关键词：自来水厂；电气自动化工程；控制系统
引言
自来水厂控制过程的复杂性比较高。电气工程及其自动化技术通俗来说是一个包括电力、电子、计算机和信息技术等诸多方面，是一门综合性较强的学科，其在实用性方面具有非常大的优势。其主要特点是机电结合、强弱结合、软硬件结合、电工技术与电子技术结合、元件与系统相结合等。其在生产、生活中的应用相对广泛，更是在人类社会工业化进程中起到了不可替代的作用。
1自来水厂自动化控制系统的相关部分
同时对于每个制水环节而言，其中的关联性又比较小，因此在进行控制系统控制的时候，应当尽量利用这一方面的因素，在运行过程中将控制部分独立起来，以避免在整体的运行过程中由于这一部分而影响到其他部分的运行。在自来水制水的环节过程中，其中主要的处理控制系统有以下几个部分。其中包括取水控制系统和送水控制系统以及加药加氯控制系统。在这些控制系统中，采用的控制模式为PLC和IPC的总体控制。采用这个控制方式的优点是使得在整体的控制过程中能够对各个控制节点和相应的水站进行一定连接，使得水正在运行时能够进行交换和自己运行的独立性。这就使得在进行相应的水资源调动和各个部分的控制上就较为便捷。通过这样的数据传输和内部控制使得所有的控制环节和相应的制水环节能够得到更为有效的提升，同时采用这个数据还有一个优点就是通过传输的数据可以对整个水厂进行控制，能够进行全面的监控。而其中的自动化控制系统由以下几个部分组成，包括总的控制站点，也就是中央控制站点。通过中央控制站点对取水泵控制站点和送水泵控制站点，对这些部分进行相应的控制，以使得在接下来的滤池和反应控制站点进行一定的控制，同时对配电控制站点进行控制。在这些控制点的运行过程中，中央控制起到整个自动化控制系统的调控作用。在运行过程中，通过中央控站点对系统的各个部分的站点进行一定的调度，就使得在运行时能够让各个部分的工作有序进行，同时对于输水工作和相应水资源的调动以及各个水站的配合而言，通过中央控制站点的运行，可以使得各个部分能够有效地运行起来，使得整体的自动化效率更高。
2电气自动化在水厂中的现状分析
电气自动化在水厂中的现状分析主要从两个方面分析，首先是滤池恒液位工艺的电气自动化设计分析。在现代化净水工艺中，滤池的恒液位控制是水厂的重要生产环节之一，其直接影响到最终的水质情况。水厂采用均质砂滤池和活性炭滤池这2种不同功能的V型滤池过滤，目的是过滤杂质，清除异味污浊。生产中通过人工巡检控制液位，观察滤池的实时液位与设定液位的高低差，适时调整滤池的出水流量。当滤池出水量达到最大值，液位还无法降低时，则需要启动滤池手动反冲洗操作。以15万t水厂的生产体量为例，需要16个滤池不停工作，才能保证供水需求，操作人员的劳动强度非常大。想要提高生产效率，减少人工投入，就必须针对净水工艺进行分析和设计，提出控制方案，以满足其生产需要。由于水厂主要依赖现场电气设备进行控制操作，因此采用PLC组成的集中化方式控制，将自动化控制分为3层：现场设备控制站、集中PLC控制站、远程监控操作站。现场设备通过DP或者无线方式与主站PLC通信，电器柜智能控制器通过总线接入系统，并以计算机、网络系统为载体，实现水厂的一体化控制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆形成包括生产调度，事务信息管理，监督控制在内的信息管理系统。这种组态方式，各个功能模块相对独立，互不影响，但是相互关联，如果某一单元发生故障，不会影响到整个系统。在程序设计中采用PID算法进行闭环控制，把实时液位作为反馈数据，以滤出水阀作为被控对象，将出水阀门开度给定到控制单元，使滤池始终处于恒定液位工作状态。其次是综合自动化在水厂中的设计分析。当前，供水系统建立自动化控制平台更依赖于计算机信息技术的不断发展。
3自动控制、仪器仪表、通信与智慧水务平台设计
根据为日处理 2.0 万吨净水厂的生产构建筑的变配电系统、动力控制系统及自控系统进行设计。
3.1设计原则
设计原则主要有以下几个方面：（1）净水厂自动控制及相关自动调节装置是根据工艺流程和设备运行要求决定的；配置物位、流量、压力、水质分析等相关仪表，采集相关参数，完成净水厂处理工艺过程的自动控制。（2）采用集中管理，分散控制和就地控制相结合的分布式智能监测、控制方式。（3）在综合楼设置中控系统，通过光纤环网实现对整个净水厂生产的实时监控和设备运行管理。（4）在反冲洗泵房及滤池、脱水机房、生产工艺用房、沉淀池等分别设置分布式控制系统的PLC现场控制站，通过光纤环网与中控系统通信，实现二级控制系统。（5）各PLC控制站设置人机界面，在各PLC站可以进行就地编程、修改和在线诊断等。通过光纤环网实现与中控连接。（6）净水厂生产设备的控制采用现场手动控制、PLC现场控制站控制、中控室控制的三层控制模式。控制方式：现场手动模式：通过就地控制箱、柜上的按钮实现对设备的启/停操作。遥控模式：操作人员通过PLC现场控制站操作面板或中央控制室的监控画面用鼠标器或键盘来控制现场设备。自动方式：设备的运行由各PLC站根据净水厂的工况及工艺参数来完成对设备的启停控制，而不需要人工干予。
3.2PLC现场控制单元设置及功能
PLC现场控制单元设置及功能主要是：净水厂内共设置6个PLC现场控制子站，其中沉淀池一个PLC子站，滤池反冲洗一个PLC子站，另滤池设4个PLC从站；生产工艺用房一个PLC子站；脱水机房一个PLC子站；二级泵房一个PLC子站；回用水池及调节池一个PLC子站。（1）PLC1现场控制子站设置在沉淀池。其功能为：依据净水厂工艺需要采集进厂水pH值、流量、浊度、及排泥阀等参数，对其进行控制。（2）PLC2现场控制子站设置在生产工艺用房。其功能为：依据净水厂工艺需要采集加药系统、加氯系统等的有关参数，对其进行控制。（3）PLC3现场控制子站设置在脱水机房。其功能为：依据净水厂工艺需要采集污泥脱水设备等设备有关参数，对其进行控制。（4）PLC4现场控制子站及滤池PLC从站设置在滤池二层。其功能为：依据净水厂工艺需要采集滤池的进出水浊度、液位、水损、余氯及反冲洗个设备等参数，对其进行控制。（5）PLC5现场控制子站设置在回用水池及调节池。其功能为：依据净水厂工艺需要采集回用水池及调节池液位参数、水泵、启闭机、搅拌机等设备有关参数，对其进行控制。
结语
总之，先进的电气自动化技术应用到我们的自来水厂机械设备中，让其更好的为我们的各项生产和工作服务，在应用中增加经济效益、提高工作效率和工作质量，需要我们不断努力去探索。
参考文献
[1]严开明.中压电动机内反馈高频斩波调速系统在自来水行业的应用[J].上海水务,2007,01:26-29.
[2]刘春兰.自动化控制系统在电力系统中的应用研究[J].四川工程职业技术学院学报,2013,02:39-41.
论文作者:樊云龙
论文发表刊物:《城镇建设》2019年2卷17期
论文发表时间:2019/12/2
标签：滤池论文; 净水厂论文; 现场论文; 水厂论文; 控制系统论文; 自来水厂论文; 液位论文; 《城镇建设》2019年2卷17期论文;