水廠電氣二次設(shè)備及其自動(dòng)化改造

蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 費(fèi)娜

前言

水廠二次設(shè)備在其生產(chǎn)過程起到關(guān)鍵性作用，與水產(chǎn)生產(chǎn)質(zhì)量與安全息息相關(guān)。伴隨高新技術(shù)在我國不斷發(fā)展過程，自動(dòng)化技術(shù)廣泛應(yīng)用于我國各個(gè)行業(yè)，并獲得較好的成效。對于職工來說，需要積極引進(jìn)水廠電氣二次設(shè)備與自動(dòng)化技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，保證水廠電氣二次設(shè)備的正常運(yùn)營，推動(dòng)水產(chǎn)電氣行業(yè)的不斷發(fā)展。

1 自動(dòng)化信息技術(shù)概念

自動(dòng)化技術(shù)是指在信息技術(shù)的前提下，應(yīng)運(yùn)而生的新型綜合應(yīng)用技術(shù)，其包括了計(jì)算機(jī)技術(shù)、精密傳感技術(shù)以及GPS等應(yīng)用技術(shù)。自動(dòng)化技術(shù)具有多種優(yōu)質(zhì)性特點(diǎn)，其不僅可以替代人工實(shí)施一些危險(xiǎn)性工作，保障設(shè)備生產(chǎn)的安全，還可以進(jìn)行機(jī)械自動(dòng)化工作，提高生產(chǎn)的進(jìn)度，不論是在水廠安全保障方面，還是在產(chǎn)品質(zhì)量方面都發(fā)揮著智能技術(shù)的強(qiáng)大優(yōu)勢。尤其是在社會(huì)激烈競爭的新時(shí)代，自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用效果更加明顯，其已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到眾多領(lǐng)域中。智能化技術(shù)的到來，給人類建設(shè)提供了極大的便利。與傳統(tǒng)工業(yè)電氣造作功能大相徑庭，其不僅是工業(yè)制造中只執(zhí)行單一任務(wù)的工業(yè)機(jī)器操作設(shè)施，它的應(yīng)用逐漸得到眾多大型企業(yè)的青睞，其應(yīng)用范圍也越來越廣泛[2]。

2 水廠電氣設(shè)備二次設(shè)備配置的分析

大部分水廠設(shè)備具有各種各樣的功能，其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、系統(tǒng)性強(qiáng)，二次設(shè)備是水廠電氣設(shè)備不可或缺的組成部分?，F(xiàn)階段，大多數(shù)水廠二次設(shè)備的使用年限已經(jīng)超過數(shù)十年。因?yàn)樗畯S建設(shè)時(shí)社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平和科學(xué)技術(shù)水平較低，使用自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)象少之又少，而且部分設(shè)備還存在能耗高、設(shè)施老舊等故障問題[1]。所以，水廠在進(jìn)行生產(chǎn)制造過程，生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量逐漸低下。另外，工作人員要花費(fèi)大量精力維修各種陳舊設(shè)施，生產(chǎn)成本由此浪費(fèi)。對于此種情況，可以利用配備電氣二次設(shè)備解決，通關(guān)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)監(jiān)控水廠生產(chǎn)全過程，遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控二次設(shè)備，對水廠設(shè)備實(shí)現(xiàn)無人操作與機(jī)器化生產(chǎn)。這樣做有利于減少人力浪費(fèi)情況，減少故障出現(xiàn)頻率，提高機(jī)組的生產(chǎn)成效，保障水廠的正常生產(chǎn)保持高效率的生產(chǎn)運(yùn)行。

3 水廠電氣二次設(shè)備應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)改造的優(yōu)勢

3.1 靈活性特點(diǎn)

自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在電氣工程中，可以給工作人員節(jié)省較多的精力與工作時(shí)間，在一定程度上降低了建筑人員的工作強(qiáng)度。另外，對電氣設(shè)備生產(chǎn)的靈活性起到一定作用，智能技術(shù)的使用過程即使沒有專業(yè)人員的現(xiàn)場管理也可以有效工作，這樣一來，提高了水廠設(shè)備效率，并給相關(guān)單位帶來巨大的生產(chǎn)效益

