本文以实例分析了某自来水厂中电气自动化的应用。
关键词：自来水厂；电气自动化；应用；
自来水是指通过自来水处理厂净化、消毒后生产出来的符合国家饮用水标准的供人们生活、生产使用的水。它主要通过水厂的取水泵站汲取江河湖泊及地下水，地表水不可能是矿泉水。地下水如果水质好并含有大量的有益元素可以用于生产矿泉水。并经过沉淀、消毒、过滤等工艺流程，最后通过配水泵站输送到各个用户。随着社会的不断进步，电气自动化在工业现代化进程中和现代先进科学进步中发挥着重要作用，自动化技术可以降低员工的劳动强度，提高检测的准确度和信息传输的实时性，为生产提供进一步的技术保障。当今水厂对于电气自动化的应用也十分迫切。
一、水厂电气自动化的特点
1.提高生产运行自动化程度并降低能耗。
2.监视水厂及管网的运行状况。
3.实现水厂信息化、网络化管理。具有严格的安全性和保密性，保证网络运行的可靠性和通讯的连续、完整性。
4.为供水企业的生产、服务、经营、管理提供各方面的支持，并通过合理地应用电气自动化系统，使企业优化运行，提高综合效益。整个系统使用方便，同时具有最高的性能价格比，保护供水企业的投资利益。
二、实例分析
1.某自来水厂，占地面积67万平方米，Et 净水能力9.5万吨，包括厂区、水源泵站和输配水管网。整个水厂的运行需要实现全电气自动化控制。整个水厂自动化系统分为水源站、加药站、滤池站（包括4 个远程I／O）、送水泵站，共4 个工作站，同时对变频供水系统、加氯系统、污水处理系统及加药系统进行自动化，设有一个中心控制室，整个水厂由中心控制室统一调度。
2.电气自动化系统组成。自来水厂电气自动化系统分三层结构,第一层为信息管理层,它由自动化监控管理计算机、工程师操作站计算机、视频监控计算机、以太网交换机、DLP(数字光处理)电视墙及其它管理计算机组成；第二层为控制层, 它由PLC 主站及子站组成；第三层为检测执行层,它包括被控设备(对象)与检测仪表。检测执行层与控制层相联有两种方式:一种是被控设备(对象)及检测仪表与各控制层PLC 站I/O(输入/ 输出)一一对应相联;另一种是采用远程I/O 通讯方式采集到相应的主站。信息管理层计算机与PLC 主站采用以太网通信, 网络通信速率为100Mbps 或1000Mbps。
3.电气自动化设备
（1）视频监控设备。视频监控设备主要包括摄像机、硬盘录像机和监视器。必须选择较高性能的摄像机产品,以及选择经过国家防爆认证的防爆护罩和防爆云台,以保证系统能够长期稳定可靠地工作。室内摄像机可选择一体化快球摄像机,室外可选择彩色低照度摄像机,摄像机的最低照度最好要小于0.05Lx,水平分辨率在480TVL以上,信噪比大。
（2）监控系统主机。监控系统主机对自来水厂所有电气自动化系统进行实时监视、控制和数据采集,其主要功能有:通过通信通道向各个RTU采集主要工艺参数及运行状态;向各被控站发送控制指令,通过站控系统执行完成运行参数采集及状态、动态趋势、历史趋势和模拟流程显示;运行事件、资料的存储和记录;运行报表和事故状态报告打印;数据处理;系统故障检测和报警。
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（3）数据采集卡。根据实际需要和对各种PCI型号的数据采集卡进行比较，最后选择PCI1711这种数据采集卡。PCI-1711是12位的低损耗多功能采集卡卡，具有独特的电路设计和完善的数据采集与控制功能，支持即插即用，具有FIFO的高速缓存，可灵活设定输入类型和范围，具有16通道单端模/数输入。16通道数字I/O和2通道数模输出，采集速率可达100kHz,可编程的计数/计时器可作为A/D转换的速度触发，同时具有通道自动搜索功能。内部结构主要有单端模拟输入通道。模拟输出通道和触发源连接三部分。PCI1711完全符合PCI规格Rev2.1标准，支持即插即用。在安装插卡时，用户不需要设置任何跳和DIP拨码开关。实际上，所有与总线相关的配置，比如基地址、中断，均由即插即用功能完成。同时，PCI-1711有一个自动通道/增益扫描电路。在采样时，这个电路可以自己完成对多路选通开关的控制。用户可以根据每个通道不同的输入电压类型来进行相应的输入范围设定。所选择的增益值将储存在SRAM中。这种设计保证了为达到高性能数据采集所需的多通道和高速采样。
