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摘要：随着科学技术的发展，我国的自动化控制系统有了很大进展，并在自来水厂中得到了广泛的应用。随着我国对水资源需求的不断增加，一些较为先进的设备投入使用，在较大程度上缓解了发展用水以及城市用水。随着我国城市化建设的不断加快，城市对水资源的需求越来越高，为了缓解工业用水以及城市用水压力，采用了自动化控制系统对水资源进行合理的利用，不但能够提升自来水厂运行效率，而且在较大程度上可达到节能降耗的目的。
关键词：自动化控制系统；自来水厂节能降耗；应用
引言
当下，随着我国水资源需求量的不断增加，城市供水量也在逐年增长，这就给供水企业带来了很大的供水压力，为了使供水顺利高效进行，纷纷加强了对供水自动化控制系统的研究与利用，使供水自动化水平得到了很大程度的提高。现如今，很多自来水厂都应用到了自动化控制系统，不仅提高了供水效率，满足了社会的用水需求，还大幅提高了自来水厂的节能性，减少了能源消耗，给自来水厂带来了更加可观的经济效益。
1自动化控制系统概述
自动化控制系统主要有闭环控制系统与开环控制系统两个部分，其中开环控制系统也可叫做顺序控制系统，主要是由被控对象、检测元件以及执行机构等组成，较多的使用到机械与化工领域中；闭环控制系统在进行控制的过程中，一般情况下是根据期望值与输出量两者偏差进行控制。此外，从信号角度来看，自动化控制系统包含的控制系统相对较多，比如随动控制、程序控制以及恒值控制等，随着我国科技技术的发展，信息化技术的应用较为普遍，系统在传统技术的基础上有较大的更新与优化，大大提高了其应用价值，并且应用范围不但扩大，比如机械制造领域、办公室领域等，未来随着自动化控制系统的发展，使医学以及生态领域也会有较好的应用。自来水厂在应用自动化控制系统的过程中，主要是通过不同多层控制站进行有效的应用，例如一级控制站在应用过程中，主要使用PLC自动控制系统，能够对自来水厂进行有效的节能降耗，但是在此过程中需要通过一定的方法对自动化控制系统结构实施全面分析。此外，该系统结构由不同硬件构成，主要有电源、模拟量以及CPU等，此硬件在配置过程中均采用一级通讯硬件，其中自来水基架拨号的使用一般采用16进制，0号主基架子在进行拨码设置时，需要将其设置为off状态。
2新型自动化控制技术在节能环保领域中应用的重要意义
在节能环保领域中利用自动化控制技术能有效促进科技创新，对发展我国节能技术具有多方面的意义。首先，自动化控制技术在节能环保领域中的应用能提高各个专业设备的控制效果，并统一收集或处理整个运作系统中产生的各类信息。之后各个设备在运行过程中就能协调的配合在一起，降低每个设备和系统的实际耗能，从而实现整体节能环保的目标；其次，将新型自动化控制技术与节能环保结合在一起后，就能依照市场环境有效调节节能环保领域的自动化控制技术。实现自动化控制技术后，我国的节能环保的科技创新领域就会得到飞速发展，在深入贯彻科学发展观，落实节约资源基本国策，进一步加强节能工作的同时，也能大大缩短与发达国家之间的节能技术差距。
3自动化控制系统在自来水厂的应用中节能降耗方法
3.1取水泵站自动化控制系统设计
在自动控制系统的设计中，泵可分为两组，一组运行变频泵组，另一组运行变频泵组和两组恒速泵组，最少要有一台运行变频泵组。如果运行变频泵停止运行，那么系统会自动切换到另一台变频泵中。变频泵在调频的时候，会充分依据自来水池内的水位高低。在这一过程中，自动控制系统需要在运行前记录原变频泵的频率，以保持原变频泵运行前的频率。
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3.2加药加氯自动化系统控制设计
