電氣自動化在自來水廠中的運(yùn)用研究

林靜

摘要：水務(wù)公司的水處理工藝技術(shù)不斷升級，其中電氣自動化技術(shù)發(fā)揮出十分重要的作用。本文圍繞電氣自動化在自來水廠中的運(yùn)用議題進(jìn)行了探討，概述了電氣自動化技術(shù)發(fā)展，闡述了電氣自動化在自來水廠中的應(yīng)用特點(diǎn)，論述了電氣自動化在自來水廠中的應(yīng)用，供相關(guān)人士參考。

關(guān)鍵詞：水廠;電氣自動化技術(shù);運(yùn)用

1引言

隨著供水產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，水務(wù)逐漸從傳統(tǒng)的管理方式走向數(shù)字化智能化的管理模式。在智能水務(wù)建設(shè)進(jìn)程中，電氣自動化技術(shù)發(fā)揮出不容忽視的作用。通過采用電氣自動化技術(shù)推動供水效率得到進(jìn)一步提升，降低供水系統(tǒng)設(shè)備設(shè)施的故障率，降低供水設(shè)備運(yùn)維成本，使水務(wù)公司科技管理水平邁上新臺階。

2電氣自動化發(fā)展

電氣自動化是一類現(xiàn)代新型學(xué)科，這一學(xué)科與人類的生產(chǎn)生活以及工業(yè)生產(chǎn)緊密相關(guān)，因此獲得了快速發(fā)展和應(yīng)用。電氣自動化的應(yīng)用范疇廣泛，小到開關(guān)設(shè)計(jì)，達(dá)到大型設(shè)備的運(yùn)行，都有該類技術(shù)的身影。從具體的專業(yè)內(nèi)容看，電氣自動化包括自動控制技術(shù)、電子技術(shù)、系統(tǒng)運(yùn)行技術(shù)、信息處理技術(shù)等多種具體的技術(shù)類別。當(dāng)前，水務(wù)行業(yè)正邁入到數(shù)字化智能化的發(fā)展階段，電氣自動化因具有交叉學(xué)科的性質(zhì)，將電子、信息、電力、控制、計(jì)算機(jī)等學(xué)科技術(shù)綜合，能夠很好地推動水務(wù)公司智能化管理的目標(biāo)，因此，在水務(wù)行業(yè)及供水公司中得到越來越多的應(yīng)用。

3電氣自動化在自來水廠的應(yīng)用特點(diǎn)

自來水廠中的電氣自動化應(yīng)用其特點(diǎn)不僅體現(xiàn)在能夠降低供水系統(tǒng)的運(yùn)維成本方面，體現(xiàn)在能夠提升供水設(shè)施設(shè)備的運(yùn)行效率方面，而且也體現(xiàn)在能夠提升供水系統(tǒng)運(yùn)行安全方面。通過電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用，將供水系統(tǒng)中能耗大，運(yùn)行故障率高的工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行改造優(yōu)化，以更科學(xué)的技術(shù)替代舊技術(shù)，使供水系統(tǒng)的運(yùn)維能耗更低，降低成本。另外，利用電氣自動化技術(shù)，構(gòu)建系統(tǒng)化的供水系統(tǒng)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對供水管網(wǎng)設(shè)施的實(shí)時監(jiān)控，及時辨識出異常風(fēng)險(xiǎn)，協(xié)助工作人員盡快消除異常風(fēng)險(xiǎn)，確保供水系統(tǒng)的運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性。可以說，自來水廠中合理地應(yīng)用電氣自動化技術(shù)，能夠充分發(fā)揮出電氣自動化技術(shù)的信息化特點(diǎn)、自動化特點(diǎn)，能夠更好地幫助水務(wù)公司實(shí)現(xiàn)更安全、經(jīng)濟(jì)、高效的運(yùn)維管理目標(biāo)。

4電氣自動化在自來水廠的應(yīng)用

4.1? 電氣自動化設(shè)計(jì)

遠(yuǎn)程監(jiān)控：通過供水管網(wǎng)供水設(shè)施等信息的傳入傳出，實(shí)現(xiàn)對供水系統(tǒng)設(shè)備管網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。相對于傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)遠(yuǎn)距離監(jiān)控，采用信息化的監(jiān)控技術(shù)減少了電纜長距離使用數(shù)量，節(jié)約了供水設(shè)施的投資成本。利用信息自動化監(jiān)測設(shè)備能更準(zhǔn)確地采集到供水系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，提高了供水系統(tǒng)運(yùn)維的可靠性，降低了運(yùn)維成本。

集中監(jiān)控：對供水系統(tǒng)中的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，采用單個處理器對供水設(shè)備運(yùn)行工況進(jìn)行多項(xiàng)參數(shù)信息采集，及時發(fā)現(xiàn)供水管網(wǎng)設(shè)備異常，提醒工作人員并給出解決的建議。多采用單個處理器的監(jiān)控方式，因此技術(shù)操作和維護(hù)十分簡單。在實(shí)際應(yīng)用中，如果供水系統(tǒng)龐大，采用單個處理器會影響處理器的運(yùn)行速度，繼而影響供水系統(tǒng)監(jiān)控信息的處理效率，此外，對遠(yuǎn)距離供水管網(wǎng)設(shè)施的監(jiān)控需要投入較大成本，采用單個處理器并不是最理想的選擇。集中監(jiān)控技術(shù)比較適用于簡單的供水設(shè)備運(yùn)行維護(hù)中。

