在线仪表在水厂自动控制系统中的有效运用

程曦

摘 要：在自来水厂的自动化检测中，在线监测仪表由于测量精确、显示结果清晰明了和操作简单等优点，目前已经得到较为广泛的应用。首先对自来水厂中应用到的在线监测仪表进行了介绍，然后分析了相关在线仪表在自动控制系统中的作用和应用，以期人们对这些技术有着更深的理解。

关键词：水厂；自动控制系统；在线仪表；压力变送器

中图分类号：TU991.62 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.11.108

在水厂的生产现场，由于生产任务重，生产的连续性要求较高，如果采取传统的实验室方法对水质进行检测，很难适应时代发展需要。在线监测仪表作为生产现场重要的检测设备，在自动化领域被称作为自动化控制系统的眼睛，其检测结果的准确性对于自动化控制系统的自动控制有着直接的影响，在自来水厂中应用在线检测仪表可以对检测仪表测定的数值与给定数值进行连续比较，发生偏差时，立即进行调整，保证水处理质量；方便自动化控制系统发挥作用，降低生产能耗，保证供水安全和生产装置压力的稳定性，产生良好的社会与经济效益。

1 水厂中应用的自动化在线仪表种类

1.1 压力变送器

压力变送器是一种压力传感器，接受压力变量，然后依据一定的比例转换成标准信号，然后将标准信号输出。压力变送器主要是将液体、气体等具有的一些物理性能用压力参数转变的电信号传送给调节器和记录仪。压力变送器的工作原理为：将采集到的压力信号传递到电子设备，例如将水压的力学信号转变为电流，由于电子信号与电流大小成正比，因此可通过隔离片及原件内的填充液传送至测量膜片的两侧。

1.2 流量计

一般情况下，流量计在水厂中安装在每一道处理工序的进水口和出水口。当水厂车间所排出的水通过明渠水道进入自来水处理站时，将明渠流量计安装在顶沉池的入口位置。

1.3 水质参数监测仪表

一般情况下，在水厂的自动控制系统中，需要采用的水质参数的监测仪表有余氯仪表、pH计、浊度仪等。其中，余氯仪主要用于过滤后水出口和出厂水渠处，用于测量水中游离的余氯的浓度。余氯是指饮用水经加氯消毒，接触一段时间后仍有适量的氯留存于水中，用来保证持续的杀菌能力，也可用来防备供水管网受到外来污染。pH计主要安装在进水口和水厂的出水口，检测水质的酸碱度，《生活饮用水卫生标准》中规定，出厂水的pH值为6.5～8.5，pH太高或者太低的溶液均会刺激人体的眼睛、皮肤和黏膜，而pH影响金属腐蚀的程度和消毒效率也会间接影响人体的健康。浊度计主要设置在水厂进水口和沉淀后出水口处，目的是对原水和出厂水浑浊度进行检测，浊度是水对光的散射和吸收能力的量度，是反映饮用水的物理性状的一项指标，用以表示水的清澈或浑浊程度，是衡量水质良好程度的重要指标之一。浊度对饮用水微生物指标有明显的影响，会促进细菌的生长繁殖。浊度的另一个主要问题是影响消毒，削弱消毒剂对微生物的杀灭作用。

2 自动控制系统中在线监测仪表的应用

2.1 自动加氯系统

在水厂中设置的自动加氯系统一般采用的是真空式加氯系统，主要是为循环水系统消毒工艺提供前后加氯功能。在前加氯过程中，需要借助流量计测量到的进水流量，然后传输相关信号到PLC，依据设定相关的加氯比例发出相关的加氯指令到加氯系统，使加氯系统加入指定量的氯药。在后加氯系统中，主要是以过滤后的水流量作为基准，组成一个闭环系统，依据工艺需求目标设定余氯数值，然后通过余氯监测仪表和流量计测量到的相关监测数据，传送到PLC系统，然后再由PLC对加氯机进行控制，最终保证加氯系统运行的可靠、稳定。

2.2 自动加碱系统

在水厂进行水处理时，对于水的pH值的控制是一项重要工作。为了确保出水水质的pH值达标，往往需要利用在线的pH检测仪表检测水的酸度值，然后结合水的流量确定添加碱的量和浓度。在这个过程中，首先由流量计、pH计测量流量信号和pH值信号，然后传输给PLC控制系统，控制系统依据相关信息进行有效的计算，然后发送相关指令给自动加碱系统，系统自动进行加碱工作。

2.3 加矾系统

在水厂的出水水质监测中，浊度是一个重要的检测因素。因为只有浊度达标的水，其中的一些悬浮颗粒物、杂质和致病微生物等才会被去除掉，从而保证人们饮用到健康的水。向水中加矾的目的就是净化水，使水的浊度达标，因此，在水厂中的指定工艺位置安装加矾系统，然后依据相关的浊度仪和流量计测量到的信号反馈给PLC，PLC再依据设定好的工艺参数确定加入矾的量，发出指令到自动加矾系统，向水中自动添加矾，对水进行有效的净化，使浊度达标，确保水质安全。

2.4 注意事项

在使用在线仪表检测时，要应注意严格按照说明书规范安装，最大限度地开进采样点，从而减少系统的延迟时间，提高检测准确性。

3 结束语

水厂处理水工艺水平的高低直接影响着人们生活用水安全和工业用水质量。当前，由于自动控制技术水平的提升，对水厂的水处理过程进行科学的自动控制，确保水厂出水安全成为人们研究的重点。在线监测仪表在其中的应用，极大地提升了自动控制系统的自动化水平，也提升了水厂出水水质的质量，对于改善人们的用水安全有重要的意义，为中国供水行业达到水质安全目标提供全面而直接的保障。

参考文献

[1]李明，黄志海.在线仪表在水厂自动控制系统中的应用分析[J].科技展望，2014（22）：108.

[2]袁斯坦.浅谈在线检测仪表在水厂自动控制系统中的应用[J].武汉勘察设计，2012（06）：67-68，74.

[3]刘玮.章丘市黄河乡自来水厂自控系统设计研究[D].济南：山东大学，2007.

〔编辑：王霞〕