水厂自动化控制与仪表系统的技术分析

陈立

摘 要：水是生命之源，供水是对国计民生都有重要影响的一个产业。随着我国经济的快速发展，人们的生活水平显著提高，对自来水水质的质量要求也逐渐提高。而使用自动化控制系统，可以有效保证水厂供水的稳定性、连续性和安全性。基于此，该文对水厂自动化控制与仪表系统的技术进行分析。

关键词：水厂自动化控制 仪表系統 技术分析

中图分类号：TU991.62 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）02（c）-0092-01

在网络信息技术、电子技术的不断发展下，工业建设在自动化方面也取得了显著的成绩，各种检测传感器、自动化感应部件、回路自动调节器等得到了广泛应用。通过对水厂进行自动化控制不仅可以有效降低一次性的采购成本，并且可以降低日后的维护工作量，提高水厂运行的稳定性。

1 水厂自动化控制系统的设计思路

在设计水厂自动化控制系统时，按照“集中管理、分散控制、共享数据”的基本原则进行设计，保证计算机信息系统有良好的独立性。一般使用PLC+IPC自动控制模式进行集散式控制，由于PLC具有良好的扩展性、结构比较紧凑、价格也比较低廉，是目前使用比较广泛的控制器。水厂集散控制系统设计时，要将集中检测作为设计重点，并通过分散控制进行辅助。在对水厂的位置和设施情况进行分析后，分别使用独立就地控制、实时监控、远程监控三种控制措施。在水厂生产过程中，要做好实时监控工作[1]。远程监控主要设备，对水处理构筑物进行就地控制。通过分三个等级进行控制，有效保证了水厂控制的安全性。水平自动化控制网络主要分为三层，在实际设计时，可以根据生产要求和工艺要求进行安排。根据需要设置送水控制站、取水控制站、PLC控制站、加药加氯控制站、反冲洗控制站等。

2 控制系统的构成

2.1 中控系统

中控系统主要由监控计算机、生产管理计算机、激光打印机构成，使用iFIX组态软件作为监控计算机的应用软件，可以将生产线的水池水位、电机、加药设备等所有生产线的模拟画面显示出来。将中控室的电脑远程接入到系统中各个设施中，并且可以将水处理工艺布置图、水厂设备工作状态、水厂设备动态参数、测量仪表数据、设备报警信号等显示出来，并且控制系统可以通过编程对系统参数进行调整。此外，中控室还可以利用相关软件对水厂的数据进行监控和收集，并深入分析和计算检测数据，从而对运行参数进一步进行调整。DCS集散控制系统可以利用I/O模块远程控制PLC键，通过PLC监控站的显示器可以监测到供水站的实际操作情况，并可以对储液罐的液位、仪表运行的具体参数、管道的流量等进行采集分析。中控室通过对这些上限参数和下限参数进行控制，实现远程控制的目的。

2.2 取水房控制系统

取水房控制站主要对水泵机组的实际运行情况以及机组的运行参数进行监控，并且取水泵房中的吸水井中安装了水位计，可以时刻监视水库水位的基本情况。根据送水泵的实际运行情况、清水池的水位情况、水管网压力情况、用水高峰的时间段确定水泵机组的开启或停止。在机组设备良好、配电线路良好、出水电动阀良好并且处于关闭的状态时，才可以自动运行。取水泵房控制系统主要作用是对设备的运行状态参数、设备的运行情况进行监控，并且及时和送水泵房的控制站进行信息互通，记录和备份好设备的运行情况。

2.3 送水房控制系统

送水房控制系统主要是用来对小水泵和大水泵的运行参数和运行工况进行监控，并且将流量计、压力表、余氯分析仪、浊度计、PH计等设备安装在出厂管线上。此系统主要用来对出厂水的卫生情况进行检测。在运行时，需要有完好的机组设备和配电系统，并且吸水井要达到设计水位才可以实现正常运行。

2.4 反冲洗泵房控制站

反冲洗泵站主要由滤池反冲洗水泵、滤池鼓风机构成，反冲洗泵站主要用来对反冲洗水管管路上的开度信号、阀门开关、手动新型号自动信号等进行检测；对水位数据进行收集，并和中心控制站进行信息数据的传输。在进行控制时，除了可以安排操作员使用就地箱进行控制，还可以使用PLC来进行控制。可以将操作终端作为人机接口，并利用PLC控制各个设备。此外，操作人员可以利用操作终端对参数进行设定和修改。

3 自动化控制系统的实现

3.1 主控制界面的实现

自动化控制系统使用服务器和客户端的运行模式，通过桌面将系统图标打开后就可以进入到首页。用户的权限不同，显示操作功能也不同[2]。进入系统后，可以配置水处理设备，对水厂一期和二期的滤池控制情况车沉淀池控制情况进行控制和检测。

3.2 取水泵房的监控实现

取水泵房操作界面可以将泵房中机组的具体情况完全显示出来。例如阀门的开闭情况、机组的数量情况、真空泵的运行情况、真空泵的水压情况和水位情况等。利用取水泵房的操作界面可以全面了解泵房中水泵的实际运行情况，并及时调整水泵的运行状态。

3.3 加药间的监控实现

水从滤池通过后，基本不再浑浊了。此时，需将药剂加入到原水中来杀死水中的细菌，从而使水的质量达到饮用标准。加药间的加药的监控系统可以将加药量、水的实时流量、水中氯的余量、水的浑浊度清晰的反应出来，自动加药系统可以根据具体的流量情况，对加药量进行控制，并且将加药池的水位和运行情况显示出来，在遇到特殊情况影响水质时，可利用操作界面调整系统中的设备。

3.4 预警监控的实现

自动预警系统主要是为了保证系统的稳定运行，当接入系统的任何一个设备的运行数值超出设计的安全范围值，系统会自动发出预警，并提供解决方法。相关数据会一直保存在系统中，以便及时优化、总结水厂的运行数据。

4 结语

通过在水厂中对此自动化控制系统进行运用，有效提高了生产的安全性，供水的稳定性得以提升。可以对各类设备进行实时监控和自动化运行。在监控中心就可以观测到设备的生产指标和运行情况，对所有出现问题的环节进行了记录和反馈。此外，工作人员的作业效率也明显提升，管理人员可以根据监控中心的数据调整和分析水厂的运行情况，一些耗时、耗力的操作由计算机代替，劳动效率显著提升。

参考文献

[1] 夏海芳.我国城市供水管制改革研究[J].科技信息，2008（27）：484-485.

[2] 万细阳.iFix组态软件在水厂自动化系统中的应用[J].计算机应用，2006（4）：64-66.