水廠電氣自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用
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摘要：闡述了電氣自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)勢、水廠自控系統(tǒng)組成以及制水工藝流程、電氣自動化控制系統(tǒng)在水廠中的應(yīng)用，從而使企業(yè)采取針對性的手段，提高水處理的技術(shù)水平。
關(guān)鍵詞：控制技術(shù)，電氣自動化，水處理
引言
一直以來供水工程建設(shè)均存在自動化水平不高的問題，這就致使水廠運(yùn)行管理成本與日俱增。基于這種背景之下，人們對自來水質(zhì)量也提出了愈來愈多的要求，所以要求相關(guān)企業(yè)要采取針對性的手段將自來水處理的技術(shù)水平加以提升[1,2]，保障實現(xiàn)高質(zhì)量的自來水供給。
1制水工藝流程與自動化控制系統(tǒng)
1.1水廠制水工藝流程
各水廠自身的狀況存在著一定的區(qū)別，這也在無形當(dāng)中致使實際的工藝流程存在著天壤之別，然而基本的流程卻處于比較相同的狀態(tài)，比如取水、混凝、過波沉淀等。通俗地講，是通過從江河與湖泊等相關(guān)地方把水運(yùn)輸?shù)街付ǖ膬羲畯S，然后在其中添加一定數(shù)量的混凝劑與氯氣做好消毒與混凝工作，將存在的污泥排除干凈，通過過濾沉淀的方式將懸浮雜質(zhì)加以去除，令水處于干凈清澈的狀態(tài)，最后基于離心泵不斷作用之下輸送到相應(yīng)的供水管網(wǎng)中。
1.2水廠自動化控制系統(tǒng)
通常情況下，水廠自控系統(tǒng)涵蓋的控制單元較多，同時控制單元也趨于集中化，所以該系統(tǒng)主要以集散控制系統(tǒng)（DCS）模式為主。針對采用PLC+IPC系統(tǒng)的水廠自動化控制的設(shè)計，往往會借助于多主站加多從站結(jié)構(gòu)的模式，以便可以迎合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。不只是這樣，在水廠當(dāng)中的每一個地方均分布著控制點，所以盡可能堅持就近控制的原則不動搖，并在此基礎(chǔ)上把不同的PLC站設(shè)置在相應(yīng)的地方，以便可以實時監(jiān)督這些設(shè)備，同時還要依賴于通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)PLC站之間的數(shù)據(jù)通信，以此來實現(xiàn)對水廠的科學(xué)管控。
2電氣自動化控制系統(tǒng)在水廠的應(yīng)用案例
本人從事該行業(yè)數(shù)年，有著豐富的工作經(jīng)驗。以下幾個項目本人都參與在內(nèi)：①美林水廠高低壓配電工程，新增容量1250kVA變壓器1臺及高低壓配電柜一批；②美林水廠三期生產(chǎn)線電氣設(shè)備安裝工程，新增315kW水泵機(jī)組3臺及配電柜，電動閥門等設(shè)備1批；②美林水廠生產(chǎn)工藝自動化工程。鑒于此，針對電氣自動化控制系統(tǒng)在水廠的具體應(yīng)用進(jìn)行探討。
2.1進(jìn)水過程控制
從電氣自動化控制的角度出發(fā)來講，其在水廠當(dāng)中的重要應(yīng)用之一就是進(jìn)水過程的控制，在具體運(yùn)作期間，水處理往往會花費(fèi)較多的時間和精力，水處理期間涵蓋著取水，水源到供水點等若干個步驟，而電氣自動化控制系統(tǒng)就應(yīng)當(dāng)在相關(guān)步驟中進(jìn)行充分作用。換言之我們一定要將更多的時間和精力投入到對該系統(tǒng)的研究當(dāng)中，以便可以充分確保水生產(chǎn)期間的規(guī)范性。針對進(jìn)水系統(tǒng)，相關(guān)人員第一件事情就是要對水?dāng)z入量進(jìn)行科學(xué)控制。水量的控制通常由泵系統(tǒng)控制與調(diào)整。直到進(jìn)水之后對泵系統(tǒng)做好監(jiān)督與控制工作，繼而從根本上保障所有泵系統(tǒng)均可以嚴(yán)格按照相關(guān)要求實現(xiàn)對水量的科學(xué)調(diào)整。
