1 水厂电气自动化控制系统特点
实时性。该系统扫描时间依据各类型变量而定，采用专业技术手段和方法，对自来水厂各类设备运行情况进行采集，结合设备状态、工艺要求等，对各个设备状态、运行参数等相关指标进行灵活调整。
可靠性。水厂电气自动化控制系统为组态结构，具备集中监视、分布式控制特征，每个控制单元都具备独立特征，互不影响，任一位置发生故障，其余部位仍处于正常运行状态。该系统还能够对各个分站的PLC模板进行实时诊断，能够在较短时间内发现故障，继而报警，然后依据要求对故障模板进行更换[1]。设计系统软、硬件时，还要添加保护功能，一旦自动控制失效，在第一时间改变控制方法，用手动控制替代，使设备保持稳定运行。
安全性。依据该系统构成、工艺流程等，对各操作级别进行灵活设置和区分。不同操作人员操作权限也存在差别，可对非法操作进行有效禁止。与此同时，这一系统还能够对各类设备状态、相互联锁关系等，进行实时监控，使手动操作更加安全，规避危险操作的同时，还具备报警功能。
灵活性。这一系统控制方法灵活，细分为自动、手动、手工操作三类。倘若采用手动方式，操作人员能够对各设备运行进行直接控制，并对各类设备运行状态进行有效采集。例如，手动机旁控制，使生产检修工作、调试等相关操作更加便利。
易用性。用户界面为人机友好界面，具备图形化特征。以图形、曲线等方式，在大屏幕上，把设备状态、工艺流程、参数等各指标直观显示出来。该过程中，使用鼠标点击图形，便能够把各类控制操作直观读取出来。
报警功能。水厂电气自动化控制系统，能够对各设备状态进行监视，一旦发生异常情况，立即报警，电脑屏幕上出现闪烁报警信号，在打印机输出即可。在系统数据库中，会有报警信息记录，便于后续查询，使故障分析工作更加简洁、方便[2]。
2 水厂电气自动化控制系统内容
2.1 当前水厂电气自动化控制系统结构形式
多元信息环境下，全自动化控制方式在自来水厂应用普遍，数据采集、监视控制、集散型控制共同组成自控流程。该系统中，除了个人计算机外，还包括可编程逻辑控制器。各个系统优势和缺陷兼而有之。以SCADA系统为例，组网范围大，通讯方式灵活、简便，然而控制效果不佳，很难大范围应用。再比如，DCS系统以分级分布式控制为主，虽可大范围控制，但时效性差，而这个系统也比较复杂，对开发、维护工作提出了非常高的要求，操作难度大。近年，IPC+PLC控制系统因其先进性和优越性，备受青睐，在各水厂应用普遍，控制方式灵活，不仅能够分级分布控制，集中控制效果也非常好[3]。加之，PLC可靠性强，应用方式灵活，在较短时间内便可开发出来，不会耗费太多成本，连接现场信号，使机电呈现一体化特征。故而，选定IPC+PLC控制系统，推广至各个自来水厂。
2.2 水厂自控系统构成及制水工艺
自控系统构成：自来水厂单元构成复杂，类目多，各单元都有与之相对应的控制系统。诸如，加矾、加氧、反应沉淀池、配电控制控制系统及水厂中央控制室自动化调度系统。上述系统均选用PLC控制系统，结构形式是多主站+多从站，便于自动化监控、保护水厂。控制点分布也非常特殊，在水厂各点位就近监控，继而发挥通讯网络优势，在PLC站点间进行数据传输，使这项工作更加便利，使水厂呈现自动化控制特征。该监控方式的优点在于自动化程度高，无需耗费太多人力资源，规避了各类不良问题，使水厂运作更加有序，经济成本低。
制水工艺流程。自来水厂遍布各个城市，不同地区，不同水厂的制水工艺流程存在差别，需要结合外部环境、水厂情况，把制水流程确定下来。这个过程中，无论取水，还是制备药剂都非常关键。在取水过程中，使用数台大型离心泵，抽取江、河等地表水，使之进入净水厂，开始制水工作。依据自来水生产要求，适当投放药剂，完成制水工作，提高自来水质量[4]。
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3 电气自动化控制系统在水厂中的实践分析
3.1 水处理控制技术
受科学技术影响，自来水厂电气设备呈现自动化特点。现如今，水厂中的自动化控制系统非常完备，使自来水处理能力不断提高。多元城市背景下，人们对水质要求非常高，人工水处理技术存在诸多限制，甚至不能够满足健康饮水标准。水处理自动化控制技术的优势在于，结合水质数据变动情况，在较短时间内，冲洗滤池，对药剂的投加频率、投加量进行控制，提高水质标准，为用户供应高质量自来水。
3.2 水质检测自动化技术