（4）传感器。第一，对压力监测时采用DPM100 数字压力表。DPM100 数字压力表主要由压力传感器和信号处理电路组成，压力传感器性能优越，具有精度高，抗腐蚀，抗冲击，抗震动，高稳定性，无充油介质等优点，信号处理电路采用最新超低功耗处理器和信号处理芯片及电源管理芯片组成，采用大容量6V高性能锂电池以保证仪表精度，性能和工作时间，设计合理，精妙，对传感器进行了非线型校正和温度补偿的同时具备高效率和超低功耗等特性。第二，对流量监测我们采用FR820数字流量计。FR820数字流量计是一种由涡轮流量传感器和智能积算仪组成的一体化流量测量数字仪表.该流量计可直接安装在管道上,替代由涡轮流量传感器涡轮信号放大器、流量积算仪三部分组成的测量系统。产品结构紧凑、安装方便，并具有较低的生产成本、安装费用和较高的测量精度，精度：正负0.5%(通用精度) 正负2%(特定液体标定精度)，流量：8-76升/分钟，压力等级：8.2公斤(70?F/21摄氏度)。
4.分散控制系统的应用。分散控制系统也称作是分布式控制系统，是按照一台计算机控制一个相对应的控制回路来进行作业，在电气自动化系统中取得了很好的应用效果。分散控制系统在集中取得书记资料之后能够进行统一集中的管理，是有很高效率的自动开始系统。有利于在电气系统自动化中对各个运行的环节和设备进行高效的控制和管理，进行调制，妥善的处理设备与设备，线路与设备，线路与线路之间的关联，这样对实现在生产中的保护和监控大有帮助。
三、未来前景
电气自动化与人们的生活存在着密切的联系，无论是能源节约、安全生产，还是环境保护都与电气自动化存在着尤为密切的联系，特别是在我国推行低碳经济发展时，更需要发挥电气自动化的强大的作用，先进的电气自动化技术有助于我国各个行业的节能减排，同时在实现高效增产、减少能源消耗和环境污染方面发挥着关键的作用。低碳经济是我国未来经济发展的必然趋势，是实现我国可持续发展的必经之路，而低碳经济的发展需要依靠电气自动化。因此，电气自动化必然会迎来其发展的辉煌时刻，而且在经济全球化和环境保护成为世界性话题的今天，发展低碳经济不仅是中国发展的目标，更是全世界各个国家经济发展的必经之路，而电气自动化自然会在全世界各个国家快速发展。
随着科技的进步和人类生活品质的提升,人们的环保意识也开始增强,对于主要的饮用水来源自来水,在不断提高水质的同时,能够实现低能耗、连续、高稳定性的生产也是水行业不断追寻的目标。水行业的自动化控制能够使复杂的生产工艺流程实现安全、持续的运转,减少成本和维护费用,同时能够节省人力资源以及人为因素导致的隐患和事故。因此,自来水行业先进的自动化控制、科学供水是社会发展的必然趋势。
参考文献：
[1]唐杰,牟佳媛.电气工程中自动化技术的运用[J] .科技创新与应用,2013(01)
[2]孔生,薛峰,张鲁宁.电气自动化在自来水厂中的应用[J] .装备制造,2010(08)
[3]李向东.电气自动化控制系统的应用及发展前景展望[J].产业与科技论坛,2011(02)
论文作者:王冠嵘
论文发表刊物:《基层建设》2015年19期
论文发表时间:2015/10/12
标签：电气自动化论文; 水厂论文; 自来水厂论文; 通道论文; 系统论文; 数字论文; 摄像机论文; 《基层建设》2015年19期论文;