自動(dòng)化控制系統(tǒng)在自來水廠節(jié)能降耗中的應(yīng)用分析

何丹征

（廣西崇左市自來水廠 廣西崇左 532200）

自動(dòng)化控制系統(tǒng)在自來水廠節(jié)能降耗中的應(yīng)用分析

何丹征

（廣西崇左市自來水廠 廣西崇左 532200）

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的出現(xiàn)是我國(guó)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域取得的重要技術(shù)突破。在新形勢(shì)下，自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)施為自來水廠的節(jié)能降耗帶來至關(guān)重要的作用，并為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展奠定了積極的基礎(chǔ)，本文將對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)在自來水廠節(jié)能降耗中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

自來水廠；自動(dòng)控制系統(tǒng)；節(jié)能降耗；應(yīng)用分析

目前，自動(dòng)化控制系統(tǒng)已經(jīng)在我國(guó)工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在自來水廠中的應(yīng)用，為其發(fā)展進(jìn)步指明了新的方向。自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有較高的應(yīng)用價(jià)值，大大提高了自來水廠供水效率，并實(shí)現(xiàn)了自來水廠節(jié)能降耗的目的。筆者將分別從：自動(dòng)控制系統(tǒng)相關(guān)研究、自動(dòng)化控制系統(tǒng)在自來水廠節(jié)能降耗中的有效應(yīng)用、提高自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用效果的有效策略，三個(gè)部分進(jìn)行闡述。

1 自動(dòng)控制系統(tǒng)相關(guān)研究

我國(guó)的自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展歷經(jīng)多年，在2011年取得了驕人的成績(jī)。為了加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的了解，筆者將對(duì)其自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)研究。

自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)組成，其中開環(huán)控制系統(tǒng)又被稱為順序控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由檢測(cè)元件、順序控制裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、被控對(duì)象構(gòu)成，多應(yīng)用在化工、機(jī)械方面。其次閉環(huán)控制系統(tǒng)又被稱為反饋控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)通常利用輸出量同期望值的偏差來控制。自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)給定信號(hào)分類又被分為：隨動(dòng)控制系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)、恒值控制系統(tǒng)。自動(dòng)控制系統(tǒng)具有很高的應(yīng)用價(jià)值，其應(yīng)用范圍相對(duì)較廣泛，如：化工、機(jī)械制造、冶金、辦公室自動(dòng)化、甚至在醫(yī)學(xué)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)方面都能采用該系統(tǒng)。

自動(dòng)控制系統(tǒng)的出現(xiàn)與我國(guó)科技的迅猛發(fā)展具有千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，因此要想提高自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用效果，就必須加大對(duì)該技術(shù)的研究力度。21世紀(jì)是知識(shí)與科技的時(shí)代，科學(xué)技術(shù)作為第一生產(chǎn)力在社會(huì)發(fā)展中起著核心作用，無論是國(guó)家的進(jìn)步還是個(gè)人的發(fā)展，只有依靠科技的進(jìn)步和知識(shí)的力量，才能立足于世界，在社會(huì)中謀得一席之地。

2 自動(dòng)化控制系統(tǒng)在自來水廠節(jié)能降耗中的有效應(yīng)用

自動(dòng)化控制系統(tǒng)在自來水廠中得到了全面應(yīng)用，尤其在節(jié)能降耗中表現(xiàn)尤為突出，筆者將分別從：取水泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、加藥加氧系統(tǒng)自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)、沉淀池排泥閥控制、送水泵站自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)，四個(gè)方面進(jìn)行闡述。

2.1 取水泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

取水泵作為電量消耗量最大的設(shè)備，對(duì)自來水廠而言具有至關(guān)重要的作用。經(jīng)筆者研究，通常在自來水廠會(huì)設(shè)置四臺(tái)取水泵，其中兩臺(tái)取水泵為變頻泵，另外兩臺(tái)為定速泵。為了達(dá)到節(jié)能降耗的目的，自來水廠必須將取水泵分成兩大組，一組為變頻泵組，另一組為定速泵組，為降低電量消耗，在實(shí)際運(yùn)行中必須開啟一臺(tái)變頻器，當(dāng)?shù)皆O(shè)定時(shí)間后，便自動(dòng)切換到另一臺(tái)變頻泵。

