基于自动化技术的水厂设备改造

基于自动化技术的水厂设备改造

张小龙

徐州首创水务有限责任公司 江苏省徐州市 221000

摘要：为了充分满足现代化水厂的实际生产条件和工艺要求，应不断优化水厂自动化控制系统的设计。现阶段常见的水厂自动化控制系统大多由PLC可编程控制器、现场设备、中央控制站等构成。在现场总线技术以太网技术以及冗余技术的帮助下，由现场总线所构成的自动化控制系统不仅能实现水厂供水的智能化和信息化发展，还能进一步提高水厂的安全管理水平，落实水厂的供水生产监控，为其长效发展打下良好基础。

关键词：自动化技术；水厂设备；改造措施

1自动化控制的主要内容

作为现代化科技发展的重要突破和成果，自动化控制技术不仅具有明显的高效性和安全性特征，且实用性极强，该技术的应用前景也相当广阔。而对于现代水厂，应用自动化控制技术构建完善的自动化控制系统也能充分保障水厂的供水质量和作业效率，助力现代化水厂实现可持续发展。而从本质上而言，自动化控制是指脱离人员参与进行合理控制的方式和过程。目前，在我国各行各业，自动化控制技术的应用已趋于成熟，其展现出来的应用价值和优势也极为明显。但使用自动化控制技术时，自动化和半自动化是其最具代表性的表现形式，一般来说企业会借助相关装置设备与技术开展生产作业，从而实现自动化生产。在自动化控制技术的帮助下，各类机器设备能依据企业生产的具体要求及目标，实现自动化的生产，而随着全自动模式的推行，相关人员仅需明确生产程序，无需全程参与生产过程。

总而言之，自动化控制技术的广泛应用能有效减少企业生产过程中的人力资源投入，降低生产工作的难度，还能避免危险生产环境带来的各类干扰和负面影响，在更新传统生产模式的同时，劳动生产效率和质量攀升。而就目前形势而言，随着我国科学技术水平的提升，自动化控制技术已成为新技术领域的重要代表，其在生产、经济、工业、农业以及手工业等行业领域，也彰显其独特的应用优势。相比于传统的人工作业，自动化控制技术面临的干扰、弊端以及局限性也相对较小，其与某些难度、强度及精度较高的生产项目也具有较高的适配度。

2自动化技术的水厂设备改造措施

2.1投加系统中PLC的控制应用

水厂处理系统中需要合理添加各种化学试剂，从而促进水质满足基础要求，传统模式下主要采用人工方式添加试剂，容易出现试剂添加过量或过少的问题，最终形成浪费或水质不达标的现象，而自动化试剂添加系统则是促进水质达标的基础，借助PLC控制系统能够实施有效的编程处理，提高药剂添加的动态灵活性。水厂处于传统运行模式下，在添加试剂过程中主要是由人工经验进行调节，相关投加设备较为简单，从而影响了试剂添加准确性。水厂中需要实施加氯处理的环节可以分成两层，一方面是针对过滤水实施加氯消毒处理，另一方面是于絮凝池前实施加氯处理，从而对水内有机物进行氧化降解。PLC控制能够按照传感器传送的数据信息调节加氯含量，面对加氯系统对应监控对象包括漏氧报警器、余泵分析仪、取样泵、加氯机等。通过将串级控制与专家控制相结合，融入动态软件和PLC控制系统，能够提升自动加氯效果，减小自动加氯出水的余氯波动范围，使其保持在每升0.5mg左右，满足出水标准。水中加矾处理主要是为了顺利去除水分中的杂质和悬浮物。PLC控制系统能够联系SCD测量值，针对药剂添加量实施微调，提高加药精度控制水平。在SCD产生故障后，通过PLC控制系统添加矾。而控制中源水流量和浊度属于主控因子，至于待测滤水浊度和源水水温则属于控制中的辅助元素，复合环控制技术能够有效节约用矾量，提高水质改善效果。

