淺談自動化控制系統(tǒng)在農(nóng)村飲水安全工程中的應(yīng)用

郭 良

（甘肅省東鄉(xiāng)族自治縣水務(wù)局，甘肅東鄉(xiāng)731400）

隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，農(nóng)民生活水準(zhǔn)獲得了很大提升，人們對飲用水的要求也越來越高。隨著農(nóng)村供水建設(shè)的不斷實(shí)施，供水工程的數(shù)量日益增長，以往的管理形式與現(xiàn)代農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展不相符。為了有效提升行業(yè)的監(jiān)督與管理，實(shí)時掌握具體供水情況，應(yīng)將自動化與信息化的監(jiān)控模式進(jìn)行有效運(yùn)用，建立自動化監(jiān)控系統(tǒng)。農(nóng)村供水工程監(jiān)管實(shí)施自動化是目前大勢所趨，也是維護(hù)農(nóng)村供水工程良好運(yùn)行的關(guān)鍵措施。

1 自動監(jiān)控系統(tǒng)的功能特征與必要性

現(xiàn)階段我國多數(shù)農(nóng)村地區(qū)供水工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)過低、供水工藝比較落后，一些地區(qū)的供水設(shè)施存在嚴(yán)重老化的情況，致使供水不足、水質(zhì)不符合標(biāo)準(zhǔn)與供水保證率較低的問題接踵而至。為了能夠有效地提升農(nóng)村供水的保證率，農(nóng)村飲水安全工程將建立各村聯(lián)片的中大型集中工程。但由于中大型供水工程的供水范圍寬廣，供水規(guī)模較大，且供水工藝比較煩瑣，供水控制與運(yùn)作管理程序復(fù)雜，管理工作人員日常工作強(qiáng)度較高，因此相關(guān)供水工作人員把工業(yè)自動化的管理概念引入到農(nóng)村飲水安全供水的工程當(dāng)中，依靠自動化監(jiān)控系統(tǒng)達(dá)到供水設(shè)施與輸配水管網(wǎng)及其他供水系統(tǒng)設(shè)置的自動化運(yùn)作，進(jìn)而減少相關(guān)人員工作的強(qiáng)度，提升供水管理效率，降低供水過程中的水資源浪費(fèi)。

1.1 自動監(jiān)控系統(tǒng)功能特征

1.1.1 調(diào)度中心站 把監(jiān)控子站與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接在一起，可有效達(dá)到水泵運(yùn)行中的軟啟軟停，通過網(wǎng)絡(luò)對其進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，還可以對深井水位、網(wǎng)管壓力、出水流量、水泵電壓、電流、電量以及水泵功率等進(jìn)行監(jiān)測與控制。

1.1.2 深井泵控制柜 其可以手動開啟或是暫停深井泵，同時并不受水位影響，可有效達(dá)到自控效果，在水池中水位處于下限情況時，將會適當(dāng)延時起泵，而在水池中水位超出上限時會自動停泵，在出現(xiàn)故障時還可以運(yùn)用軟啟動器發(fā)送故障警報(bào)，并且自行解決，同時可自行記錄停機(jī)。

1.1.3 智能節(jié)水控制系統(tǒng) 智能IC 卡傳水表所運(yùn)用的射頻卡是目前最新型非接觸式的射頻卡，其可以對卡中所剩余的金額實(shí)施自動讀取，在出現(xiàn)余額不足的情況時可以自主發(fā)出提醒信息，在卡內(nèi)余額用盡時將會自行關(guān)閉閥門，暫停供水。

1.2 自動控制系統(tǒng)的必要性

目前農(nóng)村供水范圍逐漸擴(kuò)大，供水時間不斷延長，但大部分區(qū)域農(nóng)村飲水設(shè)備依然比較老舊，供水工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)過低，供水工藝比較落后，導(dǎo)致供水量不夠、水質(zhì)欠缺的情況，不能確保供水率。為了能夠有效加強(qiáng)農(nóng)村飲水安全，提高供水質(zhì)量與效率，可把工業(yè)自動化概念引入農(nóng)村供水工程當(dāng)中，通過自動化監(jiān)控系統(tǒng)達(dá)到供水設(shè)施、輸配水管網(wǎng)與各供水系統(tǒng)設(shè)施的自動化運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而減少工作人員壓力與強(qiáng)度，提升供水控制管理的精準(zhǔn)性與合理性。

2 自動化控制系統(tǒng)在農(nóng)村飲水安全工程中的應(yīng)用

農(nóng)村飲水安全工程運(yùn)行管理中，自動化監(jiān)控的整體構(gòu)造主要依據(jù)數(shù)據(jù)通信、水位監(jiān)控、流量監(jiān)測、水質(zhì)監(jiān)測、閘閥監(jiān)控、信息網(wǎng)絡(luò)以及軟件系統(tǒng)方案，達(dá)到了對農(nóng)村飲水安全工程多個系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控以及管理的目標(biāo)，此系統(tǒng)的組成部分包括水源井集中控制系統(tǒng)、分水廠集中監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳送及記錄系統(tǒng)、控制管理中心。

2.1 水源蓄水池集中控制系統(tǒng)

