摘要：随着时代的进步，城乡化进程持续加快，多种多样类型的控制设备也用于自来水厂修建中。在自来水厂生产中，为实现节能减排的目标，需要科学应用自动化控制平台。文章首先介绍了自来水厂中自动化控制平台的结构构成，然后详细阐述了自来水厂中智能化控制系统的运用途径。
关键词：自来水厂；自动化控制平台；运用分析
水资源属于人类赖以生存的基本物质资源，如果人类不能正确获取足够的水分，机会产生口干、身体难受等情况，还将造成人体健康生殖代谢组织产生紊乱，甚至还将由于过度缺水而产生死亡。人类水源的每天摄取量在很大程度上会直接关系身体新陈代谢、呼吸泌尿组织、消化循环组织的正常工作，水资源既是人类身体能够出现化学反应的基本媒介，还是身体养分获得输送的核心平台，同样是身体获得健康运行的基础条件。而自来水厂是能为人们供应日常所要水资源的基本民生项目，伴随近些年国家经济水平的不断提高、人口总量的明显增加，传统滞后的控制系统已经不能符合人们对水资源的正常需要。这时，科学的自动化控制平台的大量引入就逐步变成提高自来水厂输水效率的关键手段。
1、自动化控制平台的结构构成
现代化自来水厂智能化控制系统重点由PC端与逻辑控制设备构成，主要包含信息收集系统、智能监视控制平台与智能集散控制平台。图1是PLC模拟框架流程图。在仔细研究自动化控制平台的结构构成时，相关人员发现，如果采取SCADA系统，尽管能够在大范围得到网络共享，且其通讯互动也比较方便，但是存在实效性很差的不足。如此一来，极大限制着自动化控制平台对大范围里的自来水厂的管控力度。相对于SCADA系统，因为DCS系统选择分级分布式管理体系，不但让分散控制平台获得有效执行，还处理了SCADA平台实效性差的不足。但在具体应用阶段，DCS系统也有很多问题，如开发时间很长、编辑作业量很大灯问题[1]。而IPC+PLC系统的搭配，既能够对地区范围中的自来水厂进行独立管控，也能够对地区范围中的自来水厂进行集中管控。其中，PLC平台既安全稳定，还方便得到网络共享，也无需长时间研发网络控制平台，仅需几个简单的处理就能对自动化控制平台进行科学的配置与调试，以便数据资料的传送和共享，基于对自来水厂进行智能化控制。
总之，当前很多自来水厂所采用的自动化控制平台均是IPC+PLC系数，其中自来水厂的运行系统具体包含质检平台、净化处置系统和控制平台。
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图1 PLC模拟框架流程图
2、自来水厂中智能化控制系统的运用途径
2.1管理与控制平台集成
水资源的智能化生产在一定程度上均基于规范的管理、控制平台。即一个达标的、高效的自来水厂需要可以同步实现对整个自动化平台与水资源生产数据的管控。自来水厂管控生产数据时统一把控水资源生产的基础条件，从而实现地区范围中自来水间的信息共享、自来水厂和外部企业的信息共享。通常情况下，自来水厂控制系统具体分成设备层、控制层与管理层三个方面[2]。其中，设备层重点用来完成对特别水环境的混凝、沉积与过滤，而且设备层还应当采集周围每个工作区域的监控数据，且将之传送至指定的信息库内；而管理层属于自来水厂智能化控制系统的关键层次，其是通过和各个自来水厂的服务设备及用户端连接，且与互联网相对接，由此对采集到的信息资料进行仔细处理与分析；控制层就主要涉及实体机器设施与现场控制两大部分。通常情况下，实体机械设施主要用作建立网络架构，且充分应用其优势，给智能化控制系统关键管理层采集有效的数据资料，由此降低关键管理层的操作难度，且为关键管理层后续对数据资料的分析及处理带来方便。此外，各个实体机械的走位均分布了现场控制系统。现场控制部门就处在大厅中的关键监控室当中，由此来对自来水厂的总体管理及把控。
