电气自动化控制系统在供水行业的应用

郑磊

摘 要： 本文简要分析了供水行业的问题，同时详细列举了电气自动化控制系统在供水行业的应用方式。希望以此为自动化控制系统在供水行业的发展提供借鉴，为企业的发展创造更多的价值。

关键词： 电气自动化控制；供水行业；应用分析

引言：

众所周知，科学技术是第一生产力，这是不变的真理。随着现代科学技术的发展，自动化的应用也越来越广泛。在供水行业中，自动化控制系统也占据了更重要的地位。只有对自动化控制系统的良好应用，才能保证供水的质量。

一、供水行业面临的问题

（一）水源不足，污染严重

伴随着社会的发展，人们对于水的需求量越来越大，加剧了供水量不足的情况。由于全国的供水设备全部都是最新的型号，所以导致供水量不足的首要原因就是水源不足和水污染严重。伴随着飞速发展的工业化进程，工业废料的排放量也在逐渐增加，这就导致了水污染的情况日益加重，其中的细菌、病毒大大超标，据调查，全国有超过一半的城市地下水受到了污染，水质下降严重。而户外的水源也都受到了工业化的污染，滋生了大量的藻类，这极大的增加了供水难度。

（二）净水手法落后

我国在净水手法上没有创新性的方法，还使用着传统的净水方式。主要是通过混凝、沉淀、过滤和消毒的手法来实现污水的净化。这种净水手法虽然能够极大程度的消灭水中的细菌，使水质恢复清澈，但是不能很好的消除掉有机物，尤其是溶解性有机物，对于病原物和重金属也很难有办法净化。对没有被有机物污染的水源来使用传统净水方法，能够有效的净化水源，但是对于有机物污染严重的当下，传统净水方法很难保证水质的质量[1]。

（三）水厂运营差

在水厂的设计上，一般是以最高日用量为标准进行供水量的设计。但在实际的供水过程中，很难达到设计的标准，很少出现最高日用量的情况。在日常的用水系数上，基本维持在1.1-1.5之间，这使得水厂的负荷率仅有55%，这说明在日常的供水中，很难达到预计的标准，加大了水厂的不必要损耗和生产成本。

二、在供水行业中对电气自动化控制系统的应用

（一）自来水的生产过程

自来水厂在建造的地理位置和设备的使用上存在着不同，所以在自来水的具体生产过程也都存在着不同。但是自来水生产的基本步骤是相同的，即取水、制备、投放药物、混凝、沉淀、过滤和送水。在这个过程中，水质的检测是最重要的内容，它保证了人们用水的水质质量，在现代技术不断发展的背景下，许多的自来水厂是通过电气自动化控制来实现水质检测，通过对检测所获取的数据进行研究比对，许多新的自动化设备被用于自动化控制系统之中，推动着水厂的自动化控制系统的发展。也随着水厂对制水手法的深度研究，严格把控着自来水的质量问题，使人们能够更放心的使用自来水。在有机物污染严重的当下，可以通过增加处理手段来解决水质问题，比如：预处理手法、深度处理工艺和强化传统手法的方式。可以在制备前设置一个预沉工艺，将浑浊度高的水放入预沉池中；通过预处理手法，来对有机物污染严重的水源进行处理，分解其中的有机物；而深度处理可以利用臭气氧化等技术，降解其中的重金属元素。这些水质的处理方式，全部都可以通过计算机网络加自动化控制系统来实现，这样可以有效的监督整个水质处理的过程，保证经过处理的水质能够达到国家标准。利用自动化控制进行的水质处理工序，可以有效的提高水厂的污水处理能力，通过对水厂的处理系统和供水系统进行自动化的控制，可以在提高水厂的工作效率的同时，大大的降低人力成本。

