现代水厂自动化综合控制系统结构设计研究

翁巧龙

（深圳市宝安沙井自来水有限公司，深圳 518100）

现代水厂自动化综合控制系统结构设计研究

翁巧龙

（深圳市宝安沙井自来水有限公司，深圳 518100）

本文将结合水厂自动化技术控制的现状，论述水厂自动化综合控制系统结构设计，以供行业人员参考指正。

水厂 自动化 综合控制 结构设计

随着科学技术水平的不断提高和自来水行业的日益发展，越来越多的先进技术在水厂得到应用，包括自动化技术、控制技术以及各种先进的机器设备等。从当前计算机技术的应用情况来看，自动化水厂的建设已经具备了较好的技术环境。因此，本文将重点分析如何进行现代水厂自动化综合控制系统结构设计。

1 现代水厂自动化控制现状

从国外水厂的自动化技术应用研究情况来看，我国的相关理论研究开始得较晚，但是发展速度很快。随着我国工业的不断发展以及生产力的不断提高，我国水厂的建设规模也在不断扩大。尤其是在经济全球化的背景下，越来越多先进的科学技术被引入自来水行业，水厂的技术含量和科技含量越来越高，有效推动了我国水厂朝着自动化方向发展。

需要明确的是，我国水厂目前的自动化水平尚且有待提升。同时，水厂自动化综合控制的发展水平较低。在大城市，水厂的自动化水平普遍较高，而在一些中小城市，其自动化水平还不是特别理想，甚至部分城市还没有开始水厂自动化的探索。此外，与我国其他行业的自动化水平相比，水厂自动化水平偏低。究其原因，主要是因为水厂中的自动化技术还没有充分发挥其技术优势和应用价值。很多水厂引进了大量的自动化机械设备，但是都没有进行充分运用，或者是运用一段时间后闲置，使得水厂自动化水平的提升实现难度变大。

针对我国水厂建设的具体情况，自动化技术的应用过程就是水厂新建与扩建的过程。在规模较大的水厂中，自动化技术水平的提升主要依靠引进先进的技术设备以及大量的资金。在一些规模较小的水厂中，自动化的实现主要依靠我国所掌握的技术和科技。但不同的是，综合控制系统的实现需要依靠国外的部分产品。因此，水厂自动化综合控制系统的结构设计通常采用的模式是中西结合。由此一来，就能大大降低水厂建设的总投资额，同时也能提高水厂的技术含量，促进水厂的健康发展和经济利益的增收。

2 现代水厂自动化综合控制总体结构设计

2.1 水泵起停

2.1.1 起动环节

在笼型交流异步电动机起动过程中，直接起动会产生大量的起动电流，电流量达到定额电流的五倍以上。不仅如此，直接起动过程中的转矩也会明显增大。因此，直接起动一般用于功率较小的电动机。

2.1.2 定子串电阻或电抗降压起动方式

这种起动方式大多数情况下适用于轻载起动。相比直接起动，能够有效降低起动电流量，同时还能提高起动的稳定性与安全性。但是，这种起动方式的能耗较大，成本较高，因而一般不在电机容量大的情况下使用。

2.1.3 自藕变压器降压起动方式

在这种起动方式运用过程中，能够对超载和失压的情况进行有效保护，从而降低起动过程中产生的电流对电网的影响，使得起动转矩增大。但是，这种起动方式比较复杂，而且设备的体积较大，容易发生故障。另外，在故障发生时进行维修也是具有较大难度。不仅如此，这种起动的方式成本也较高。

2.1.4 星——三角降压起动方式

这种启动方式一般在定子绕组△接的异步电动机的正常使用情况下使用。另外，在起动的时候，这种起动方式会在转换的同时产生尖峰电流，有可能对电源和电动机产生不利影响。综合这种起动方式的优点与缺点，它通常适用于空载和轻载的情况。

2.1.5 软启动器起动方式

软启动器的主要工作原理是通过对可控硅的运用，借助可控整流的优势来改变可控硅的控制角，从而促使电动机的电压得到更有效的控制。当电压升至全压后，再关掉可控硅，完成软启动器的运行。这种起动方式在现代水厂中能够有效预防水锤效应的发生。

2.1.6 变频起动方式

变频起动方式主要通过对变频器的运用来带动电机的起动。通过电压的逐步上升，使其达到规定的电压值后开始转动。这个过程中不会产生电流，同时可以提供对等的起动力矩。因此，在这种起动方式下，不会对设备产生太大的影响。但是，这种方式的成本也较高，所以通常在重载和满载的情况下使用。

2.2 恒压供水

恒压供水的主要目的在于提高供水压力的稳定性，主要方式是对供水水量的控制和调节。通常情况下，我们会采用以下两种调节水量的方式：一是水泵的恒速转动，对阀门的开度进行控制，从而达到调节水量的目的；二是在固定阀门开度的前提下，调节水泵的转速，从而实现水量控制的目的。

2.3 总体设计

（1）从水泵的控制方式来看，主要有三种类型：一是手动控制方式，即水泵的起动与停止的全过程都通过人工进行；二是水源控制方式，这种方式主要通过水源地值班室进行控制；三是远程控制方式，即对水泵的控制主要通过远程中心控制系统实现。

（2）水厂系统。水厂包括清水池、水泵房等。清水池负责对水源地水的储存，其中主要包含以下几个方面的内容：数据采集系统、泵房控制系统、通讯系统等。

（3）管网测压系统。管网上有很多测压点，负责对当地水压进行测试与记录，并通过数据传输的方式将相关信息传送到调度中心。

（4）调度中心。它的主要功能是对供水系统进行具体操作、日常维护和维修、故障处理与应对、数据的整理分析、系统的监督和控制等。

3 结语

综上所述，在当前的水厂建设与发展过程中，相关人员要积极研发和引进先进的科学技术，提高水厂的技术含量，同时还应加强水厂的管理制度建设，引进先进的设计理念和方法，全面做好水厂自动化综合控制系统结构设计工作，从而推动我国水厂的蓬勃发展。

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Study on the Structure Design of the Modern Water Plant Automation Integrated Control System

WENG Qiaolong
(Shenzhen Baoan manhole tap water Co. Ltd, Shenzhen 518100)

This paper will combine the present situation of the water plant automation technology control, and discuss the structure design of the automatic control system for the water plant.

waterworks, automation, integrated control, structural design