總體監(jiān)控：對供水系統(tǒng)的所有設(shè)施進(jìn)行監(jiān)控。采用總體監(jiān)控的思路能夠很好地實(shí)現(xiàn)整個供水系統(tǒng)的用水調(diào)度，便于對供水故障和供水緊急情況作出準(zhǔn)確高效的反應(yīng)。

4.2? 電氣自動化在供水系統(tǒng)中的節(jié)能應(yīng)用

通過硬件設(shè)備部件和軟件系統(tǒng)的有效集成，實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)的升級優(yōu)化，促進(jìn)供水系統(tǒng)運(yùn)行能耗降低。比如，將傳統(tǒng)的PLC控制器和變頻器集成后，供水系統(tǒng)的能耗比傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)能耗降低80%。該技術(shù)的原理是利用PLC控制器和變頻調(diào)速裝置構(gòu)成控制系統(tǒng)，然后對泵組的運(yùn)行速度進(jìn)行調(diào)節(jié)優(yōu)化。通過采用該集成技術(shù)，泵組的運(yùn)行數(shù)量能夠根據(jù)供水系統(tǒng)的實(shí)時情況進(jìn)行自動調(diào)整，實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)的壓力閉環(huán)控制，這樣就能夠保障供水管網(wǎng)的壓力始終保持在合理的設(shè)定范圍內(nèi)。在恒壓供水系統(tǒng)中，采用PLC控制器和變頻器集成技術(shù)，為電機(jī)提供變頻電源，實(shí)現(xiàn)電機(jī)速度自動調(diào)節(jié)。通過PLC控制器和變頻器集成技術(shù)應(yīng)用，水泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)更加平穩(wěn)連續(xù)，使供水管網(wǎng)的水壓能夠保持連續(xù)性變化，大大降低了水泵運(yùn)行對機(jī)械設(shè)備及電網(wǎng)的沖擊，使設(shè)備壽命延長，系統(tǒng)運(yùn)行能耗降低。為了確保PLC控制器和變頻器集成技術(shù)的應(yīng)用穩(wěn)定性和可靠性，可采用三層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制，采用機(jī)械聯(lián)鎖接觸器，禁止將工頻電源引入到變頻器中。同時在變頻器供電環(huán)節(jié)安裝保險(xiǎn)裝置和故障報(bào)警裝置，便于及時發(fā)現(xiàn)異常，盡快解決故障。通過在變頻器的供電部分安裝空氣開關(guān)，安裝快速保險(xiǎn)裝置，有效解決在PLC控制器系統(tǒng)編程過程中容易因過電流造成損壞的問題，有效保障PLC控制器的運(yùn)行穩(wěn)定性，降低設(shè)備故障率。為了方便工作人員對供水系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，在人機(jī)操作界面中增設(shè)變頻器操作板塊，通過這一板塊實(shí)現(xiàn)對供水系統(tǒng)電氣設(shè)備各項(xiàng)參數(shù)的監(jiān)測和調(diào)整，具體包括輸入功率、輸出功率、輸出轉(zhuǎn)矩、端子狀態(tài)、長度、閉環(huán)參數(shù)等，工作人員能夠通過人機(jī)界面進(jìn)行上述參數(shù)的修改和保存，提高供水系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性，降低設(shè)備故障發(fā)生率，節(jié)約時間成本和維護(hù)成本。

隨著通信技術(shù)、控制技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展和融合，供水系統(tǒng)的多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)也得以較快發(fā)展。在現(xiàn)代化供水系統(tǒng)中，通過PLC與變頻器的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了電氣設(shè)備的獨(dú)立運(yùn)行，而且能夠?qū)⒏鱾€設(shè)備連成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)的集散自動化系統(tǒng)控制功能，這一技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)了供水系統(tǒng)的全面監(jiān)控目標(biāo)，而且降低了供水設(shè)備運(yùn)行故障率，在延長設(shè)備壽命的同時節(jié)省了供水系統(tǒng)運(yùn)維成本。

5結(jié)語

水務(wù)公司及從業(yè)人員應(yīng)充分重視電氣自動化技術(shù)的研究和應(yīng)用，通過電氣自動化技術(shù)的不斷完善和升級，推動供水系統(tǒng)運(yùn)行越來越安全、越來越穩(wěn)定、越來越經(jīng)濟(jì)。借助電氣自動化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，供水系統(tǒng)運(yùn)維管理也將邁入信息化、可控化的道路，實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)更加精細(xì)化、動態(tài)化、智能化的管理目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 電氣自動化在自來水廠中的應(yīng)用，陳天才，雷繼忠，《科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊》，2016（10）

[2] 電氣自動化控制系統(tǒng)在水廠中的應(yīng)用分析，馮昌億，《居業(yè)》，2019（7）

[3]電氣自動化在自來水廠的應(yīng)用及維護(hù)，魏蔭，《科學(xué)與財(cái)富》，2019（24）