自来水厂在供水之前，需要严格检测水的质量。自来水检测工作相对比较专业，水质检测工具是自动化监测仪。发挥这一设备优势，科学监测水位、温度、流量、压力等各个指标。该过程中，还会用到pH测量仪、漏氯检测仪、流动电流检测仪等各类设备。检测设备不同，作用也存在差别。以水流量测量为例，既要使用传统电磁流量计，还会用到一些非接触仪表，通过这种方式，使水流量测量工作更加科学、准确[5]。水质测量过程中包含的各类指标比较多。比如，水位、温度等，仪表精密度比较高，能够为用户提供安全用水。在水厂中，检测仪表非常关键，其作用不容忽略，需要通过创新，使自来水监测工作更加精确，保证人民群众用水健康。
3.3 自动变频控制技术
水厂在水的供应方面非常讲究，不仅要关注季节变化，还会对居民用水需求进行考量。用水需求受地域、季节等因素影响，存在高峰期和低峰期之分。水厂在自来水供应过程中，一定要灵活调整水压。处于用水高峰时，将供水压力增大，保证充足的自来水供应量，满足居民用水需求。反之，在用水低峰期，对供水水压进行适当控制，对水资源浪费问题加以规避，以免对机组正常运行产生干扰。在水厂电气自动化控制系统中，依据用水需求，对水泵机组运行情况进行灵活控制。该过程中，自动变频控制技术备受青睐，除了控制水厂能耗外，还可节省因设计、用水量变化等引发的电能浪费[6]。该技术依托变频调整原理发展而来，正常供水的同时，还需要结合供水系统用水量变化，对水泵工作状况进行自动调整，不断提高供水效率，满足供水需求的同时，减少不必要的能源消耗。
4 水厂电气自动化控制方案
反冲洗和滤池冲洗。结合处理方式，将该控制方案细分为定时、定量处理两种类型。前者在控制过程中，把时间作为执行标准，后者则是依据自来水滤池中的实际流量，对反冲洗和冲洗控制加以确定。当自来水处于稳定生产状态时，任一处理方式，都能够在一定程度上提高自来水质量。
漏氯和加氯控制方法。其中，加氯控制方法非常关键，可细分为前加氯系统和后加氯系统，这两个系统工作内容、职责存在差别。前者将氯添加到原始水源中，能够消除微生物，完成第一阶段清杂工作，后者对加氯过程的控制非常严格，将滤池剩余氯量、出水量、监控系统中数据PLC作为参考标准。滤池中自来水含氯量在预定值以上，在第一时间启动漏氯控制系统，使之发挥作用，吸收掉超量氯气，为自来水生产工作提供保障，使之质量达标。
单闭环自动控制方式。结合自来水情况、特征，选择自动加药方式，发挥自动化技术优势，对药品进行处理，使之处于搅拌混合状态，达到良好的自动化控制效果。正确的操作流程是：以中央控制系统为界面，把标准SCD值设定出来，继而发挥SCD检测仪优势，全面检测自来水水质，以4-20MA信号形式，把检测结果转化出来，信号转化工作结束后，传递至PLC。将其与预先设定的预测值、实际检测数值结果进行对比，达到良好的自动化控制效果，使水厂生产全过程均属于自动化控制状态[7]。依托二者之间差异考量，采用专业技术方法，科学调整自动化控制系统，提高系统自动化控制系统性能，为水厂生产工作提供便利。
结语
综上所述，水厂生产工艺复杂，专业性强，优选电气自动化控制系统，使之为自来水生产过程提供辅助，实施效果非常好，使自来水生产质量、效率不断提高，生产过程也更加安全，并对各类能耗问题进行有效控制。该系统不仅能够满足供水需求，还可确保供水质量达标，有效保证了自来水厂经济效益，提高水处理能力。依据系统特点，明确其内容、构成、制水工艺，同步应用各类技术，把水厂电气自动化控制方案制定出来，使自来水生产过程更加规范。
参考文献：
[1]陈海燕.浅谈电气自动化控制系统在水厂中的应用[J].中国高新区，2017（3）:102.
[2]董生滨.电气自动化在水厂中的应用及维护分析[J].城市地理，2016（20）:20-21.
[3]陈海燕.浅谈电气自动化控制系统在水厂中的应用[J].中国高新区，2017（3）:102.
[4]庄金练.电气自动化在水厂中的应用及维护分析[J].中国设备工程，2017（3）:40-41.
[5]陈天才，雷继忠.电气自动化在自来水厂中的应用[J].科技经济导刊，2016(10):94-95.
论文作者:康铭铭
论文发表刊物:《中国电气工程学报》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/11
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