3.2 有效提高電氣工程設(shè)備的安全性

自動(dòng)化信息技術(shù)在電氣工程中的使用過程中，在一定程度上可以降低電氣設(shè)備故障率，實(shí)現(xiàn)水廠設(shè)備運(yùn)營的安全性。自動(dòng)化技術(shù)具有較強(qiáng)的靈敏特點(diǎn)，工作人員在設(shè)備操作過程中極易出現(xiàn)錯(cuò)誤，自動(dòng)化系統(tǒng)會(huì)及時(shí)發(fā)出警報(bào)提醒并采取應(yīng)急措施，從而防止安全事故產(chǎn)生，切實(shí)保證電氣設(shè)備生產(chǎn)過程的安全性。

3.3 優(yōu)化電氣工程技術(shù)，有效降低成本

伴隨人工智能技術(shù)在當(dāng)今社會(huì)的廣泛應(yīng)用，帶動(dòng)了電氣設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，在電氣工程中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，可以有效進(jìn)行信息的搜集、保存、整理、應(yīng)用等工作。所以，智能化技術(shù)能夠給企業(yè)節(jié)省大量的成本與時(shí)間。

4 自動(dòng)化技術(shù)在水廠電氣二次設(shè)備中的分析

4.1 中央控制系統(tǒng)

中央控制系統(tǒng)是水廠電氣機(jī)械自動(dòng)化控制技術(shù)的核心內(nèi)容，其主要承擔(dān)著將數(shù)據(jù)信息快速、精準(zhǔn)地傳輸?shù)街付ú糠值闹匾蝿?wù)，同時(shí)也需要將收集到的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行科學(xué)合理的分析整理，從而確保電氣系統(tǒng)能夠高效運(yùn)行，而中央控制系統(tǒng)是基于微型計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的，通過集成化系統(tǒng)的搭建，能夠?qū)崿F(xiàn)中央控制系統(tǒng)所需的各項(xiàng)功能。微型計(jì)算機(jī)的特征是具有較多的端口、穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，并且能夠有效實(shí)現(xiàn)多線路工作，能夠有效提升電氣控制系統(tǒng)的工作效率，使系統(tǒng)運(yùn)行的安全性以及穩(wěn)定性得到有效保障[2]。

4.2 自動(dòng)化技術(shù)的信息接收與處理分析

水廠電氣機(jī)械自動(dòng)化控制的實(shí)現(xiàn)主要基于數(shù)據(jù)信息的接收與處理上，因此，在實(shí)際的應(yīng)用中，除了要使中央控制系統(tǒng)模塊以及傳感器模塊具備精準(zhǔn)、高效的運(yùn)作，還需對傳感器獲取的信息進(jìn)行及時(shí)有效地傳輸與處理。而水廠電氣控制系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)處理內(nèi)容主要是將采集到的數(shù)據(jù)與既定數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，如果在比對過程中出現(xiàn)較為明顯的差異便會(huì)發(fā)出相關(guān)的警報(bào)，以此來告知相關(guān)人員及時(shí)采取有效措施。因此，良好的信息接收與信息處理能力能夠有效降低水廠正常運(yùn)行中的事故發(fā)生率，提高自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使相關(guān)工作人員安全得到有效保障。

5 自動(dòng)化技術(shù)在水廠電氣設(shè)備中的應(yīng)用目標(biāo)

（1）功能性目標(biāo)。有效運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)電氣工程的保護(hù)、控制、管理等功能。

（2）保障目標(biāo)。自動(dòng)化技術(shù)通過使用微機(jī)保護(hù)裝置，為供配電系統(tǒng)提供一系列保障措施，避免因各項(xiàng)事故造成的連鎖反應(yīng)。

（3）信息輸送。在水廠生產(chǎn)中使用自動(dòng)化信息技術(shù)可以將電氣計(jì)算設(shè)備所收集的各項(xiàng)數(shù)據(jù)通過有效整合、處理，然后輸入到控制中心。

