基于自來水廠生產(chǎn)過程中自動化控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

石磊++王亞慧

文章編號：2095-6835（2017）10-0137-02

摘 要：水是人們生活中必不可少的一種生活生產(chǎn)物資，也是地球上最為重要的資源。自然界中的大部分水都不能直接飲用，因此，需要自來水廠對水內(nèi)部存在的雜質(zhì)和有害物質(zhì)過濾，并通過管道運輸至人們家中與工作場地進行使用。隨著時代的進步，人們對自來水的要求越來越高，因此，自來水廠也需要進行技術(shù)與設備上的更新。其中，自動化控制系統(tǒng)對于自來水的生產(chǎn)具有重要作用，采用自動化控制系統(tǒng)不僅僅可以有效提高自來水的質(zhì)量，并可以提高自來水的生產(chǎn)效率，保證人們需要的水量要求，這就要求自來水廠需要對自動化控制系統(tǒng)進行優(yōu)化設計。通過對自來水廠生產(chǎn)過程中的自動化控制系統(tǒng)進行分析，旨在增進人們對自動化控制系統(tǒng)的了解，推進自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：自來水；水質(zhì)監(jiān)控；專業(yè)技術(shù)；供水行業(yè)

中圖分類號：TU991.2 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.10.137

1 我國自動化控制系統(tǒng)現(xiàn)狀

因為我國與國外的自來水生產(chǎn)接觸較少，因此，我國自來水廠生產(chǎn)中對自動化控制系統(tǒng)的使用不足，不同地區(qū)之間的自動化控制系統(tǒng)普及水平也相差較大。對于北京、上海等一線發(fā)達城市，因為城市內(nèi)部居住人員眾多，對于自來水廠的負擔壓力十分大，因此，其很早就已經(jīng)開始引用自來水生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)，這有效地滿足了城市內(nèi)部對自來水的大量需求。但在三、四線等較為落后城市，城市經(jīng)濟發(fā)展程度不足，且城市內(nèi)部對自來水的需求量沒有超過傳統(tǒng)自來水生產(chǎn)控制系統(tǒng)的負荷，因此，大部分落后城市對自來水生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)都沒有較多的接觸與了解。在我國的供水技術(shù)領(lǐng)域，大部分高校缺乏專門的供水技術(shù)領(lǐng)域?qū)I(yè)教學，在供水技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人才非常少，在使用自動化控制系統(tǒng)方面的經(jīng)驗十分淺顯，在人才與技術(shù)上的缺乏，這是我國自來水生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)普及的主要障礙所在。隨著時代的進步，人們對自來水有著越來越高的要求，使用自動化控制系統(tǒng)是必然趨勢，因此，對于我國供水行業(yè)而言，應加強對自動化控制系統(tǒng)的引用與學習，加強對人員專業(yè)技術(shù)的培訓，對國外的先進技術(shù)設備進行引進，但要注意要充分結(jié)合我國的具體情況，不可“照搬照抄”。

2 自來水廠自動化控制系統(tǒng)的特點

自來水生產(chǎn)的自動化控制系統(tǒng)對比與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，有著巨大的不同。自動化控制系統(tǒng)能夠自動采集自來水廠的具體信息，對自來水廠內(nèi)部的各種生產(chǎn)設備機械都能進行及時控制與數(shù)據(jù)統(tǒng)計，實時反映不同設備的情況。自動化控制系統(tǒng)能有效收集信息并記錄在系統(tǒng)之中，根據(jù)不同設備的反饋情況自動調(diào)節(jié)各個設備的參數(shù)；制訂最優(yōu)的自來水生產(chǎn)計劃，確保生產(chǎn)過程中不會出現(xiàn)設備調(diào)試錯誤等問題，保證生產(chǎn)的效率與質(zhì)量；自動化控制系統(tǒng)具備便利性，即一般不具有專業(yè)知識的人也可以進行簡單操作，這樣大大降低了自來水廠對招聘人員的要求，從而降低自來水廠在人員工資上的支出，此舉可以降低人員操作自動化控制系統(tǒng)的學習成本，體現(xiàn)了自動化控制系統(tǒng)極強的適應性。

此外，自動化控制系統(tǒng)對故障的檢測也是十分敏感的，其采用了最先進的監(jiān)控與報警設備，通過對自來水生產(chǎn)設備的實時監(jiān)控，及時獲取其設備的具體數(shù)據(jù)，了解自來水生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)是否正常。當自來水生產(chǎn)出現(xiàn)問題時，可以根據(jù)其內(nèi)部收集的資料，最快速地確認哪一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了故障，從而及時排除故障，恢復自來水的生產(chǎn)。自來水生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)充分發(fā)揮了人工智能系統(tǒng)在供水領(lǐng)域的作用，增強了人們對整個自來水生產(chǎn)過程的了解與控制，消除了自來水廠在生產(chǎn)中的弱點，有效提高了自來水質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