（二）电气自动化系统的组成

在水厂的电气自动化控制系统中，会在不同的地点设置控制站，将其分散在整个水厂之中，让其互相作用，完成对整个水厂的控制。要实现对水厂的整体控制，自动化系统需要各个部分相互合作共同完成，其中包括管网地理信息系统、数据收集系统、监控系统和抄表系统。管网地理信息系统能够将水厂的输水管线、污水排除管线进行统一的管理，主要由管理功能和分析功能所组成，管理功能的主要作用是查询统计、动态报表等，分析功能的主要作用是系统分析和爆管分析等。查询统计功能使水厂最繁琐的工作，系统通过提供多种途径统计出的动态表格，来使水厂的员工对管线进行监控，科学的管理管线的运作，保证供水的完成。动态报表的功能在于即时的提供一份动态表格。方便水厂员工的实时查询，同时便于对统计结果的记录和存储，降低员工的工作压力，节省人力投入。系统分析的主要功能是为工作人员提供合理的决策和解决问题的方案，提高工作效率，实现对管线的全面监控，保证供水流畅。爆管分析使系统对爆管的位置进行定位，并关闭阀门，同时对爆管的原因进行分析，提供有效的解决方案，为水厂的管理提供更好的帮助；数据收集系统能够将管网系统所反馈的数据进行整合与归纳，同时形成一份报告，辅助工作人员对整体进行把控；监控系统对水厂进行实时的监控，保证水厂的正常运行，对于出现问题的区域，可以及时的反馈、实时修理，保证供水稳定；而抄表系统的作用就是对城市用水量的具体统计，保证城市用水量在供水計划之内[2]。

（三）控制方法

在对水厂的日常运行上，要对自动化控制系统进行全面的应用，提高日常的工作效率，保障城市的供水。在水厂进行取水阶段，可以通过变频泵来对外部水源进行取用，变频泵中最重要的自动化设备就是变频器，可以通过对变频器的频率进行设定，完成对变频泵的控制，从而达到取水的目的。在自动化的取水泵房中，变频器还有降低能耗和控制取水量的作用，从而达到取水池中水位稳定，高效供水的目的；作为净化水质的核心阶段，加药工序的自动设备无疑是最多的，工艺手段也最为复杂。比如：铁盐、氢氧化钠、臭氧等都需要自动化设备来进行，在加药的过程中，可以利用自动化控制系统中的PLC或变频器来进行控制，对需要加药的水量进行计算，得出加药的计量，完成水质的净化。通过自动化设备控制加药，可以有效的避免工作人员接触对身体有害的物质，保障员工的人身安全。在过滤阶段，主要由沉淀池和V型滤池来完成，在沉淀阶段，可以将污水送入沉淀室进行处理，沉淀室中有足够的排泥阀，系统可以根据沉淀水面的高度来进行判断，将沉淀完毕的清水自动回收到调节池中，并对池底的污泥进行定期的排放。而V型滤池的作用是对水中的悬浮物进行过滤，系统通过对设置在其中的水位计和差压计进行控制，来检验滤池中的水面高度和阻塞情况。同时滤池中还有一个可调节的阀门，系统可以通过信号来对阀门进行开合的控制，保证滤池内的过滤水位处于标准中，当阻塞情况加重时，系统可以通过命令来对滤池进行自动清洗，保证供水的质量。在送水阶段，水厂通过变频器来完成对供水的自动化控制。送水阶段和取水阶段相类似，都是由变频泵来完成，对变频器进行设定，是变频泵对送水的压力进行感知，一旦压力变小就会自动调节，加大供水量。而这些阶段的控制方法，都处于水厂的中控室之中，中控室既监控着水厂的整体运行，还是所有工段的总控制手段，中控室中的总系统会将各个工段的问题进行收集与反馈，以便工作人员更快的解决问题，做到对全局的掌控，保证水厂的运行。

结论：

综上所述，对自动化控制系统的全面应用，可以有效提高水厂的供水质量，既能减少人力资源投入，还提高了水厂的工作效率，可谓一举两得。同时还能够保障供水工程中的工序规范，保证用水安全。

参考文献

[1]卜洁莹.浅析我国供水行业面临的问题及对策[J].经贸实践，2017（19）：118.

[2]亢敏.基于电气自动化控制系统在自来水行业中的应用[J].科技创新与应用，2017（04）：193.