凈水廠過程監(jiān)控系統(tǒng)設計與運行

王雪峰 長春水務（集團）有限責任公司

1 前言

隨著時代的不斷發(fā)展，越來越多行業(yè)中進行了新型的監(jiān)控管理模式，取代了低效率的人工管理，使行業(yè)建設和發(fā)展得到了很大程度的提升。與此同時，新型的監(jiān)控管理模式依舊是一種比較先進的技術(shù)手段，在應用方面仍存在有許多問題，這些問題制約了社會的各行各業(yè)利用水利工程進行生產(chǎn)制造的效率的提升，進而影響了整體社會的發(fā)展和進步。

2 工程概況

本文以凈水廠為例，探討所在范圍內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)設計與運行。該凈水廠占地面積約60萬平方米，周界總長近3300 m，周邊與多條道路接壤，廠區(qū)面積大、不可控因素較多。為了進一步保障水廠安全，2017年對廠區(qū)原有紅外對射、模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行了整體改造。改造后的安防系統(tǒng)包括脈沖電子圍欄和網(wǎng)絡化監(jiān)控系統(tǒng)兩部分，滿足水行業(yè)相關(guān)國家規(guī)定和行業(yè)標準。既可實現(xiàn)對凈水廠廠區(qū)周界、辦公樓、一二期工程、三期工程、廠院大門和道路的整體安防管理；又可以掌握各工段人員的工作情況和生產(chǎn)線的運行情況，還可以對凈水廠重大危險源進行全天候視頻監(jiān)控，對凈水廠的日常管理和安全防范有重要的意義。

3 凈水廠過程監(jiān)控系統(tǒng)設計分析

第一，濾池控制。濾池運行控制目的，是使濾池出水達到國家飲用水質(zhì)標準。要想實現(xiàn)該目的，關(guān)鍵是準確地控制濾池反沖洗周期。一般凈水廠是用人定時反沖洗濾池，是憑經(jīng)驗控制，這樣保證不了濾池出水水質(zhì)合格率，而且有時又浪費沖洗用水。我們把每個濾池水位與其出水濁度建立起定量的數(shù)學關(guān)系，這樣，我們根據(jù)濾池的水位與運行時間，使濾池出水始終在最佳工況中運行，確保水質(zhì)合格。運行實際表明，采用這種復合方式控制方式，提高了濾池出水濁度的合格率，并且也降低了反沖洗用水，平均每年節(jié)約反沖洗用水費用相當大。第二，加氯控制。加氯系統(tǒng)改變傳統(tǒng)的用電子調(diào)節(jié)器進行自動加氯的方法，而采用PLC直接控制加氯機內(nèi)針型閥的三相伺服電機，前加氯為比例投加，后加氯不論復合環(huán)路投加還是利用數(shù)學模型投加，均由PLC實現(xiàn)，安裝遲后及反應遲后由PLC解決，省掉價錢貴又易損壞的電子調(diào)節(jié)器，PLC用現(xiàn)場總線連接中控室主站。

4 凈水廠過程監(jiān)控系統(tǒng)設計與運行問題

4.1 缺乏一定的系統(tǒng)監(jiān)管和維護

雖然凈水廠過程監(jiān)控系統(tǒng)模式的設計及應用，是幫助凈水廠的日常工作進行效率提升的一種先進的技術(shù)手段，但是凈水廠自身過程監(jiān)控系統(tǒng)這個新概念的提出，本身對從事相關(guān)工作的人來說，是十分新穎、聞所未聞的，所以它本身的相關(guān)工作建設開展的就不夠到位。那么由此可見作為后續(xù)工作的監(jiān)管和維護也就自然而然的缺乏一定的基準，這是導致這種模式應用的范圍和程度都比較低的很重要的原因之一。

4.2 凈水廠過程監(jiān)控系統(tǒng)模式本身存在問題

由于凈水廠過程監(jiān)控系統(tǒng)模式在我國應用的時間非常短暫，就導致了其中一些基礎的問題還沒有得到解決，例如凈水廠過程監(jiān)控系統(tǒng)是需要有先進的電子設備支持的，但是目前的設備仍不能完全達到程序操作的程度，很大程度上仍需要大量的人工手動輔助工作。此外，其中的設備許多缺乏嚴密的程序支持，造成了部分用于工作的計算機缺乏完備的運行功能?；蛘呤窃O備的應用缺乏與人的有機結(jié)合，實際管理系統(tǒng)的人很難適應設備的操作。

