自动化控制系统在自来水厂中的应用浅析
2015-02-11丁宝忠
丁宝忠
摘 要：自来水是人民生活的基础保障，也是城镇重要的基础设施之一。随着社会的持续发展、环境严重污染，人们对水的质量有着更高的需求。水厂自动化技术、系统控制设备以及机电仪表的不断发展，使自来水厂自动化前进了一大步，不过要实现全面的自动化水厂还需要在技术、经济等方面进一步提高。该文简要介绍了自动化控制系统在自来水处理中的应用，以及自动化控制系统的工作原理和操作方法。
关键词：自动化 控制系统 自来水 制水工艺 恒压供水
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）10（b）-0048-01
自来水直接关系到人们的切身利益，随着生活水平的日益提高，人们对饮用水的质量要求也越来越高，这就要求自来水厂摒弃传统的控制方法，将自来水的处理技术进一步提高，从而为人们提供更高质量的自来水。自来水厂主要的控制技术也是其核心组成部分，主要包括水质检测、水处理控制、变频节能三项技术以及综合自动化系统组成。本文简要介绍了自动化控制系统在自来水处理中的应用，以及自动化控制系统的工作原理和操作方法。
1 自来水制水工艺及自控系统的组成
1.1 自来水制水工艺
不同的自来水厂都根据自身的实际情况采取不同的工艺流程，设备也不尽相同，不过最基本的流程都一样。制水工艺过程分别几个步骤，取水—— 制备与投加药剂—— 混凝—— 平流沉淀—— 过滤沉淀—— 送水。制水工艺采用最新的深度处理工艺，从而达到最新的国家标准要求。自控仪表设备选取分布式集散控制系统，与先进的计算机控制技术、网络技术相结合，实现整体生产工艺的自动化管理控制，为自来水厂创造更高的生产效率及出水质量。
1.2 自来水自控系统组成
从整体自动控制系统的多个控制站考虑，可以选择任一个一级控制站作为代表，分析PLC在控制站中硬件和软件的设置。其中，PLC的硬件配置包括扩展型基架和CPU、电源、数字量输入输出、模拟量、通讯五大模块共同构成，其中，CPU和电源模块在左端插槽，其它模块可随意安装。按照实际情况设置基架拨号，通常情况下采取16进制，不过0号主基架拨码例外，必须把统一设置成“off”状态。
1.3 控制方案
加药系统设定为单闭环自动控制方式，如图1所示。
由图1得知，加药过程是一个反馈控制的过程。在中央控制系统中设定一个SCD值，参照源水特性参数，实施自动加药，进行搅拌混合，再由SCD检测水质，最后把检测所得结果进行转化，以4-20MA的信号形式传递给PLC，将所得结果与预告设定值进行比较，通过PID计算对变频器的频率进行控制，以便对计量泵进行合理调整，形成整体的循环控制体系，合理控制自动加药用量。
加氯系统自动控制方式和漏氯控制方式：
（1）前加氯控制方式：参照4-20MA信号对源水实施加氯操作，其是由PLC3经过处理获得，中央控制器设定的一个前加氯值和原水的瞬时流量决定着这个信号。
（2）后加氯控制方式：其不同于前加氯控制方式，其是由PLC4经过处理获得，不过控制后加氯机的加氯量信号是由PLC3发出，不过信号是由实际测量得到余氯值和中央控制器对余氯的设定值所决定。
（3）漏氯控制方式：PCL3负责漏氯的检测工作，如果在现场出现了氯气量大于预告设定的限定值，其会自动发出警报，并自动开启漏氯吸收中和设备。
（4）滤池过滤与反冲洗控制方式：将现场液位谈判器送出的模拟量与预告设定的液位值进行比较，从而对恒液位起到保障，当现场液位值高于预先设定的液位时，PCL则会加大出水阀门，当现场液位低于预先设定的液位时，PCL将会减小出水阀门，以持续循环反馈的状态来保证滤池的怛液位。如图2所示。
（5）恒压供水控制方式：目前，我国自来水厂的供水方式大部分为恒压供水方式，通过闭环反馈控制系统对水压给予稳定，从而实现恒压供水。如图3所示。
从图3中可以看出，恒压供水控制原理与加药控制原理相近，对现场测定的水压与预先设定的PCL5水压值进行比较，从而改变变频器的频率，以达到通过改变水泵转变对水压进行调节的目的，通过持续循环调节来提供恒压供水。
2 结语
中央控制系统对于现场的实时监控关键取决于现场相关检测数据和实时输入，因此，现场应该可以及时采集数据，经过处理把结果及时传递给控制中心。自来水生产具有独有的特性，其连续性、不可替代性及不间断性要求自动化控制系统具有较高的可靠性、高速性以及稳定性，必须要选择增强型的处理器。自动化系统在自来水厂中的应用有广泛的发展，可以有效的保证水质，提高自来水厂的处理能力。
参考文献
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