一般情況下，水源井到凈水廠再到蓄水池呈現(xiàn)三級提水、四級提水的狀態(tài)，從取水泵站—凈水廠凈水池過濾加藥—加壓泵站—蓄水池—供水管網(wǎng)，應(yīng)對其進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，若是出現(xiàn)水池水位高出或是低于設(shè)定值的時候，無線信號會把具體數(shù)據(jù)傳輸至中控室，系統(tǒng)與管理工作人員可通過遠(yuǎn)程控制的形式，對一級加壓泵站進(jìn)行控制，進(jìn)而防止水池溢水，同時也能夠有效改善水量欠缺的問題。

2.2 水廠集中監(jiān)控系統(tǒng)

取水泵站利用水泵向凈水廠輸水，可以對加壓泵到蓄水池實(shí)施監(jiān)控。同時，水廠內(nèi)部應(yīng)當(dāng)具有清水池液位傳感器以及電磁閥，變頻恒壓供水控制柜、出水壓力變送器、定向天線及測控箱等設(shè)備，把電磁閥與逆止閥安裝在水塔之前，并把液位傳感器裝置在水塔與清水池當(dāng)中實(shí)施監(jiān)控，運(yùn)用GPRS 把現(xiàn)場數(shù)據(jù)輸送到中心站，在水池水位達(dá)到預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)之后，液位傳感器將會第一時間向電磁閥發(fā)送信號，同時自動關(guān)閉閥門。在水位下降之后，閥門會自動打開蓄水。把變頻恒壓供水設(shè)立在各個子水廠出口的地方，進(jìn)而能夠?qū)Ω鱾€子水廠內(nèi)出水流量、水壓力、液位與機(jī)泵狀況等數(shù)據(jù)通過無線發(fā)送至中控室。

2.3 數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳和記錄

自動化控監(jiān)控系統(tǒng)主要是對各水廠清水池與調(diào)蓄水池中水位實(shí)施監(jiān)控，在水位達(dá)到水位標(biāo)準(zhǔn)的時候，將自動向中控室發(fā)送信號，并由中控室向?qū)?yīng)的子水廠發(fā)出關(guān)閉的指令。在水廠中水位與設(shè)置的水位相符時，中控室會關(guān)閉總水廠離心泵。在總水廠中蓄水池水位與設(shè)計(jì)的水位相同時，井泵將會自動停止運(yùn)作，其系統(tǒng)通過無線電臺，向中控室傳送各個分站所發(fā)出的信號。一般來講，無線電臺的數(shù)據(jù)可以傳送大約15 km 的距離，為了能夠保證所收集的數(shù)據(jù)信息實(shí)時傳送至中控室當(dāng)中，必須依據(jù)站點(diǎn)對電臺數(shù)量與位置實(shí)施科學(xué)配備，并運(yùn)用中繼的形式擴(kuò)大數(shù)據(jù)傳送距離。

2.4 控制管理中心

2.4.1 收集數(shù)據(jù)、傳輸及接受 監(jiān)控管理中心的系統(tǒng)中心站可以收集水源出口與管道分水口的信息數(shù)據(jù)，并且由中心站前置微機(jī)對信息數(shù)據(jù)實(shí)時接受，通過在數(shù)據(jù)服務(wù)器上的有效轉(zhuǎn)換，最后呈現(xiàn)在相關(guān)軟件界面之上。用戶能夠利用軟件直觀了解到水質(zhì)以及水量現(xiàn)狀，并且提出反饋信息。

2.4.2 過往數(shù)據(jù)的查詢統(tǒng)計(jì) 用戶可通過服務(wù)器對水質(zhì)及流量等前期數(shù)據(jù)實(shí)施查詢，通過對水質(zhì)以及流量數(shù)據(jù)的有效統(tǒng)計(jì)，最后生成年度報(bào)表以及月度報(bào)表等。

2.4.3 供水水質(zhì)報(bào)警以及評價 依據(jù)水質(zhì)監(jiān)測所得到的信息對水質(zhì)情況進(jìn)行評級，保證水質(zhì)安全，同時還能夠依據(jù)水質(zhì)轉(zhuǎn)變趨勢實(shí)施預(yù)測，若有異常發(fā)生將會直接發(fā)出警告。

2.4.4 供水管道的維護(hù) 依據(jù)各個流量點(diǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)，對供水管路的運(yùn)行狀況進(jìn)行反推算，避免泄露以及爆管的情況發(fā)生。

2.4.5 水廠安全防范系統(tǒng) 在水廠中通過計(jì)算機(jī)對水泵等一些關(guān)鍵水工設(shè)備和周邊環(huán)境展開實(shí)時的監(jiān)控，確保水廠安全工作有效進(jìn)行。

3 結(jié)束語

綜上所述，為了能夠提升農(nóng)村飲水安全工程自動化管理水平，符合水廠管理的標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化與自動化要求，在建立自動化監(jiān)控系統(tǒng)的過程中，應(yīng)該遵照實(shí)用、安全、可靠以及操作便捷的相關(guān)要求，從區(qū)域經(jīng)濟(jì)的視角出發(fā)，通過實(shí)地勘察，強(qiáng)化自動化控制系統(tǒng)的高效節(jié)能性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)農(nóng)村飲水工程自動化控制，提高農(nóng)村居民飲水安全，改善農(nóng)村居民飲水質(zhì)量。