2.2水凈化處理控制
水凈化處理在水廠運(yùn)作期間扮演著重要的角色，同時也在水質(zhì)保護(hù)期間起到了推波助瀾的效果。在水處理當(dāng)中，不管是操作還是監(jiān)測均需要電凈化設(shè)備的凈化。從一個角度出發(fā)來講，該系統(tǒng)能夠在水的沉淀以及過濾的過程中實現(xiàn)對沖洗以及反沖洗的科學(xué)把控。在具體漂洗期間，該系統(tǒng)還能夠在充分結(jié)合實際要求的基礎(chǔ)上對以下幾點進(jìn)行科學(xué)控制：①漂洗的時間；②漂洗量；③漂洗次數(shù)，以此來實現(xiàn)科學(xué)的智能控制操作。與此同時，還應(yīng)當(dāng)借助于沖洗以及反洗的方式來實現(xiàn)對過濾器的有效去除，以此來促進(jìn)水凈化質(zhì)量的有效提升。從另一個角度出發(fā)來講，其屬于消毒與凈化。在消毒與凈化期間，該系統(tǒng)能夠用于科學(xué)管控，以便可以在無形當(dāng)中令氯注入的量以及時間標(biāo)準(zhǔn)化以及規(guī)范化。但是話又說回來，氯泄漏系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)對氯的吸收以及氯的過濾，繼而令水的質(zhì)量得到充分保障。
2.3水質(zhì)檢測控制
針對水質(zhì)檢測來說，其在水廠生產(chǎn)期間占有著重要的位置，會對人們的飲用水帶來直接的影響。我們都知道水是人們賴以生存的資源，而水質(zhì)的優(yōu)劣會直接影響到人們的人身安全以及生活質(zhì)量。所以，這就要求水廠在為人們提供水資源的前期階段，需要詳細(xì)檢測水的質(zhì)量。而電氣自動化控制系統(tǒng)的有效運(yùn)用，能夠在很大程度上實現(xiàn)對水質(zhì)質(zhì)量的科學(xué)檢測。對于水質(zhì)檢測來說，其實際上是對各種物質(zhì)存在的含量進(jìn)行科學(xué)檢測。但是，借助于該設(shè)備來對水質(zhì)進(jìn)行檢測，不單單能夠?qū)崿F(xiàn)水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)化，還能夠結(jié)合實際需要加以完善。打個比方來說，倘若pH值無法達(dá)到預(yù)期的目的，那么此時可以遠(yuǎn)程控制電氣自動化系統(tǒng)以實現(xiàn)對水質(zhì)的科學(xué)處理。與此同時，還能實時監(jiān)控，充分確保pH值滿足相關(guān)要求，繼而令整個調(diào)試以及測試環(huán)節(jié)更加合理。
2.4送水過程控制
若想要令電氣自動化系統(tǒng)控制發(fā)揮出應(yīng)有的價值，那么就要通過控制水量的方式來對輸水過程進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，水廠應(yīng)當(dāng)在充分結(jié)合具體狀況的基礎(chǔ)上來對供水量加大監(jiān)測與管控力度。打個比方來說，某地區(qū)的生活用水主要涵蓋以下幾個時段：①高峰時段；②非高峰時段。就高峰時段而言，其有著較大的用水量，長此以往下去就會致使水壓不足。而該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對各個時段供水量的科學(xué)設(shè)置，并在此基礎(chǔ)上對水壓情況做好嚴(yán)格把關(guān)，科學(xué)調(diào)整供水量，以此來確保居民用水需求。在實際供水期間，應(yīng)當(dāng)對以下幾點進(jìn)行充分考慮：①季節(jié)的變化；②居民所需的水量。我們都知道一個城市針對水的需要在以下幾點中變化效果顯著：①不同季節(jié)；②不同時間。