智能化水处理自动化系统分析

摘 要：在科学技术的推动下，智能化、自动化系统已经开始运用于水处理的过程中，实现了水处理的科技化、现代化，提高水处理的工作效率和反渗透设备运行的稳定性，实现了恒定压力调节的无人化，能够利用计算机等设备对水处理的过程进行实时、全程的监测。文章介绍了智能化水处理设备自动化系统的构成，分析了智能化水处理自动化系统中主要设备的工作特点，并提出了智能化水处理自动化系统的应用，以期提高智能化水处理自动化系统的推广和应用。

关键词：智能化；水处理；自动化系统；构成；特点；应用

伴随着科学技术的进步和人民生活条件的改善，人们对于水质的要求标准也不断提高。水是人类必需的资源之一，与人们的生活、生产活动紧密相连，水处理的效率高低关系到社会生产、人民生活的顺利顺利与否。为了提高水处理的有效性，必须充分认识智能化水处理自动化系统的构成，了解智能化水处理自动化系统的特点，明确智能化水处理自动化系统的应用方法，实现智能化水处理自动化系统的推广和普及。

1 智能化水处理自动化系统的构成

智能化处理设备自动化系统由六大部分组成：设备工艺系统、信号采集系统、控制系统、保护系统、操作系统和人机界面[1]。

1.1 设备工艺系统

完整的设备工艺系统囊括了机械、活性炭、精密三个类型的过滤器，反渗透的高压泵和膜堆主体，还有多种水泵、阀门和消毒仪器。设备工艺系统是指依据客户的具体需求实施的水处理、给水和其他的设备工艺。

1.2 控制系统

控制系统由可编程控制器、变频器、阀门电动装置和控制回路组成。控制系统是水处理、给水等工艺设备的主要控制回路，它的主要作用是实现各个设备的启动、转换、运作等。

1.3 信号采集系统

信号采集系统的主要功能是收集所有水处理的设备系统的运行数据，促进PLC与调频器分析数据（水质、开关状态、水泵频率、流量、时间等等）的顺利进行。

1.4 保护系统

保护系统就是当整个水处理系统在出现问题时，及时实行中断或者排放介质，从而实现系统的自我保护的目的。

1.5 操作与人际界面系统

操作系统和人机界面系统重要是由工作人员对系统的开关、仪表、视窗等等进行操作，这两个系统可以说是整个智能化水处理自动化系统的“躯干”。

2 水处理自动化系统中主要设备的工作特点

2.1 PLC的特点

PLC是智能化水处理自动化系统的“司令部”，它是以微电脑为核心，在自动化控制过程中使用的设备，能够在不触动线路和程序的前提下革新技术，有效促进电脑软件优势的发挥，一方面可以软化硬件，提升水处理的信效度和能动性；同时，PLC采用的模块式结构，便于安装，较布线控制逻辑优势更加明显[2]。除此之外，还可以在系统线路保持不变的前提下，通过改变PLC的程序调节整个水处理自动化系统的逻辑、顺序和原定数据。

2.2 变频器的特点

智能化水处理自动化系统中的变频器，综合了微电子、电力电子等多种技术，调速性能高，微处理机的加入使得水处理系统实现了自动化。其软启动和软中断实现了系统的自我保护，而且操作简便，大大提高了水处理的效率[3]。变频器是反渗透设备的水泵启动设备，能够算数、调整、通信，还具备PLC的少数作用，可以依据之前设置的指令，按照各点的反馈信息及时调整工作状态。在反渗透系统启动时，可以利用变频器来调节膜的压力上升速度，保障反渗透设备的正常运作。

3 应用智能化水处理设备自动化系统的意义

伴随着科学技术的发展，人们对于用水数量和用水质量的标准不断提高，为了满足当下社会生产与人民生活对用水需求，必须提高水处理的效率，现代化、高效率的智能化水处理设备自动化恰恰能够解决这一问题。同时，在市场经济背景下，水处理厂之间的竞争也越来越激烈，应用智能化水处理自动化系统是促进水处理厂自身发展、提高其市场竞争力的必然要求。