（4）控制管理。自動(dòng)化技術(shù)能夠利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將電氣工程的有關(guān)信息通過微機(jī)模擬操作設(shè)置，執(zhí)行控制命令，并達(dá)到工程的高效運(yùn)營目標(biāo)。

（5）穩(wěn)定性目標(biāo)。通過引入自動(dòng)信息化技術(shù)，可以對電氣設(shè)備進(jìn)行繼電保護(hù)、自動(dòng)化控制、自動(dòng)化管理等先進(jìn)技術(shù)的使用，實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性目標(biāo)。

（6）需求性目標(biāo)。在目前信息化社會(huì)飛速發(fā)展的今天，各種水廠生產(chǎn)企業(yè)都因市場需求的變化而不斷進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)營方式的自我改革、自我創(chuàng)新，通過智能化技術(shù)可以幫助電氣設(shè)備生產(chǎn)滿足市場的不同需求，如自動(dòng)化需求、信息化需求。

6 水廠電氣二次設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化技術(shù)改造的有關(guān)分析

6.1 二次設(shè)備自動(dòng)化控制方面的應(yīng)用分析

在電氣設(shè)備生產(chǎn)過程中，應(yīng)結(jié)合自動(dòng)化技術(shù)設(shè)置相關(guān)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。在電氣設(shè)備生產(chǎn)途中出現(xiàn)問題時(shí)能夠有效進(jìn)行自動(dòng)保護(hù)與防控工作，防止一些生產(chǎn)安全問題的產(chǎn)生，在進(jìn)行自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)充分應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，切實(shí)保障電氣設(shè)備生產(chǎn)工作的安全性。設(shè)計(jì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的過程中，可以進(jìn)行GPS系統(tǒng)的裝置，并首先將其運(yùn)用到水廠電氣的相關(guān)設(shè)備及裝置中，然后通過傳感技術(shù)將水廠電氣設(shè)備生產(chǎn)過程的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效錄入，并輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行保存處理。通過收集各個(gè)環(huán)節(jié)運(yùn)作及運(yùn)營信息，運(yùn)用相關(guān)數(shù)據(jù)處理對有關(guān)信息進(jìn)行分析、優(yōu)化整合與處理。然后通過相關(guān)數(shù)據(jù)對比，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤信息，并及時(shí)進(jìn)行錯(cuò)誤更正及有效防控措施。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用能夠切實(shí)提高電氣設(shè)備的自動(dòng)化控制效率。

6.2 電氣設(shè)備的優(yōu)化情況分析

智能化技術(shù)對于電氣設(shè)備而言，其可以給電氣設(shè)備的運(yùn)行工作帶來較大的優(yōu)化效果。設(shè)備優(yōu)化的主要方法是利用智能化技術(shù)包含的遺傳算法技術(shù)。遺傳算法技術(shù)是當(dāng)今世界一種較為先進(jìn)的計(jì)算技術(shù)，它的工作原理是對某種數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的模仿然后形成的遺傳計(jì)算原理，其模仿進(jìn)化過程參考了達(dá)爾文提出的自然選擇觀點(diǎn)。在實(shí)際的運(yùn)用過程中，是通過快速搜索方式并結(jié)合生物進(jìn)化規(guī)律進(jìn)行數(shù)據(jù)的有效計(jì)算。