為了降低取水泵的電量消耗，在應(yīng)用前，應(yīng)做好準(zhǔn)備工作，首先應(yīng)對(duì)取水變頻泵的頻率進(jìn)行調(diào)整，變頻泵頻率限定值應(yīng)在SCADA系統(tǒng)中來設(shè)定。然后再對(duì)變速泵啟動(dòng)數(shù)量予以確定，為了控制啟動(dòng)數(shù)量，相關(guān)人員必須對(duì)兩個(gè)限定值進(jìn)行明確，限定值一：?jiǎn)?dòng)一臺(tái)定速泵時(shí)變頻泵頻率，限定值二：停止一臺(tái)定速泵時(shí)變頻泵頻率。

2.2 加藥加氯系統(tǒng)自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)

在加藥系統(tǒng)中，必須對(duì)藥耗嚴(yán)格控制，為確保加藥系統(tǒng)的節(jié)能降耗，應(yīng)對(duì)二氧化氯的投放量進(jìn)行控制。另外，在加氯消毒站程序設(shè)計(jì)中，為確保系統(tǒng)自動(dòng)化，必須在加氯機(jī)中引進(jìn)自動(dòng)選擇信號(hào)。在對(duì)加氯消毒站進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到前加氯控制設(shè)計(jì)、后加氯控制設(shè)計(jì)、加氯控制量根據(jù)濾后水加氯高低進(jìn)行控制，前加氯控制設(shè)計(jì)主要用來預(yù)防藻類的破壞，因此在投放前加氯時(shí)，應(yīng)根據(jù)一定比例：加氯機(jī)開度控制=源水流量（m3/h）×投加量（kg/km3）/1000。后加氯控制設(shè)計(jì)主要用來保障水廠中余氯含量，其控制方法如下：加氯機(jī)開度控制=流量主控制量+加氯控制量流量主控制量=濾后水流量/源水流量（m3/h）×投加量（kg/km3）/1000。在余氯控制量根據(jù)濾后水余氯高低予以控制時(shí)，當(dāng)余氯值超過SCADA設(shè)定值時(shí)，其余氯控制量應(yīng)在-0.2kg左右。2.3沉淀池排泥閥控制

沉淀池排泥系統(tǒng)可分為：排泥閥、排泥車。在對(duì)排泥閥進(jìn)行控制時(shí)，必須對(duì)排泥周期、排泥閥開閥時(shí)間等方面進(jìn)行設(shè)定，充分減少排泥時(shí)間，以此實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的最終目的。其次在對(duì)排泥車進(jìn)行控制時(shí)，應(yīng)根據(jù)沉淀池沉淀規(guī)律進(jìn)行操作，不僅能達(dá)到良好的沉淀效果，還能降低水資源的浪費(fèi)。

2.4 送水泵站自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)

在自來水廠，通常會(huì)設(shè)置四臺(tái)清水泵，其中兩臺(tái)為變頻泵，另外兩臺(tái)則為變速泵。在實(shí)際操作中，必須至少運(yùn)行一臺(tái)水泵，一旦到設(shè)定時(shí)間，應(yīng)切換至另一變頻泵。在對(duì)送水泵站自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到：加壓變頻泵的頻率調(diào)整、增加變頻泵頻率、減少變頻泵頻率、減少變頻泵頻率PLC、定速泵的啟動(dòng)數(shù)量、啟動(dòng)一臺(tái)送水定速泵、停止一臺(tái)送水定速泵。在對(duì)加壓變頻泵頻率進(jìn)行調(diào)整時(shí)應(yīng)根據(jù)SCADA設(shè)定的壓力值進(jìn)行PID恒壓控制。通過這一系列措施來降低自來水廠的能耗。

總的來說，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)用提高了自來水廠的工作效率和工作質(zhì)量，是實(shí)現(xiàn)自來水廠可持續(xù)發(fā)展的最有效手段，因此需要提升自動(dòng)化控制系統(tǒng)的使用，充分發(fā)揮技術(shù)創(chuàng)新的優(yōu)勢(shì)，可以不斷提高產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 提高自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用效果的有效策略