2.2加滤自动控制系统

在水厂生产过程中，氯消毒生产工序的重要性不言而喻。现阶段水厂常用的氯消毒方式以投加次氯酸钠为主，而投加模式又分为自动控制投加和人工控制投加两种类型。若选用人工控制投加的方法，水厂的二级泵工作人员必须具备极为丰富的次氯酸钠投加经验，并根据过往经验明确初始次氯酸钠的具体投加量，将次氯酸钠投加到清水池后，必须保证其与原水实现充分接触，并让其停留相应的时间，经过二级泵站加压后才能正式出厂。而在此过程中，水厂二级泵工作人员通常会依据清水池出水口处的在线余氯检测仪读数值和期望值偏差，合理调节次氯酸钠的加药量和加药频率。而从实践角度来看，人工控制投加次氯酸钠的方式能充分保障水厂出水的质量，但却具有明显的不可控性特征，次氯酸钠投加数据的波动相对较大，精度也较低，此类投加方式并不符合水厂高效发展和长久运行需求。因此，现代化水厂必须合理应用自动化控制技术，通过采用加氯自动控制系统，实现次氯酸钠的自动控制投加，人工控制投加模式可始终保持备用状态。

而在实践过程中，水厂可依托于PLC控制系统自动化控制水厂加氯间设备，还需增加相应的低水位报警和漏氯报警功能，让水厂的安全生产得以顺利实现。水厂二级泵及调度室工作人员必须明确设定出厂水的余氯值，并依据清水池出水口在线余氯仪反馈值的具体参数，优化设置次氯酸钠加药泵的给药情况，在自动控制系统的帮助下，实现加药频率和加药量的自动科学调整。在此基础上，水场余氯值便能与设定标准值相符，正常水质的质量也能始终保持稳定达标的状态。自动控制系统的应用也能为水厂的安全管理保驾护航，在该系统运行过程中，一旦系统中的某些机械设备发生故障问题，系统会在第一时间发出报警提示，备用加药泵也能及时自动切换。

2.3粉末活性炭系统

水厂粉末活性炭投加采用干法投加，由投料站进行投料，粉末炭通过正压方式经上料管、除尘器进入料仓。当系统检测到料仓中的粉末活性炭处于低料位时，自动提示需要加料；当料仓中的粉末活性炭达到高料位后，正压气流输送装置停止上料工作。启动增压泵，使高速射流混合器内形成负压，打开球阀，投加机开始投料工作。由粉末活性炭投加机的变频调速螺旋将粉末活性炭送至高速射流混合器入料口。高速射流混合器将粉末活性炭吸入并快速形成均匀粉末活性炭料液，由管道输送至投加点。

采用PLC及触摸屏对整套投加系统实现自动化控制，投机系统应有就地控制（手动、自动）和远程控制两种。既能就地手动控制机械设备的开、停，又能接受值班室的开、停命令，还可以与全厂中控室PLC系统联网，接受中控室指令并传输数据到中控室以供监测控制。

2.4生产监控监测

自动化控制技术在水厂安全管理工作中的价值还表现在各类监测子系统的应用方面。其中，主要包括配电监测子系统、泵房监测子系统以及滤池监测子系统。根据设备的基本特征，配电监控子系统会选择相应功率的配电保护装置，而配电系统与智能化综合数字的结合，能有效保护继电器。在水厂自动化控制系统运行过程中，智能继电器或依据设备的运行状态以及功率运转情况，合理调节电流和电压，在调整设备运转功率的同时，实现设备和仪器的全面保护，其还会将监测数据及时传回到控制中心，有效规避继电器运行过程中的故障问题。

结论

通过改造水厂PLC自动控制系统，提高自控系统的运行可靠性，增强整个水厂的可操作性，实现药耗、电耗等的精细化和智能化控制，确保过程水、出厂水水质。生产运行管理系统的建立，实现水厂生产运行情况的集中监视和调度管理，公司各级管理人员可以通过系统及时、准确、全面、直观地了解和掌握生产状况，实现对水厂管控一体化的功能。粉末活性炭预处理工艺的增设提高了水厂应对突发水质事故的应急能力。围墙电子围栏的增设提高了水厂的安全性。

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