7 水廠二次設(shè)備與自動(dòng)化改造的措施

7.1 運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行電氣設(shè)備控制工作

在水廠電氣工作中的設(shè)備檢測中，通過自動(dòng)化技術(shù)對其實(shí)現(xiàn)有效控制效果，可以達(dá)到水廠電氣設(shè)備較高的質(zhì)量監(jiān)控效率，當(dāng)電氣設(shè)備運(yùn)營過程中出現(xiàn)問題，智能化技術(shù)可以迅速將錯(cuò)誤信息傳入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。而這些先進(jìn)的自動(dòng)技術(shù)在以往的傳統(tǒng)水廠電氣設(shè)備建設(shè)中是沒有的，也從未涉及智能信息領(lǐng)域。目前，大多數(shù)電氣相關(guān)企業(yè)在應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)過程中不斷對其進(jìn)行改革創(chuàng)新，以達(dá)到電氣設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)的高效率。應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，能夠節(jié)約生產(chǎn)成本，可以有效節(jié)省時(shí)間并極大地提高電氣設(shè)備的工作效率，防止出現(xiàn)安全隱患或是故障問題。進(jìn)而保證水廠電氣設(shè)備生產(chǎn)工作的順利進(jìn)行。

7.2 水廠電氣二次設(shè)備改造的重點(diǎn)

主要以下幾個(gè)重要部分，能有效推進(jìn)水廠電氣二次設(shè)備技術(shù)改造的工作。通過電氣二次設(shè)備使水廠達(dá)到安裝試驗(yàn)流程、技術(shù)條件、功能等各方面的要求，這也是二次設(shè)備的重點(diǎn)實(shí)施方向，是安裝二次設(shè)備與改造自動(dòng)化技術(shù)的首要目標(biāo)。主動(dòng)控制與被動(dòng)管理是控制二次設(shè)備生產(chǎn)的兩個(gè)基礎(chǔ)內(nèi)容。前者是進(jìn)行生產(chǎn)前期審核上的一些步驟，主要在項(xiàng)目計(jì)劃與生產(chǎn)設(shè)計(jì)中提出相關(guān)問題，及時(shí)改正錯(cuò)誤。后者是在二次設(shè)備改造中，比如水廠管理部門和質(zhì)量機(jī)構(gòu)等過程中糾正不良因素，與技術(shù)偏差。此外，技術(shù)人員作為整個(gè)二次設(shè)備改造的核心，應(yīng)在二次設(shè)備自動(dòng)化改造的質(zhì)量與進(jìn)度中尋找平衡點(diǎn)，與工作人員積極開展關(guān)于技術(shù)和設(shè)備操作方面的溝通，簡化程序，優(yōu)化生產(chǎn)工序，確保工作重點(diǎn)和注意事項(xiàng)得以落實(shí)。

7.3 電氣二次設(shè)備控制系統(tǒng)的改造

首先應(yīng)在硬件裝備方面創(chuàng)建優(yōu)勢特征，可以采取主控級和單元控制級二者的雙層控制系統(tǒng)，配置光纖網(wǎng)絡(luò)已達(dá)到二次設(shè)備的最優(yōu)發(fā)展。第二，應(yīng)該為水廠工程操作人員配備一個(gè)獨(dú)立工作室，主控級的二次設(shè)備系統(tǒng)與某個(gè)主機(jī)建立對接工作，以便實(shí)現(xiàn)工作人員對于水廠各個(gè)生產(chǎn)設(shè)施的檢測與控制。第三，水廠想要各個(gè)設(shè)備中進(jìn)行數(shù)字通信，在監(jiān)控與檢測中心應(yīng)利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)建立一種網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，這樣一來，在單元控制級方面的主機(jī)也可以一同運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)水廠設(shè)備的自動(dòng)化生產(chǎn)。

8 結(jié)語

綜上所述，在這信息社會(huì)瞬息萬變的今天，自動(dòng)化信息技術(shù)在被應(yīng)用到水廠電氣設(shè)備生產(chǎn)經(jīng)營中，應(yīng)重視與生活實(shí)際結(jié)合，及時(shí)改革創(chuàng)新自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程的運(yùn)用措施，讓其與時(shí)代發(fā)展背景相一致，有效提高建筑電氣生產(chǎn)質(zhì)量，并保證整個(gè)建筑過程的工程效率，給人們打造出舒適、高效的生活環(huán)境。因此，就需要企業(yè)與相關(guān)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行電氣工程項(xiàng)目的管理與建設(shè)過程中，充分使用智能化信息技術(shù)帶給工程的幫助，從而增加水廠電氣企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。