关键词：水厂 供水系统 自动化控制 探讨
水对于城市来说，就相当于人类的血液，是人类生存的基础。人们在日常的生活和生产中都离不开水。供水的质量、效率和稳定性对国民经济的发展水平和人民的正常生活、工作有着极其重要的影响。目前，我国供水系统还存在一些不足，难以满足人们当前经济生活的需求。因此，提高供水系统的自动控制是现在城市发展的首要问题。
1.我国目前水厂供水系统存在的问题
1.1水厂供水成本高
供 水成本高是我国水厂目前最严重的问题之一，而供水成本占比较大的就是电力成本和人工成本。现阶段大部分水厂没有进行自动化改造，仍然依靠人工值守，人工启停机泵、人工添加药剂等。事实上，在人工操作巡视中，难免会存在一些偶然性和误差，人的主观能动性也会导致水厂生产运行中存在不确定性，一旦控制不合理，必然会造成泵房水泵机组的频繁启闭，不仅影响设备寿命，还会大大增加了供水能耗。
1.2水厂供水不足
目前水厂供水不足主要有两个原因。一是人为因素；随着我国经济发展水平越来越高，城市化和工业化进程也必然会加快，因此用水量就会大大增加，并且用水的范围也会持续变大，使得水厂的供水能力满足不了用水的需求。二是环境因素，由于近些年全球变暖越来越严重，使得全球降水量大大降低，因此，水厂的采水条件就越来越困难，就会导致水厂的供水不足使得我国经济发展和人们用水受到影响，所以解决水厂供水不足刻不容缓。除此之外，农村和城镇的水厂也有不可靠性的况发生过，主要体现在修建供水网年代早，需要对老化和损坏的供水管经常修缮, 这是不可行的方法，农村供水问题主要在于管道的直径，使得农民用水不便。
1.3水厂供水的安全性和可靠性较差
水厂要想长久的发展首先考虑的问题就是水源的位置，这也是阻碍水厂发展的关键因素。然而，随着城市的快速发展，很多水厂已逐步处于城市中心地段，如果城市管理力度不够，废水随意排放，甚至污染的废水未经处理就排入湖泊甚至河流，不同类型的污染给水厂安全取水带来严峻的考验，在水厂选址的不可改变因素下，水源污染势必影响城市的供水安全。
2.改善水厂供水系统问题的具体措施
2.1引入水厂自动化控制
在水厂供水系统中采用自动化控制方法，整个水厂的运行状态相对于人工控制会更加稳定可靠，这样一来，不仅可以有效降低水厂的生产成本，还可以提高水厂生产管理能力。此外，可以利用计算机系统对厂区实时监控，对各设备的运行数据实时采集读取，这样不仅可以保证数据的精确性，还可以提高整个供水系统的安全性和可靠性，减少误差，从而实现水厂节能消耗的目的。
2.2提高水厂供水能力
要提高水厂的供水能力，必须提高供水效率，这就要求水厂对供水系统进行优化设计。实践表明：采用全变频泵代替工频定速泵，水厂供水系统的工作状态调整为全变频状态，可以大大提高水泵的工作效率，达到理想的峰值。虽然前期投资成本高，但从长远来考虑，这是城市供水系统的最佳途径，既能减少工频泵频繁启动带来的能耗，又能提高水泵工作效率。该方案也逐渐被人们所接受和应用。
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2.3增强供水的可靠性和安全性
日常供水情况由计算机进行水质监控和调度，保证了水厂供水的质量、稳定性和可靠性，有利于城市节能减排。此外，采用先进的优化技术可以提高水厂供水系统的水质和可控性；恶劣的环境导致水污染严重、水资源匮乏等问题。水厂供水系统要解决城市化进程中的供水通畅问题，既要考虑城市供水的服务范围，满足居民对水量和水质的安全要求，又要增加供水量，以应对未来不可预测的局面，提高供水的可靠性和安全性
3.水厂供水自动化控制的具体应用（本段需细化、具体化）
3.1进水流量调度系统
它是一种区域性加压泵站进水流量调度方法与流程， 可以有效地对进水流量进行控制。应用进水流量调度系统，工作人员可以根据水厂的生产工艺需要，通过中央控制室设定进水流量的目标值，该指令通过现场总线传入到进水流量控制的PLC中，在PLC中编制程序，监控系统将会根据设定的目标值对进水流量进行跟踪调节，以达到控制水流量的目的。
3.2加药控制系统
加药控制系统主要由硬件系统、计算机控制系统、检测传感系统、软件模型系统、无线信号传输系统等组成，控制方式一般分为自动控制、远程控制、就地控制三种。在水厂中应用可以有效地保证完成的溶液目标比，进行配制溶液， 水厂工作人员只需要在PLC上，将药液原液的浓度、配制溶液的浓度、配制溶液时的液位高度等必要的参数进行设定，在设置相关参数完成后，启动控制器，控制器根据参数的变化对溶液池和进水电磁阀进行相应的调节和切换，进而控制溶液配置的比例。
3.3滤池监控系统
该系统是一个集散控制子系统，需要在每个滤池控制台配置一台PLC系统来控制滤池的反冲洗和过滤等过程。反冲洗采用恒定水位，滤池控制台的PLC系统可以控制过滤阀门的关闭，并实时调节出水阀的开度保证恒水位过滤，判断反冲洗条件，监视滤池所有设备的状态，一旦液体位置超过系统设置值时，控制系统会自动关闭阀门；采用恒定水位和流量控制两者结合的低程滤池，当流量或者是水位超过系统设置值时，系统会做出相应的警报，并及时的关闭阀门。
3.4配电监控系统
配电监控系统主要由PLC或电力仪表搭建系统。主要配置中压综合保护装置；sepam；综合电力水表；ION；电力参数测量仪；PM；多回路监控单元；MC；电容自动补偿装置；NRC；配电系统可以根据各个设备的具体特点，安置于其相适合的配电保护装置，配电系统可以加设智能化的综合数字保护继电器，并利用现场总线技术，实现控制系统与继电保护器和配电系统连接起来，当系统启动后，继电器可以根据设备的实力运行情况和功率，对设备的电流和电压进行调节，保护仪器可以将监测的实现数据及时的传入控制中心，以有效的预防设备发生故障。
3.5泵房监控子系统
该系统主要实现取水泵房、提升泵房、出水口泵房机组的远程联动启停控制和运行监控。通过监控功能，系统将电机组的功率、电压、电流数据、泵房真空系统的运行状态等数据记录并传送到中央控制系统。PLC根据中央控制命令调整控制数据，实现机组的统一调度。系统的功能还包括记录操作单元的跳闸故障保护信息和实时报警信息。
4.结束语：
我国供水行业自动化起步较慢，又由于水厂供水系统是非常复杂的。自动化控制的要求很高，涉及的技术和设备也多方面，同时设计本身也很困难，因此，怎样有效地提高供水系统自动化控制的稳定性和可靠性，是我国今后主要要解决的问题。
参考文献：
[1]陈肖峻.水厂供水系统的自动化控制分析[J].产业与科技论坛,2015,14(06):79-80.
[2]邓永斌.关于水厂供水系统自动化控制的分析[J].科技创新与应用,2016(19):171.
论文作者:黄骞
论文发表刊物:《中国电业》2019年22期
论文发表时间:2020/4/7
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