析指导数据。其功能的实现由压力表、流量仪、浊度仪、余氯仪、液位仪、电流电压智能分析仪等现场仪表采集并进行模/数转换。
控制系统由现场控制设备及远端控制中心调度系统实现，控制方式分为现场纯手动、现场PLC控制及调度室远程控制等几种方式，主要控制对象有：水泵机组的开启与停止及运行频率的调整、气电动阀门的开启与关闭、滤池进出水调节及反冲洗系统的运行、沉淀池排泥系统的运行、加氯加药量的控制等。
1.3控制方案
加氯系统自动控制方式与漏氯控制方式如下。
（1）前加氯控制方式：前加氯机依据4-20MA信号对原水进行加氯处理，而这个4-20MA信号则是是PLC3经过处理的得到的，主要由中央控制器设定的一个前加氯值与原水的瞬时流量两者共同决定的。
后加氯控制方式：与前加氯控制方式不同的是，中央控制器对余氯的设定值设定给PCL4而非PLC3，控制后加氯机的加氯量的信号是由PLC3发出，但是这个信号的决定权在于实测余氯所得值和中央控制器对余氯的设定值。漏氯控制方式：漏氯的检测由PCL3负责，一旦发现现场氯气量超过事先的限定值时，它就会自动发出警报，同时开启漏氯吸收中和装置。
（2）滤池过滤与反冲洗控制方式：滤池的恒液位控制方式见。PCL4控制滤池的液位在一个设定的液位，为了保证恒液位，需要比较现场的液位变送器送出的模拟量与事先设定的液位值，如果现场的液位值高于设定液位，PCL就会相应的发出指令让出水阀门變大，但是如果情况相反，则出水阀门就会相应的变小，通过这种不断地循环反馈系统保证了滤池的恒液位。
恒压供水控制方式以及水泵的运行：现阶段，我国自来水厂的供水方式均采用恒压供水的方式，主要是通过这样一套闭环的反馈控制系统来稳定水压，达到恒压供水的目的。与之前的加药控制的原理基本相似，通过比较现场测定到的水压和事先给PCL5设定的水压值来改变变频器的频率，继而改变水泵的转速来调节供水压，经过反复的循环调节最终达到恒压供水的目的。
其实在自动方式下水泵的运行会遇到很多种不同的情况，在合上变频器手动开关的那可开始，首先由PCL5检测水池水位，如果水位符合事先设定的水位，那么变频器的输出频率从0Hz开始上升，随后由水压来反馈变频器的输出频率：（1）水压不足，那么变频器的输出频率就会上升到49Hz，一段时间后，就不得不使用工频泵。（2）用水量减小，水压超过预设值，那么输出频率就会相应减小，减小出水量，保持出水压恒定。
但是如果在输出频率减小之后，水压依旧很高，那么PCL5就不得不进行计时：计时一定时间后，水压降到预设值，那么放弃计时，继续变频器的正常调速运行；计时一段时间之后，水压依旧高于预设值，PCL5就会单独运行一台变频泵降低出水量，即停止运行工频泵。中央控制系统对于现场的实时监控主要依靠现场相关检测数据的及时输入，这就要求现场能及时采集数据经过处理将处理结果输入中央控制中心的PC机内。
2、自来水厂自动化设备的维护
水厂电气自动化系统作为一个智能的控制系统，其在长期生产过程中，有效的提高了水厂的生产能力，降低了员工的劳动强度，确保了生产的安全性和稳定性。但在长期运行过程中不可避免的会有故障发生，一旦发生故障不能及时进行修理维护，则会导致生产工艺的自动化系统变为半自动化系统，所以对于电气自动化系统进行维护具有极为重要的意义。
目前对于水厂自动化系统普遍存在一些问题，由于自动化配件具有更新快的特点，这样就导致水厂自动化系统中的配件出现问题时出现了更换上的困难。
部分配件早已停产，所以无法购置到相同型号和规格的配件，而且常规的配件采购渠道也存在着不畅通的情况，再加之缺乏高素质的电气自动化人才，这样就导致自动化系统出现故障后较长时间内处不到具体的维修。在很大程度上影响了电气自动化系统在自来水厂应用过程中各项性能的有效发挥。
3、电气自动化人才培养
由于人口的不断增加，同时经济的快速发展，人们在生产生活中对水的需求量不断增加，为了确保自来水企业能够更好的做好各项生产和服务工作，则需要加快电气自动化的应用，有效提高自来水厂生产运行自动化的水平，对管网的运行情况进行监视，确保网络运行的可靠性和通讯的完整性，为自来水厂的生产、服务、经营和管理提供多方面的技术支撑，确保企业运行的不断优化，在电气自动化应用过程中经济效益的增加。
电气自动化系统在应用上具有较大的便利性，而且性能和经济性也较好，有效的保证了供水企业的投资利益的实现。
结束语
经过长期的实践证明，该自动化系统在自来水厂中的应用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，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，所以值得在水厂中大力推广。
参考文献：
[1]李海波.PLC在自来水厂自动化控制系统中的应用[J].中国新技术新产品，2012，24：104.
[2]石啸.城市自来水厂自控系统的设计与实现[D].华东理工大学，2013.
[3]孔生，薛峰，张鲁宁.电气自动化在自来水厂中的应用[J].装备制造，2009，08：222.