现代化再生水厂自动化控制系统的应用

现代化再生水厂自动化控制系统的应用

赵钧

天津中水有限公司 天津 300163

摘要：天津人均本地水资源只有160立方米，不足全国平均的15分之一，水资源十分短缺。天津作为直辖市，城市的工业化发展和居民对水的需求不断增加，这对城市水厂的供水量和水质提出了更高的要求，而再生水作为第二水源为工业发展提供了可靠保障。传统的水厂手动运行控制方式已不能满足现代生产的需要。为了应对日益增长的用水需求，保证供水安全，提高供水能力的利用率，对水厂的自动化水平要求越来越高。水厂实现全自动控制势在必行。

关键词：水资源；水厂；自动化；控制系统

引言

再生水厂自身发展过程中需注重各类机电设备引进、完善与应用，提升整体技术水平，并对机电设备科学化管理，突出水厂机电设备技术管理性、综合性、随机性的特点。从设备购置到设备安装，再到设备测试、应用、维护、修理等，对各类设备全方位管理，能够在每个工作环节中注重设备运行效率，降低设备故障发生率。在管理过程中创新多样化管理模式，增强机电设备运行安全性的同时，提升再生水厂机电设备自动化技术水平，满足自来水厂发展要求。

1自动化信息技术概念

自动化技术是指在信息技术的前提下，应运而生的新型综合应用技术，其包括了计算机技术、精密传感技术以及PID等应用技术。自动化技术具有多种优质性特点，其不仅可以替代人工实施一些危险性工作，保障设备生产的安全，还可以实现机械自动化工作，提高生产的进度，不论是在水厂安全保障方面，还是在产品质量方面都发挥着智能技术的强大优势。尤其是在社会激烈竞争的新时代，自动化技术的运用效果更加明显，其已经被广泛应用到众多领域中。智能化技术的到来，给人类建设提供了极大的便利。与传统工业电气功能大相径庭，其不仅是生产中只执行单一任务的工业机器操作设施，而且它的应用逐渐得到众多大型企业的青睐，其应用范围也越来越广泛。

2现代化水厂自动化控制系统的应用

2.1再生水厂自动化中控系统软件的应用

对于再生水厂的自控系统，其功能的实现，需要依靠自动化软件。在控制软件中，需要和再生水厂的硬件设备相互配合运行，实现联动，才能保证软件系统所下发的命令，能够在硬件设备上得到执行。系统软件的基本架构图包括许多不同的数据采集设备、远程控制工作站和报表打印机。再生水厂终端采集设备通过无线或有线通信网络与主站工作站通信，实现数据信息的分析处理。在软件系统中，需要处理的数据类型包括进、出水流量、清水池的液位、出水质中的标准如COD含量、余氯等。收集的数据和信息传输到上位机，并在软件中进行分析，通过自动控制可实现再生水厂运行的自动化。

2.2调度自动化系统

调度自动化系统是整个生产系统的核心。负责整个水厂运行全过程的数据采集和监控。它不仅是一个全面的供水信息管理平台，也是许多生产运行和数据上传的基础数据平台。水厂总调度室实现对水厂运行环境及生产工艺过程的实时监控，以及水厂厂区水质的在线监测调度管理。同时可远程启停水厂送水泵和潜水泵。调度自动化系统主要采集水厂数据，如电力系统中电压、电流、电量、功率、功率因数等；生产系统中水量、压力、压差、流量、频率、液位等；水质系统中浊度、PH、水温等。并且每个实时参数数据都有报警功能。自动控制系统能对数据进行处理，实现曲线、报表等分析功能，并能清晰地分析比较数据，为管理层提供数据决策；可自动生成所需数据报表，并具有独立编制功能；对生产运行过程进行实时测量和控制，形成生产运行过程的“实时数据库”；对数据进行重新分类、处理、整理和归档，使其成为完整、可用的生产记录，形成统一、开放的生产数据共享平台。

2.3注重机电设备管理理念创新，满足自来水厂各项工作开展要求

传统的管理理念和管理模式阻碍和影响着水厂的创新发展。在机电设备技术管理创新阶段，注重管理理念的创新，加强机电设备的管理和维护，根据各项工作内容和标准要求，合理安排员工积极参与，并在参与过程中落实具体岗位职责和标准，乘势开展机电设备定期检查。根据水厂的发展和各项工作的需要，在检查中可以掌握各种机电设备的运行状况，制定完善的管理和维护维修保养计划。相关人员可以对每项工作产生的信息和数据进行详细记录，并编制成统一的档案存档，为后续的探索和创新提供重要的信息依据。

2.4水厂电气二次设备改造要点

水厂电气二次设备的技术改造，主要包括以下重要部分：通过电气二次设备提升改造，水厂能够满足不断变化的安装和试验过程、技术条件、功能等方面的要求，这也是二次设备的关键实施方向，也是二次设备安装和自动化技术改造的首要目标。主动控制与被动管理是控制二次设备生产的两个基础内容。前者是进行生产前期审核上的一些步骤，主要在项目计划与生产设计中提出相关问题，及时修正错误。后者是在二次设备改造中，比如水厂管理部门和质量部门等过程中纠正不良因素，与技术偏差。此外，技术人员作为整个二次设备改造的核心，应在二次设备自动化改造的质量与进度中寻找平衡点，与工作人员积极开展关于技术和设备操作方面的沟通，简化程序，优化生产工序，确保工作重点和注意事项得以落实。

2.5恒压供水自动控制系统

为实现恒压供水的目的，水厂恒压供水自动控制系统采用闭环控制。同时，考虑到系统的安全性，增加了一个开环控制作为备用。开环和闭环可以很容易地转换。恒压供水自控系统通过水厂出水管路上的压力传感器进行实时检测，将检测到的出水管道水压信号转换后传递给PID调节器。PID调节器将该信号与水厂的给定压力值进行比较，并在一系列操作后向系统变频器的执行器输出标准控制信号。变频器根据调节器输出信号的变化改变其输出频率，然后改变供水泵电机的转速。当电机达到全速时，如果检测到的压力仍然不能满足设定要求，控制系统将自动启动其他水泵电机，直到达到设定压力且压力保持稳定。另外供水自动控制系统还具有循环倒泵功能，使水泵均匀使用，方便启/停。

2.6二次设备自动化控制方面的应用分析

在电气设备生产过程中，应结合自动化技术设置相关的自动控制系统。在电气设备生产途中出现问题时能够有效进行自动保护与防控工作，防止一些生产安全问题的产生，在进行自动化控制系统设计时充分应用自动化技术，切实保障电气设备生产工作的安全性。设计自动化控制系统的过程中，可以进行自控系统装置，并首先将其运用到水厂电气的相关设备及装置中，然后通过传感技术将水厂电气设备生产过程的各项数据进行有效录入，并输入到计算机系统进行保存处理。通过收集各个环节运作及运营信息，运用相关数据处理对有关信息进行分析、优化整合与处理。然后通过相关数据对比，发现错误信息，并及时进行错误更正及有效防控措施。自动化技术的应用能够切实提高电气设备的自动化控制效率。

结语

随着设备技术的进步和信息技术的发展，再生水厂的自动化水平将会越来越高。水厂自动控制系统的应用在自身的建设和发展中发挥着越来越突出的作用。水厂采用自动控制系统不仅可以达到节能降耗的目的，而且可以对生产用水和供水过程进行有效控制，提高供水效率，改善供水质量，满足城市人民生活和生产工作的需要。

参考文献

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