水廠應(yīng)當(dāng)格外重視供水期間水壓的調(diào)節(jié)。針對用水高峰期來說，除了要將供水水壓加以提升之外，還應(yīng)當(dāng)增加自來水供應(yīng)，以此來迎合對水的需要；就低峰期而言，應(yīng)當(dāng)降低供水壓力，繼而減少水資源浪費(fèi)情況出現(xiàn)的概率。顯而易見的是，結(jié)合需求控制泵單元的運(yùn)作在水廠自動化技術(shù)當(dāng)中扮演著重要的角色。這需要借助于自動變頻控制技術(shù)，減少能耗情況發(fā)生的概率，同時因為設(shè)計問題以及耗水量的改變致使全部能源出現(xiàn)了浪費(fèi)的情況。
2.5自動變頻控制技術(shù)
因為季節(jié)與時間段的不同，使得用戶用水的需求也存在某些區(qū)別，供水期間用水高峰特點較為突出，所以這就要求供水系統(tǒng)給水壓力應(yīng)當(dāng)在用戶用水需求量發(fā)生變化的基礎(chǔ)上加以改變。要想實現(xiàn)這一目標(biāo)，相關(guān)人員可借助于電氣自動化技術(shù)結(jié)合用水需求來控制水泵機(jī)組，以便可以快速達(dá)到節(jié)能的效果。在對該技術(shù)進(jìn)行充分利用期間，不單單能夠增強(qiáng)供水的穩(wěn)定性與安全性，還能在全面了解供水系統(tǒng)用水量具體狀態(tài)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)對水泵工況的科學(xué)優(yōu)化，為可以早日達(dá)到節(jié)能的效果提供應(yīng)有的保障。從客觀的角度出發(fā)來講，該技術(shù)屬于一種具有較高合理性的優(yōu)化水泵工況的方式。除此之外，該技術(shù)還能夠在無形當(dāng)中實現(xiàn)變頻節(jié)能供水，其簡單地說是借助于變頻調(diào)速技術(shù)通過改變頻率的方式來實現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速的科學(xué)改進(jìn)，屬于調(diào)速裝置之一，不單單存在著顯著的可靠性，還能達(dá)到節(jié)電的目的。借助于變頻器，使用恒壓變量的手段或者是使用變壓變量的手段來快速實現(xiàn)變頻節(jié)能供水，此時恒壓變電供水系統(tǒng)通常是通過調(diào)節(jié)變頻器轉(zhuǎn)速的方式來保障供水壓力處于穩(wěn)定狀態(tài)的。從變壓供水器的角度出發(fā)來講，其實際上是將用戶用水量當(dāng)作參考依據(jù)來調(diào)節(jié)變頻器轉(zhuǎn)速的，結(jié)合實踐證明，這種方式節(jié)能效果明顯。然而也不是十全十美的，也會受到諸多因素的影響，所以使用次數(shù)屈指可數(shù)。
3結(jié)語
把電氣自動化控制系統(tǒng)有機(jī)地和自來水廠結(jié)合起來，通過對自來水進(jìn)行自動化處理，不單單能夠充分保障水質(zhì)的質(zhì)量，還能達(dá)到節(jié)能降耗的效果，繼而促進(jìn)其處理水平的全面提升。顯而易見的是，電氣自動化控制系統(tǒng)有著較多的優(yōu)勢，相信在今后的發(fā)展道路上可以得到大力推廣。本文從電氣自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)勢、現(xiàn)代自來水廠自控系統(tǒng)的主要內(nèi)容、電氣自動化控制系統(tǒng)在水廠中的應(yīng)用這幾個方面進(jìn)行了探討，結(jié)合案例經(jīng)驗提出相關(guān)分析。
參考文獻(xiàn)
[1]李惠年.水廠自動控制系統(tǒng)[J].電子技術(shù),1997(11):4-7.
[2]李書操.PLC在水處理自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J].電子技術(shù),2020,49(01):100-101.
作者：陳天順 單位：福建省南安市自來水有限公司