由此可以看出，在水处理时运用智能化自动化系统，提高水处理的效率已经成为水处理企业的当务之急。

4 智能化水处理设备自动化系统的应用

4.1 通信网络的设置

我国的水处理自动化系统大多使用监控总中心、区域分中心和监控站的等级管理机制。但是监控站难以实现直控水处理工厂外的设备，因此往往将监控系统划分为信息层、控制层和设备层。信息层目前主要采用以太网进行各个厂家设备的信息传递，还在原有基础上开发了一些实效性更好的产品。控制层是在隧道区域控制器网络的基础上发展起来的，且因为采用了标准总线实施组网工作，提高了信息传递的实时性和兼容性，有助于监控系统的延伸[4]。这几年，在广泛使用以太网的大背景之下，各个水处理厂对现场总线的使用与否的争议越来越大。以太网在访问形式并不及现场总线的效果好，故而当前还不能让以太网完全取代现场总线。在以后的控制层设置上，最好是运用稳定性较强的现场总线，同时进一步研究、探索、创新、开拓以太网，进一步提高以太网的实时性和稳定性。

4.2 智能化水处理设备自动化系统的监控

在智能化水处理设备区域监控分中心中，安置多个工控机，分别对水处理厂的调动系统、加氯间、滤站以及水泵房进行实时全面的检测，及时发现水处理自动化系统中的问题、反馈各个设备的信息、解决自动化系统中存在的问题[5]。

4.3 PLC的选择

PLC是智能化水处理自动化系统的核心，PLC的选择关系到水处理的质量和效率，因此，在使用智能化水处理自动化系统时，一定要选择高性能的PLC，切实保障PLC可以实现集中或独立的工作方式，尤其是能够在单独控制之时，确保与其他控制器进行有效的数据采集、互换、保存、分析、处理[6]。根据智能化水处理自动化系统的功能和运作情况，选择恰当的设备，尤其是在较差的外部环境之下或者是一些大规模的水处理工厂，必须选择一些诸如2Quantom系列的高性能PLC。在一般环境下或者是小规模的水处理工厂，可以选用诸如Quantom140这类的PLC，进行水处理现场的监控，可以支持水处理厂中的以太网络和现场总线，提高自动化系统的开放性和融合性。

5 结束语

智能化水处理自动化系统对于提高水处理的效率，实现水处理厂自身的发展、提高其市场竞争力具有非常重要的意义。同时利用智能化水处理自动化系统，也是社会生产和人民生活对用水数量和质量要求提高的必然要求。因此，在未来的发展过程中，要提高对智能化水处理自动化系统应用的认识，明确智能化水处理自动化系统的结构，把握好智能化水处理自动化系统的工作特点，将智能化水处理自动化系统应用到水处理的过程中来，充分发挥智能化水处理自动化系统的优势。

参考文献

[1]高宝昌.智能化水处理设备的自动化系统[J].净水技术，2010，03（11）：38-40.

[2]卿晓霞，龙腾锐.以太网技术在水处理自动化领域中的应用[J].重庆建筑大学学报，2010，03（12）：70-74.

[3]邓光明.绵阳塘汛污水处理厂自动化系统开发研究[D].电子科技大学，2010.

[4]卜俊秋.污水处理厂自动化系统的分析与应用[J].国内外机电一体化技术，2010，05（13）：6-9.

[5]小城镇污水处理的自动监控实用技术和设备—奥塔牌水处理自动监控成套设备及其技术[A].国家环境保护总局科技标准司.全国小城镇污水处理技术（设备）交流与工程咨询研讨会论文集（续集）[C].国家环境保护总局科技标准司，2010，06（12）：6.

[6]张荣安.工业以太网+PLC+现场总线在水处理的应用[J].应用能源技术，2010，06（05）：8-9.

作者简介：张洪亮，身份证号：330683198406258412