摘要：随着社会的不断发展，水厂建设运行越来越受到重视，其对于人们的生活，国家的经济发展都有很大影响，因此进一步加强这方面的研究控制非常重要。关于水厂建设中的电气自动化设计属于水厂非常重要的部分，因此在实际应用中需要结合实际情况进行分析，严格的按照相关要求进行优化设计。
关键词：水厂；电气自控；设计
1 水厂电气自控系统分析
1.1 必要性
如今社会的快速发展，对于水资源的需求不断增加，因此进一步增加了水厂的建设难度。为了更好的促进水厂的建设，需要不断加入投资力度，进一步完善水厂电气自动化系统中。如今水厂电气设备已经处于一个高负荷的状态，因此在实际应用过程中需要针对相关故障进行重点分析，同时不断的完善整个生产管理流程，从而能够有效提高工作效率。另外还需要在整个运行过程中不断引进先进的技术和方法，从而能够有效的进行监控，方便发现问题并及时采取有效措施进行优化。
1.2 水厂自控系统组成
自来水厂由多个单元组成，每个单元都有自身的控制系统，这些系统主要有：送水和取水泵房自动控制系统、加矾自动控制系统、加氧控制系统、反应沉淀池控制系统、配电控制系统以及水厂中央控制室自动化调度系统，这些系统大都采用了IPC+PLC的控制系统模式，这种控制模式采用的是多主站加多从站的结构，对水厂的自动化监控和保护起到了很大的作用。此外，对控制点的分布方面也比较特殊，针对水厂中的各个位置，都能很好地遵守就近原则实施监控，然后再通过通讯网络使各个PLC站点之间进行数据传输，最终实现整个水厂的自动化控制。
1.3 当前水厂采用自动控制系统的结构形式
信息化的社会大背景下，自来水厂采取的也是全自动化控制。其自控流程由三个主要方面组成，即数据采集系统、监视控制系统以及集散型控制系统，总的来说是个人计算机与可编程逻辑控制器构成的系统。而每个系统在运行的过程中都有其自身的优点和缺陷。例如，SCADA系统具有组网范围大和通讯方式灵活的优点，但其在实际应用时取得的效果不太显著，并且难以实现大规模的控制；DCS系统具有SCADA系统不具备的优点，其采用的是分级分布式控制，可以实现对大范围的控制，时效性也不较好，但是该系统较为复杂，对开发和维护人员的要求比较高，应用起来不易操作；IPC+PLC系统是较为先进的控制系统，对水厂既可以实现分级分布控制，又可以对其进行集中控制。此外，PLC自身的可靠性比较高，在运用的过程中较为方便，而且其开发周期短，运营成本低，可与工业现场的信号直接连接，实现机电一体化。
2 水厂电气自动化控制平台设计要求
2.1 设计的平台要充分实现网络化、数字化以及智能化特征
现代化的自动化控制系统必须要与现代科技相适应，其中必须具备的特征就是网络化、数字化以及智能化从而更好的将系统搜集的数据进行传输，使系统更好监测设备以及帮助人员更好的掌握信息。
2.2 功能完善、管理有序
基于中央控制系统与分控站系统相结合的自控平台监测任务繁重，所要搜集的数据也较为复杂。因此，必须要对这些分系统进行有效的功能划分，完善系统功能且使其能够有序运行。例如中央控制系统负责全厂范围的运行监视、信息服务等功能，而一些分控站则实现一定区域内设备的现场操作、管理。
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2.3 功能完善、管理有序
就目前的情况来看，中央控制系统和分控站系统结合的监测非常关键，因此也在很大程度上增加了系统的难度，在实际应用中需要合理的进行功能区域划分，进一步完善相关功能，从而能够更好的确保各个工序的有效开展。例如在进行中央控制系统进行全厂范围的控制工作，包括运行监视、生产调度、信息服务等，方便进行各个现场的操作管理。
3 水厂电气自控设计
3.1 供电电源
水厂的建设中非常关键的部分是电力方面，在运行过程中如果有出现断电的情况，就会使得供水被直接中断，从而会对水厂以及人们的正常生活带来影响。针对这种情况，进行电气设计的时候需要重点加强供电电源的选择。通常情况下，需要设置一个独立的电源进行整个水厂运行的供应，从而确保整个水厂的正常运行。另外，改进还需要进行备用电源的控制，目前主要使用的是柴油发电机进行供电。远期两回路电源一般情况下都是一个应用，一个备用，从而能够有效保障整个流程的正常运行。
3.2 组态软件的选择
目前主要是选择了国产的正版软件“组态王”进行整体的监控，这个软件具有很多的优势，主要是灵活性非常强，，并且具有很强的实时性，同时适应范围非常强，能够广泛应用于国产的各个设备，从而为系统的配置以及维护工作都方便了很多。关于这个软件主要是全中文界面，具有很强的实时性，方便进行编程工作，并且也能够进行各个程序的交换，因此也是越来越受到重视。就目前的情况来看，上位机监控软件涉及的领域非常广，而主要的部分是多媒体技术，在这个运行过程中包括了语音，图像以及视频文件等，不仅能够进行整体的监控，同时也能够进行参观演示。
3.3 远程测控终端RTU的选择
为了能够进一步提高水厂电气自动化管理，需要做好整个过程的监控工作，因此在整个系统设计的过程中还需要做好远程测控终端的选择工作。目前我们所使用的水源地井群深井泵房远程测控终端RTU设备主要由以下几个方面组成，即 PLC、电台与RTU一体、专用RTU设备等。深井泵房电气系统的进行 I/O测控点数量很少，因此在实际应用中需要重点加强设计工作，根据实际的需求进行测控终端的选择。如今在水厂自动化运行的过程中主要使用的是V型过滤工艺和过滤前后消毒剂的投放工作，这种设备的操作非常多，但是不好操作，而推动该技术运行主要是自动化控制技术的应用。需要注意的是在过程中所涉及的反冲洗（手动与自动）也是非常重要的部分，而对于全自动反冲洗的发生主要是充分的考虑其中相关条件，即滤后水浊度、滤后压差和工作周期中等。换句话就是说如果滤后的水浊度或者滤后压差到达一定的比例的时候，就会直接进行自动反冲洗工作；如果滤池运行的时间满足了相关标准后，就会自动进行自动反冲洗工作。目前将滤池主要分成以下几个部分，即降水位、气洗、水洗、气水混洗、反冲洗结束、投用。关于消毒剂的投放操作步骤个V型滤池基本一样，主要是控制好过滤前后氯、氨、矾的投加量，但是需要注意整个过程中如果水质不能很好的适应，需要进行人工的投放。主要的操作方法是：控制器会将其中一个信号与某个设置点进行差值比较，然后将偏差和比例增益以及积分增益进行相乘，得到的偏差值进行合计，得到的总偏差再与另一个信号相乘后来调节执行器的位置。而在整个操作过程中会有两个控制器进行信号控制，而水处理的时候水质的控制主要会受到两个方面因素的影响，即受水流量和水质参数，因此被广泛的应用于DCS控制系统中，并且也取得了很好的效果，为水厂的安全运行提供有效的保障。
随着社会的不断发展，对于电气自动化技术要求不断提高，因此需要相关工作人员做好该方面的工作，做好相应的数据处理工作，在水厂建设中严格的按照相关标准进行分析，对于相关数据的处理需要严谨的进行，从而能够有效保障水电厂的正常运行。
参考文献：
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论文作者:陈岂,曾冬旋
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/20
标签：水厂论文; 系统论文; 自控论文; 过程中论文; 控制系统论文; 工作论文; 电气论文; 《电力设备》2017年第20期论文;