3 設計思路

3.1 水質(zhì)監(jiān)控

對于自來水廠的生產(chǎn)環(huán)節(jié)來言，其中最重要的就是水質(zhì)監(jiān)控，水質(zhì)監(jiān)控即指采用設備對自來水生產(chǎn)來源水與生產(chǎn)出的成品自來水進行水質(zhì)上的檢查控制。眾所周知，如果自來水廠生產(chǎn)的自來水水質(zhì)出現(xiàn)問題，將可能直接導致飲用自來水的人們的身體健康遭到影響，因此，應嚴格進行水質(zhì)監(jiān)控工作，保證水質(zhì)安全是自來水廠的重要任務之一。在自來水生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)中，對于水質(zhì)監(jiān)控環(huán)節(jié)肯定是必不可少的。因為水質(zhì)監(jiān)控所涉及到的設備比較多，所以，在傳統(tǒng)的生產(chǎn)控制系統(tǒng)中，往往是采用人工對每一個數(shù)據(jù)進行記錄與核對，其工作過程比較漫長，效率比較低，但是采用自來水生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)能實時掌握水質(zhì)的具體數(shù)據(jù)信息，當某個數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時，其自動控制系統(tǒng)將會直接報警，告知相應的監(jiān)控人員其水質(zhì)中的部分數(shù)據(jù)發(fā)生異常，且自動化控制系統(tǒng)還可以通過水質(zhì)問題數(shù)據(jù)了解到是生產(chǎn)環(huán)節(jié)與設備中的哪一部分出現(xiàn)了問題，便于維修人員對生產(chǎn)流程與設備的維修，快速恢復自來水的正常生產(chǎn)。

在對自來水的流量進行測量時，可以使用非接觸性的測試儀表、電磁流量計、水位測量儀等。其中，水位測量儀是進行自來水處理工作中的重要設備，還可以廣泛地應用在配礬、格柵配水井、清水池、濾池等環(huán)節(jié)之中，選擇的水位測量儀的類型有很多種，包括超聲波、靜電電容式、浮子式、吹氣式、靜壓式、差壓式等。自來水生產(chǎn)過程自動化設計的重要工藝就是自動化水質(zhì)的檢測工作，因此，要選擇先進的檢測儀表，運用現(xiàn)代化的科學技術(shù)，不斷地提高對自來水水質(zhì)檢測的精準度，擴大對自來水的檢測范圍。

3.2 水處理控制系統(tǒng)

所謂“水處理”，是指對原料水中的雜質(zhì)以及有害物質(zhì)進行過濾，剩下的純凈水就是生產(chǎn)完畢的自來水。水處理是一個系統(tǒng)性的環(huán)節(jié)，也是自來水生產(chǎn)的核心環(huán)節(jié)，在傳統(tǒng)自來水生產(chǎn)控制系統(tǒng)中，水處理控制往往過于死板，通常是按照統(tǒng)一的方式與標準進行處理，但針對不同的原料水，效果可能較差，處理后的水質(zhì)也不能準確控制?；趥鹘y(tǒng)自來水生產(chǎn)處理控制方面的缺點，在自動化控制系統(tǒng)的設計之中，針對水處理控制系統(tǒng)必須要具有一種“可變性”，這種“可變性”指的是能夠有效根據(jù)不同的原料水內(nèi)部組成部分的差異，進行不同方式與不同針對性的水處理，能夠充分發(fā)揮水處理的積極作用，保證水質(zhì)在水處理之后能有效改善，其內(nèi)部的有害物質(zhì)與雜質(zhì)被去除，保證了最終自來水生產(chǎn)的高質(zhì)量，保證了人們飲用后不會出現(xiàn)生命危險。

3.3 變頻節(jié)能

在自來水的生產(chǎn)過程中，因為整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)具有復雜性與困難性，其中要消耗大量的電能與水源，在傳統(tǒng)的自來水生產(chǎn)控制系統(tǒng)之中，因為第一目標是保證自來水的生產(chǎn)質(zhì)量與水量，因此，往往會發(fā)生嚴重的資源浪費行為。眾所周知，水資源是人類重要的資源之一，每一滴水都應當?shù)玫接行ПＷo，基于這一原因，在自來水的生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)設計之中，就添加了變頻節(jié)能的功能。其可以根據(jù)不同時段、地區(qū)的自來水需求量，在生產(chǎn)過程中進行一定程度的變頻，使自來水生產(chǎn)出的水量與人們所需要的自來水水量相吻合，做到不浪費資源，合理優(yōu)化配置，充分保證水資源的合理使用。

4 結(jié)束語

自來水作為人們生活中十分重要的使用資源之一，必須要在生產(chǎn)上進行嚴格、科學的設計和使用，其中，自動化控制系統(tǒng)尤為重要。盡管目前我國在自動化控制系統(tǒng)上還存在技術(shù)、設備、人員上的缺陷，但這不代表我國的供水領(lǐng)域就不能進步，供水行業(yè)的相關(guān)人員要及時學習國外的先進技術(shù)與經(jīng)驗，引進國外自動化控制設備，充分滿足我國供水領(lǐng)域的需求，提高我國在自來水生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)方面的普及性。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕

文章編號：2095-6835（2017）10-0140-02