5 提高凈水廠過程監(jiān)控系統(tǒng)設計與運行效率的具體措施

5.1 優(yōu)化凈水廠操作巡視及缺陷處理的方案

針對其中存在的操作巡視及缺陷處理的相關(guān)問題，改進的措施是可以及進行綜合的全自動化信息處理，這也就是說需要技術(shù)性的變革，而這種變革是可以從根本上提升監(jiān)控系統(tǒng)的應用效率。對這部分的工作需要專業(yè)的設計師來進行設計。設計中需要注意的一個比較重要的思想就是整體觀?？梢哉f綜合全自動化的信息處理模式本身是順應過程監(jiān)控系統(tǒng)的模式基礎情況的，同時也結(jié)合了凈水廠一些信息的整合和處理來進行不斷的改進和調(diào)整。完善綜合全自動化的信息處理模式后，在實行過程監(jiān)控系統(tǒng)時，調(diào)控中心的運行人員就可以結(jié)合實行過程監(jiān)控系統(tǒng)模式的監(jiān)控來調(diào)整管道內(nèi)無功潮流分布，并根據(jù)情況及時投、退無功補償水流量等。

5.2 制定完善的監(jiān)管和維護制度

由于凈水廠過程監(jiān)控系統(tǒng)模式這種模式本身存在著缺乏一定的監(jiān)管和維護的現(xiàn)狀，那么政府的相關(guān)部門首先要出臺一定的規(guī)章制度和行業(yè)標準，來確定好國家整體凈水廠整體模式的改革，讓這種改變有變化的依據(jù)，以便國家的凈水廠可以長時間正常的運行下去。此外，針對存在著由于凈水廠過程監(jiān)控系統(tǒng)模式本身應用不廣而導致難以推行的情況，管理者可以進行一定的宣傳，讓人們意識到這種模式的先進之處，進而廣泛推廣。

5.3 優(yōu)化凈水廠過程監(jiān)控系統(tǒng)設計和運行模式

凈水廠過程監(jiān)控系統(tǒng)模式是決定了它被應用范圍和程度的基礎，那么想要提高它的應用程度，就首先要提高它的效率，可以從凈水廠自身日常工作中比較重要的環(huán)節(jié)入手，例如過程監(jiān)控系統(tǒng)設備巡視工作。要想提高這一環(huán)節(jié)的效率，可以考慮采用新技術(shù)和新設備進行輔助巡視，從而及時發(fā)現(xiàn)設備缺陷，大幅提高巡視效果和整體模式的效率。這就需要新技術(shù)和新設備的后備力量支持，那么相關(guān)管理者就要改變并深化相關(guān)觀念，盡可能的把眼下的情況轉(zhuǎn)變?yōu)闄C器為主導、人為輔助的行業(yè)情況。此外，為了大幅度的提高模式設計人員的水平，政府的相關(guān)部門還可以通過制定一系列計劃，鼓勵更多的技術(shù)人員走到發(fā)達國家中已經(jīng)應用了過程監(jiān)控系統(tǒng)這種新模式的凈水廠去，學習先進的技術(shù)。還要加強對設計人員的鼓勵創(chuàng)新。

5.4 對相關(guān)設計及管理人員進行培訓

由于過程監(jiān)控系統(tǒng)在凈水廠中的應用是現(xiàn)在比較常用的一種管理手段，那么對具體進行這部分工作人員的技術(shù)水平也就是有一定程度的規(guī)定。具體措施可以通過開展相關(guān)的技能或知識競賽，培養(yǎng)員工的競爭意識?；蛘呤牵瑥脑搭^提高員工的綜合素質(zhì)，在進行相關(guān)招聘工作時，對員工的學歷可以有一定程度的硬性要求，或者是在上崗前進行一定的測試，測試對相關(guān)知識的了解和對管理設備的操作熟悉程度。此外，針對相關(guān)人員存在有對自己的本職工作意識程度不高的情況，就需要對相關(guān)人員進行系統(tǒng)化的培訓了。這種系統(tǒng)化的培訓，可以請到經(jīng)驗豐富的相關(guān)的技術(shù)人員開展座談會，或者是進行實地的操作練習。

6 結(jié)束語

綜上所述，制約現(xiàn)階段凈水廠過程監(jiān)控系統(tǒng)設計與運行效率提升的原因可能是巡視及處理存在缺陷、缺乏監(jiān)管和維護、模式本身存在問題和相關(guān)人員素質(zhì)低下等?；诖耍P者針對凈水廠過程監(jiān)控系統(tǒng)設計與運行的具體情況提出幾點改進措施，從優(yōu)化凈水廠操作巡視及缺陷處理、完善監(jiān)管和維護、優(yōu)化凈水廠過程監(jiān)控系統(tǒng)模式本身和對人員進行培訓等幾個角度著手優(yōu)化凈水廠過程監(jiān)控系統(tǒng)的設計與運行情況。