2.2取水泵站智能控制系统规划
取水泵站是整体自来水厂重点耗电站之一，规划取水泵站智能化控制系统也是重点内容。为实现节能减排，在开展自动化控制平台规划时，能够把运转的泵组分成两组，一组是变频泵组，另一组是恒速泵组。前者需要有2台变频泵，于自来水厂运转过程，假设1台变频泵停运时，自动控制平台就要能够智能切换至另外1台变频泵继续运行。在确定2台变频泵的频率时，能够结合水池中具体的水位开始调频，在开展切换变频泵任务时，系统要详细记录运行过程的变频泵运转频率，便于在切换至另一台变频泵运行时维持原本的频率。
2.3加药加氯智能化系统控制规划
（1）加药系统智能化规划
加药消毒是整个制水工艺重要环节之一，因此要对加药系统智能化设计展开探究，以达到配料设备的节能降耗。在开展加药系统智能化规划时，自来水厂要安装三台加药计量泵，该设备的给药速度要结合具体情况加以计算，再依靠互联网系统对加药系统展开智能化控制[3]。在加入PAC以前，首先要注重加药速度的规划，这一过程要注意如下几点内容：①需要对加入的AlCl3进行规范的流量计算；②对其含量进行测试，高含量的AlCl3肯定不适宜；③注意沉淀池的入水流量。此外，为了在制水环节达到节能减排的目的，在加药系统规划中，就需要科学配置加药配备比，保证所加入的物质不会污染水源质量。
为了保证计量泵加氯更为精确，降低员工作业量，采取远程操控与智能控制加药形式展开加氯控制，通过以下公式计算加药量：
QS=Q×F×K （1）
式中：QS表示加药量（mg）；Q表示流量（m³/h）；F表示加药量（2.5-3.5mg/L）；K表示调整流量变化造成的每升水加药量的改变系数。
计量所要添加的Cl2浓度后，经过PLC把控计量泵的运行频率，让具体加药量和理论加药量的绝对参数一直维持在固定范围以内，保证加药精准。
（2）加氯消毒站智能化程序规划
自来水厂84消毒系统具体由气源平台、真空氯化平台、安保平台与电气检测设备系统所构成。氯化机的手动/智能选取信号要设置于氯化机内，如此方便与工作人员清楚氯化反应当前是手动氯化或者智能氯化。氯化控制平台规划要分成两个部分，其一氯化前管理规划，其二氯化后管理规划。氯化前管理主要是清理水中的藻类，因此添加量通常由入水流量比重来确定。在制水环节，假设氯化设备出现问题，SCADA将立刻传出报警信号，且智能切换至备用氯化机。
此外，送水泵站智能化控制规划。在开始运行工作时，保证1台变频泵正在工作，且把变频泵设计成变频组；接着恒速泵和其余的变频泵设立成恒速组。
3、结束语
人类的生活少不了水资源，而提供水资源就少不了供水效率很高的自来水厂。所以，持续提高自来水厂的智能化控制水平，对提升供水效率、提升水资源质量具有显著作用。为此，自来水厂要持续提升自身科技质量，积极引进科学的智能化控制系统与技术方法，由此实现地区范围内全部自来水厂的资源共享与集中管控，从而持续提高自来水厂的生产效率及供水质量，减少自来水厂的经费投资，为人类带来更低廉、更高质量的水资源。
参考文献
[1]柴文军.自动化控制系统在自来水厂节能降耗中的应用探讨[J].中国设备工程,2019(14):209-211.
[2]张利伟.自动化控制系统在自来水厂节能降耗中的应用[J].山东工业技术,2019(03):156.
[3]曾德鹏.PLC在自来水厂自动化控制系统中的应用[J].现代物业(中旬刊),2018(04):32.
论文作者:沈强
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/2
标签：自来水厂论文; 平台论文; 水资源论文; 系统论文; 控制系统论文; 自动化控制论文; 药量论文; 《基层建设》2019年第27期论文;