此设计的主要目的就是对药剂消耗进行有效的控制，自来水厂一般情况下是对聚合氯化铝的使用量实施针对性控制，这在较大程度上能够达到节能降耗的目的，需要对氯化铝使用量采用有效方法进行计算，同时还需要通过该系统对加药计量泵投药速度实施有效的控制，在基础上还需要对速度实施精确的计算。此外，在对加药投入速度计算的过程中，需要对计算进行有效的设定，其中需要通过手动冲程、额定投加流量以及投加量等对设定量进行有效规范。除此之外，自来水厂有加氯系统，主要是对水质进行消毒工作，由真空加氯系统、气源系统以及控制检测仪表系统等构成，在设计程序过程中，一般分为前加、后加与补加，其中前加氯控制在设计过程中主要是避免受一些因素的影响，需要通过前加氯机来完成相关工作；后加氯机主要是保证水质中氯含量，一般情况下起到消毒的作用；补加氯主要目的是确保出厂水和管网水内保持一定量的余氯。现阶段由次氯酸钠替代液氯的使用已是一种趋势，次氯酸钠的自动化投加控制系统与聚合氯化铝情况相类似。
3.3合理布设曝气器
在曝气供氧过程中，由于刚进入曝气池的污水中有机质的含量高，所需微生物的数量也较大，其耗氧量相对较多。当污水接近曝气池出水口时，污水中的有机质含量比较低，所需微生物的数量也较少，其耗氧量也越来越少。因此，在布设曝气器进行曝气供氧时，要根据曝气池进水口和接近出水口的需氧特性进行布设。如果只是单纯均匀布设曝气器会造成进水口处理的供氧不足，出水口处理的供氧过剩的现象，这样就造成污水处理效率和质量的下降，同时引起能源的浪费。因此，在曝气池要将曝气器从进水口到出水口由密到稀布设，并安装溶氧的自动调节装置，及时调节曝气池的溶氧情况，以实现生化处理能耗的最大利用率。
3.4沉淀池排泥系统自动化控制设计
自来水厂沉淀池排泥系统主要是通过排泥车与排泥阀组成，在设计过程中主要是建立在对排泥车的有效控制，其中沉淀池根据排泥阀达到节能降耗的目的，以此有效控制排水量，系统再根据实际情况对排泥阀开启时间的有效设置，在此基础上若泥量增加，会在一定程度上延长开启时间，若泥量降低，会减少开启时间。因此，可以在较大程度上对水量进行有效的控制，若排泥车能够对速度进行控制，能够在较大程度上对节能降耗进行有效实现。
3.5送水泵站自动化控制设计
送水泵站与取水泵站相同，送水泵站是由两台变频泵和两台恒速泵构成。确保至少一台变频泵运转，将变频泵设置为变频组，然而，另一台备用变频泵以及两台恒速泵设置为恒速组。当切断变频泵的运行时间时，系统自动切换到另一个变频泵。变频泵的调频应根据出口压力的预设值增加亦或是减少。当用户设置压力值时，变频泵的频率相应降低。对于相同数量的泵，泵的数量将根据泵的频率进行调整。首先设置两个值，分别是启动恒速泵和停止恒速泵的频率。当变频泵的工作频率大于或等于第一个限值，且有一台恒速泵可用时，就启动恒速泵。要想使送水泵站达到节能降耗的目标，必须要严格实施以下措施： （1）对加压变频泵的工作频率进行适当的调整。在进行加压变频泵工作频率设计的过程中，必须要严格按照相关压力值设定标准来对泵压进行设置，并进行PID恒温控制，以此来实现对变频泵工作频率的控制。（2）加强变频泵工作频率。送水泵站的实际工作频率调节往往都需要依靠用户的用水量、用水高低峰进行调节与设计的，在实际运行的时候，如果送水管道的压力达不到用户设定压力的话，那么就必须要对变频泵的工作频率进行提高，使水管的压力与用户设定压力相符合。（3）降低变频泵的工作效率。在实际运行的时候，如果送水管道内的压力远远超过用户设定压力的话，就需要对变频泵的工作频率进行降低，从而降低水管压力。
结束语
综上所述，将自动化控制系统应用到自来水厂中，不但能够提升生产质量，而且可提高节能降耗效率，值得大力推广。此外，在自来水厂中应用自动化控制系统，能够在最大程度上实现对不同环节运行过程的有效控制，可大大提升工作效率，因此对其管理水平有较大的提高，这对节能降耗具有较大促进作用，同时可有效提升水质，满足社会需求。
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论文作者:钱苏雯
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/6/28
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