探究自来水厂生产过程自动化系统的设计与实现

焦琨

摘 要：随着自动技术的发展，自来水厂的生产过程逐渐走向自动化、智能化，自来水的生产加工效率与质量得到不断地发展和提高。文章分析了自来水厂自动化系统的构建要素，以及自动化系统的设计与实现。

关键词：自来水厂；生产过程；自动化系统；设计；实现

自来水厂的建设与发展得益于自动化技术的支持，自来水生产加工操作中需要控制、管理双向互动，自动化技术支持下的自来水自动化系统具有多重功能优势，从而确保自来水生产、加工的高效化、自动化，提高水体生产加工质量。

1 自来水厂自动化系统的构建要素

1.1 数据采集系统

数据采集系统是构建自动化控制系统的基础，因为自动化控制最根本上是通过数据控制来实现的，数据采集系统主要负责数据信息采集、储备、记录与处理，自来水厂自动化系统中有数据采集设备，关于自来水的各种信息、数据等将会被数据采集系统所采集、收录，主要的信息包括：水体流量、水质、水位、浊度、pH值、氯添加剂量等多种数据信息，这些信息数据被采集后将进入信息系统，经过数据分析软件的统计分析，最终得出结论，例如：自来水体浊度是否达标、pH值是否合格等，并将这些数据信息统一归纳整理，使其进入与自动化系统相连接的其他系统，例如：监控系统等，为水体的自动化监控提供依据。

1.2 监视控制系统

监视控制系统具有自动化功效，主要是对自来水生产加工过程等的自动化监督与视频化监控，监视控制系统的运行主要依托于来自数据采集系统中的数据、信息，凭借数据的分析、统计等来对所生产的自来水以及生产过程等进行监督与控制，一般会形成一个可视化的视频，对水体的处理过程中进行全方位的可视化监控，不允许任何非法行为影响到安全、健康生产，同时，着重对消毒剂的添加量进行控制监控，当自来水中的氯添加量超过科学标准时将发出警示性信号，从而敦促工作人员来重新作出调整。

1.3 集散型控制系统

集散控制系统，英文简称：DCS。主要依托于微型计算机的全新过程化控制系统，能够妥善地把通讯系统、集中操作、信息管控等集中起来，从整体上达到一种最优控制。集散控制系统主要由过程控制系统与监控系统构成，并凭借通讯网络来进行信息传输，其中融入了计算机技术、通讯技术、控制技术、显示技术等。能够有效适应自来水厂的现代化生产管控。集散控制系统能够巧妙地将计算机系统、仪表以及电控技术等有效联合，依托于特定的软件系统来达到数据信息的自动化采集、加工、处理与传输等，同时具备参数抄表警示功能，当自来水生产加工过程中出现异常故障、问題时，则将自动化发出警示性信息，并对应做出科学的调整，采取解决性对策措施。

2 自来水厂自动化系统的设计与实现

2.1 自动化控制系统设计

2.1.1 现场控制

自来水厂现场控制主要源自四大方面，例如：视频终端控制，具体控制方式为：将摄像头配设于自来水厂、泵房、控制室等处。获知而在控制室内部配设供水监控系统，动态地监督、检查送水泵等设备的工作状态。加强对自来水厂消毒的检查与监督，其中消毒药剂的投放量必须科学把握。自来水深井泵中水体的监督与控制。

2.1.2 主控制

主控制也是自动化控制系统中的一个关键部分，具体是针对自来水生产加工中不同站点所实施的监控与管理，主控制居于核心地位，具体的控制设备包括：GPS、UPS、交换机、数据库服务器、水源监测设备等，主要负责不同站点数据信息等的动态采集，同时，对所采集的数据信息等实施动态分析、计算，达到对自来水生产过程的远距离、全程化监督与控制，同时，也要强化调度、指挥等功能，形成自来水的现代化生产、加工与质检，同时，把一些科学、有价值的信息数据传输至管理层。

2.1.3 管理控制

管理控制主要指的是管理层的诸多控制性活动，管理主要依赖于管理控制系统，无需直接深入自来水生产、加工以及监控的各个环节，仅仅通过监控视频就能够查询信息、获取数据，从而达到远距离监督、控制与指挥等过程，确保自来水能够安全、稳定地被生产、加工与运行。

2.2 水质监测系统的自动化设计

自动化技术推动着水质检测的自动化发展，以自动化仪表为代表的设备应用于自来水的压力、温度、流量、水质各个方面的监测中，常见的检测设备包括：水质浊度检测仪、漏氯警报设备、酸碱值检测仪等。还要负责流量测试的仪器，例如：电磁流量计，水位测量仪等。其中自来水水质的自动化检测成为重要选择，多选配智能化自动检测仪表，确保检测精度、准确度。

2.3 水处理控制系统设计

自来水的处理也正在逐渐走向智能化、现代化，各种新型的技术、工艺与设备等被引进构建起水处理控制系统，提高了自来水的处理能力，自动化水处理控制系统依然有待发展与完善，要积极借助于科学的控制理论，形成全自动的控制系统，其中处理添加剂，例如：氯的添加量必须做出合理把握。由于现代自动化技术、机械加工与制造技术等的不断发展，各种水处理自动化控制系统被不断研发出来，质检搭建起了自动化水处理控制模型，能够对水处理过程中的用药量进行自动化控制。

2.4 变频节能设计

自来水厂实际的自来水生产、加工、处理以及水质检测等过程中最为棘手的问题就是能源的消耗问题，特别是用水高峰期，用户对水体的需求量持续增加，此时自来水厂则要通过增加电能消耗来服务用户，为他们提供所需水量，最主要的是用水量是一个动态浮动的过程，在一年时间内不同的季节、不同地域等都可能影响用水量，通常不同季节之间形成较大差距，在用水高峰期与低谷期之间需要自来水厂来实施变频调控，也要遵照用户实际的水体需求量来实施科学地变频调控。变频器属于典型的调速装置，可以将其利用在变频调节工作中，能够妥善发挥其节电、节能功效，通过选择变压、变量等模式可以达到变频节能的目标，也可以参照用户的实际用水需求量来对应灵活调控变频设备水体转换的压力、转速等，最终实现节能的目标。

2.5 机电一体化系统

自来水厂机电一体化系统实现了机电一体化设计，也就是把最初的过滤、沉淀等环节聚焦于统一的设备来实现，节省了设备占用的空间，同时，检修也更加便捷、简单。同时，自来水生产加工中也增设了自动反洗、排污功能，其他的一些特殊工艺技术，例如：复合过滤等也参与其中，为以往的水体净化带来了新的出路，削减了复杂的生产加工流程，达到自动化控制的目标。

3 结束语

自来水生产过程的自动化系统建设与发展提高了自来水生产加工质量，提高了自动化生产水平，有效确保了自来水厂的高效运行，提高了自来水质量，随着自动化技术的不断发展，自来水厂生产过程自动化水平将不断提高，水体质量也必将得以提高。

参考文献

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