电气自动化在水厂中的设计及管理分析

李洁庆 戴凯峰

摘 要：自来水厂是城市重要的基础服务设施，随着经济的发展，科学技术的进步，我国的水厂自动化水平也不断提高。将电气自动化技术应用在自来水厂中，不仅节省了大量的人力成本，还大大提高了供水效率。为了进一步推动电气自动化在水厂中的发展，该文对水厂中电气自动化设计、管理进行了分析和探讨。

关键词：水厂；电气自动化；数据处理

中图分类号：TP273 文献标志码：A

水厂的运作与社会发展息息相关，而电气自动化的广泛应用，保证了供水系统的高效运行，提高了供水质量和供水效率。自动化技术可以提升信息传输的实时性，降低员工的劳动强度，有效避免安全事故的发生，为生产提供技术保障。但是电气自动化技术在水厂的应用过程中也存在不少缺陷和不足，象自动化水平参差不齐，供需平衡度不够高，这些都需要进一步地改进和完善。为了提高电气自动化在水厂中的设计、管理水平，加强设备的管理，保证系统的正常工作，该文以进一步提高电气自动化在我国水厂中的应用为目标，从技术本质入手，进行了深入地分析和探讨。

1 电气自动化在水厂中的现状分析

20世纪初，电气自动化在工控市场中逐渐崭露头角，以其可靠的性能和突出的数据处理能力，为企业的生产活动提供了更高效的保障。因此，供水企业也意识到电气自动化的优越性，越来越多的电气自动化设备及技术被应用到水厂中。但在应用过程中出现了不少问题，象控制系统和控制设备杂乱，设备接口以及应用软件缺乏统一性，进口设备的控制功能与工艺需求脱节，部分设备的质量和安装不过关等。另一方面，操作人员对自动化系统和设备掌握不够，管理人员缺乏相关专业知识，操作和维护水平达不到系统要求。当运行和操作出现问题时，缺乏专业的技术团队维护，从而使小故障变成大问题，最终导致系统的瘫痪。

1.1 滤池恒液位工艺的电气自动化设计分析

在现代化净水工艺中，滤池的恒液位控制是水厂的重要生产环节之一，其直接影响到最终的水质情况。水厂采用均质砂滤池和活性炭滤池这2种不同功能的V型滤池过滤，目的是过滤杂质，清除异味污浊。生产中通过人工巡检控制液位，观察滤池的实时液位与设定液位的高低差，适时调整滤池的出水流量。当滤池出水量达到最大值，液位还无法降低时，则需要启动滤池手动反冲洗操作。以15万t水厂的生产体量为例，需要16个滤池不停工作，才能保证供水需求，操作人员的劳动强度非常大。

想要提高生产效率，减少人工投入，就必须针对净水工艺进行分析和设计，提出控制方案，以满足其生产需要。由于水厂主要依赖现场电气设备进行控制操作，因此采用PLC组成的集中化方式控制，将自动化控制分为3层：现场设备控制站、集中PLC控制站、远程监控操作站。现场设备通过DP或者无线方式与主站PLC通信，电器柜智能控制器通过总线接入系统，并以计算机、网络系统为载体，实现水厂的一体化控制。形成包括生产调度，事务信息管理，监督控制在内的信息管理系统。这种组态方式，各个功能模块相对独立，互不影响，但是相互关联，如果某一单元发生故障，不会影响到整个系统。在程序设计中采用PID算法进行闭环控制，把实时液位作为反馈数据，以滤出水阀作为被控对象，将出水阀门开度给定到控制单元，使滤池始终处于恒定液位工作状态。

1.2 综合自动化在水厂中的设计分析

当前，供水系统建立自动化控制平台更依赖于计算机信息技术的不断发展。想要进一步降低供水成本，提高供水效率，需要实现整个供水区域内的自动管理，包括供水管网的数据采集与监控、加压泵站的状态监视、地理信息系统与抄表系统等供水环节，将这些系统集成在一起综合处理，实现整个供水系统的综合自动化控制。

2 电气自动化在水厂中的管理方式

2.1 培养电气自动化的专业技术人才

电气自动化系统作为高水平的现代化工控系统，定期维护管理是必不可少的。这种专业性强、技术难度高的工作，需要管理人员经过专业的培训和学习才能胜任。虽然我国越来越重视对电气自动化系统方面的人才培养，但是技术领域的不同，多多少少也会存在差异，人才的培养始终跟不上电气自动化发展进步的步伐。并且水厂的自动化控制也存在一些獨特性，需要将理论与实际相融合，这样在系统发生故障时管理人员才能从容应对，熟练的维修，将故障带来的损失降到最低。自来水厂与电气自动化系统的完美结合能够将企业发展带入一个新的台阶，完善和健全电气自动化系统，同时培养专业型人才，提高我国电气自动化的发展水平，有利于社会经济的持续发展。

2.2 提高电气自动化的信息处理能力

水厂的正常运作需要收集大量的数据，电气自动化系统对这些数据进行分析处理，以起到指导生产的作用。电气自动化系统的数据处理结果，对水厂运行有着重要意义，它直接影响着管理人员如何调整调度，一旦数据处理出错或者处理精度不够，会直接改变管理人员的调整方式，最终影响自来水水质，甚至会给社会经济发展带来负面影响。想要有效防止这种情况的发生，就必须提高电气自动化的数据处理能力，确保分析结果的准确可靠。同时数据分析还能从侧面反映出自动化系统的运行状况，如果数据出现明显偏差，可能就是电气自动化系统的某个部位发生了故障。电气自动化系统的数据处理能力对水厂的安全供水和系统本身都有着重要意义。

2.3 提升电气自动化系统的数据存储量

在电气自动化系统中，难免会出现各种故障和错误，大量的数据存储会对系统造成一定的压力，不但影响系统的控制效率，还会导致控制系统出现问题，使水厂的生产出现紊乱，特别是经过长期使用的系统更容易发生此类问题。水厂的自动化系统涉及制水的整个流程，部分复杂的控制系统还与供水管网相关联，因此需要管理人员对系统进行定期的管理维护，防止因存储量不足而影响整个系统的安全。

3 电气自动化的在水厂中的发展方向分析

在电气自动化技术不断发展和完善的今天，自动化水平已经成为衡量现代化企业的重要标准之一。在水厂中建立一个供水综合管理平台已经成为可能。在现代化水厂中，通过使用先进的设备和技术优化控制手段，实现对整个供水区域的综合自动化管理，逐步实现生产过程的安全、可靠、高效。自来水厂也必将向着智能化方向发展。在实际应用中，应该优化控制结构，提高管理技术水平，保持专业化和定制化，同时也要加强资金和人才的投入，并且结合计算机信息与网络信息技术，扩大电气自动化的技术领域，增强系统的综合处理能力，逐步实现自动化管控一体化。

4 结语

综上所述，水厂的质量安全与生产生活紧密相连，把先进的电气自动化技术应用到供水企业中，不仅可以节约生产成本，还能大幅度降低生产风险。电气自动化系统也需要科学的管理，只有不断提高技术水平和管理水平，注重解决生产运行、设计维护上的技术难题，才能将系统作用发挥到最大，最终实现水厂的可靠、优质、不间断供水的目标。

参考文献

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