綜上，筆者對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)在自來水廠節(jié)能降耗中的具體應(yīng)用進(jìn)行中了分析，為了提高其應(yīng)用效果，我們還必須通過一系列有效策略來實(shí)現(xiàn)，如：設(shè)備優(yōu)化升級(jí)、數(shù)據(jù)統(tǒng)一處理、設(shè)備調(diào)度問題。筆者將從以下方面來闡述，以期更好地促進(jìn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的有效應(yīng)用：

3.1 設(shè)備優(yōu)化升級(jí)

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自來水廠也意識(shí)到要想促進(jìn)自身競(jìng)爭(zhēng)力就必須對(duì)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)，把設(shè)備的改革與創(chuàng)新作為自來水廠的重要工程，改善了傳統(tǒng)運(yùn)行模式的局限性，為自動(dòng)化的升級(jí)提供了多種渠道的信息傳遞方式。

3.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)一處理

在自來水廠中，自動(dòng)化工程是實(shí)現(xiàn)其發(fā)展的重要平臺(tái)。但近些年來，傳統(tǒng)控制模式的弊端日益呈現(xiàn)，自動(dòng)化平臺(tái)的出現(xiàn)改善了這一情況，實(shí)現(xiàn)了自來水廠節(jié)能降耗的最終目的。而對(duì)于自來水廠來說，充分利用自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)，可以改善供水調(diào)度問題，適應(yīng)市場(chǎng)的發(fā)展要求。

3.3 設(shè)備調(diào)度問題

自來水廠自動(dòng)化的最終實(shí)現(xiàn)要靠計(jì)算機(jī)的運(yùn)用技術(shù)，自來水廠要想實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)化協(xié)調(diào)運(yùn)行，必須要不斷優(yōu)化計(jì)算機(jī)的應(yīng)用技術(shù)，要選用高性能的計(jì)算機(jī)設(shè)備，或者組建計(jì)算機(jī)群調(diào)度設(shè)備，擴(kuò)大設(shè)備信號(hào)的處理范圍，減少因單一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)的缺陷。計(jì)算機(jī)根據(jù)自動(dòng)化的指令高效的完成任務(wù)，為自動(dòng)化提供最便捷的服務(wù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)提高自來水廠供水效率起到了一定的作用，并對(duì)節(jié)約消耗發(fā)揮了巨大效果。為了促進(jìn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用效果的不斷提升，自來水廠必須根據(jù)自身發(fā)展特點(diǎn)，加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的研究力度，了解自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，為自來水廠的發(fā)展提供參考依據(jù)，引用專業(yè)化人才，提高應(yīng)用效率。自動(dòng)化控制系統(tǒng)不僅可以應(yīng)用在自來水廠，還可以應(yīng)用到其他領(lǐng)域，我國(guó)要想提高自動(dòng)化技術(shù)，不僅要努力學(xué)習(xí)世界先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，其中還必須是能夠節(jié)約成本，創(chuàng)造能產(chǎn)生巨大收益的技術(shù)，還必須結(jié)合市場(chǎng)的發(fā)展，根據(jù)市場(chǎng)的需求來完善自動(dòng)化系統(tǒng)，從我國(guó)的國(guó)情出發(fā)，應(yīng)該切合實(shí)際，使我國(guó)的自動(dòng)化控制技術(shù)得到有效發(fā)展。

[1]丁寶忠.自動(dòng)化控制系統(tǒng)在自來水廠中的應(yīng)用淺析[J].科技資訊，2014，29：48.

[2]唐紅霞.基于自來水廠機(jī)泵設(shè)備節(jié)能降耗的措施的探討[J].江西建材，2015，01：288～289.

[3]左敦晨.自來水廠生產(chǎn)過程的自動(dòng)化設(shè)計(jì)研究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015，03：173.

[4]容得宇.自動(dòng)化控制系統(tǒng)在自來水廠節(jié)能降耗中的應(yīng)用[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2015，14：99～101.

[5]張旭.縣級(jí)自來水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[J].城市建筑，2013，12：270.

TU991.62

A

1004-7344（2016）11-0211-02

2016-4-1

何丹征（1980-），男，工程師，本科，主要從事自來水廠電氣設(shè)備維護(hù)管理工作。