自动化控制系统在自来水厂供水工艺中的应用研究

李骏

摘 要：随着现代社会的快速发展，人们对于水的需求量也在不断的递增，而目前水资源的稀缺问题也成为社会发展当中的主要问题之一，同时工业的发展也导致大量的水资源遭到了破坏，而为了满足人们的用水需求，需要进一步的完善自来水厂的供水工艺，并通过应用自动化控制技术来进一步的提升供水质量。自动化控制系统是在自来水厂供水工艺当中的一种全新应用，其可以有效的实现供水过程的自动化控制，并提升供水质量，因此在自来水厂也得到了十分广泛的应用。本文主要阐述了自来水厂供水控制系统总体设计，重点对关键工艺的自动化控制系统进行了介绍，分析了整套新技术、自动控制设计。该系统大大提高了自来水厂的自动化管理水平，提高了工作效率、降低了生产成本。

关键词：自动化控制系统;自来水厂;供水工艺

中图分类号：TB 文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2020.32.068

如今，随着社会经济的快速发展，自来水厂也应该向着制度化、规范化、科学化的方向不断发展。而在自来水厂的生产过程当中，供水是十分重要的一项内容，通过应用自动化控制系统可以有效地对供水过程进行控制和现代化的管理，从而提升供水质量和生产效率，并提高企业的经济效益。因此在自来水厂供水工艺当中，应该充分的应用自动化控制系统，并做好相关的设计和研究，使该系统可以在自来水厂的生产过程当中发挥出更大的作用。

1 自来水厂制水工艺介绍

自来水厂的制水工艺具体包括以下环节，首先是要提取原水，对其进行加矾、加氯处理之后，经过处理的原水会到达脉冲池和加速池，其中部分水源会进入到汗水池及泵房，最后转为废水排出。而脉冲池当中的水会进入到综合滤池，加速池的水会进入到双阀滤池，之后再进行加氯加氨处理，使两个滤池当中的水分别进入到两个清水库当中，再集中进入到集水井，最后到达二级泵房，经过管网之后完成整个制水过程。而在制水时需要对水进行处理，我们可以按照具体的处理工艺级别来进行划分。首先第一级处理主要是采用机械的方法来将水中一些较大的污染物进行排除，而第二级处理则是生物处理，也就是通过利用微生物来将相关的污染物进行水解，使其变为水质。而第三级则是在上一级的基础上，对其进行更加深层次的处理，因为经过二级处理后的水源还不能够作为合格的饮用水来进行使用。因此，需要经过三级处理对水实施消毒，从而确保人们的饮用安全。

2 自来水厂的制水以及自动化系统的构成

2.1 自来水厂的制水

在地球上的水资源，其主要处于两种状态，分别是自然循环和社会循环。当水在进入到循环状态后，在水中随时随地都可能混入杂质，而具有极强流动性和溶解能力的水会将杂质变为自身的一部分，但这也使水质发生了变化。而为了确保自来水厂的制水能够保障人们的饮用安全，因此往往会采用一些常规工艺，例如混凝、絮凝、沉淀、過滤、消毒等来确保饮用水的安全性。如上文所提到的自来水厂的制水需要先对原水进行提取，再经过加矾加氯处理等相关的水处理工艺，使原水中的杂质得到消除，从而转化为可以供人们进行使用的饮用水。

2.2 自动化控制系统的构成

在自来水厂所应用的自动化控制系统，其主要是指PLC，而该系统是集计算机技术，自动控制技术，通信技术等于一体的，可以进行编程的自动控制系统，具有安全可靠，操作简单等特点，因此在各个领域当中也都具有十分广泛的应用。在自来水厂的水处理工艺当中，应用PLC自动控制系统可以精确各项操作环节，而且有效的提升供水质量和供水效率，实现对水厂的现代化管理。而自动控制系统根据制水工艺流程具体包括以下功能模块，首先是总工艺监控平台，其主要是对自来水厂的整体工艺流程以画面的形式来进行显示，相关操作人员可以根据画面有效的监控生产工艺环节，确保供水过程的正常运行。其次是脉冲池和综合滤池的工艺监控，其主要可以显示脉冲池和综合滤池的详细工艺环节，而且还可以将各项数据进行整理。之后是加速池双法滤池的工艺监控，该功能模块主要显示详细的工艺环节，具体包括泵阀起停状态滤前水质数据等相关信息。除此之外还包括二泵房运行监控配电系统、监测运行趋势图等相关的功能模块。

3 自动化控制系统在自来水厂中实现节能降耗的方法

3.1 取水泵站自动化控制系统设计

在对自来水厂取水泵站进行自动化系统控制设计过程当中，我们首先要明确，该系统设计的主要职能在于对水泵运作进行控制，并能够有效的监控水位。泵房机组的主要作业是由清水池水位送水泵流量，城区用水高峰期等相关因素决定。PLC可以通过吸水井液位模拟来录入相关信息，在收集水泵房内的数据和作业情况，从而有效的实现对水泵站的自动化控制。

3.2 加药加氯自动化系统控制设计

在自来水厂的净水车间，其主要任务在于对原水进行加药和加氯处理，因此想要实现对该过程的自动化系统控制，应该通过安装计量泵、变频器和电流仪等对加滤系统的全程进行自动控制，而且给药量则可以根据原水的净化程度来进行决定。PLC系统可以根据采集到的原始信息来计算出浑浊度，从而有效的调节加氯量。

4 自动化控制系统在自来水厂的价值解析

4.1 自动化控制系统在自来水厂应用的现状分析

自来水厂在社会发展中具有十分重要的职能，其对于居民的生活质量具有直接影响，然而传统的自来水厂净化控制系统已经无法在适应时代的发展要求，其净化效率和生产效率相对较低，而且还存在着水质净化不达标等相关问题。而为了提升生产效率，降低企业成本，提升供水质量，我国许多三线以上的城市自来水厂开始建设自动化控制系统，并通过应用信息技术、计算机技术等来提升自来水厂的信息化水平。总的来说，自动化控制系统在自来水厂的供水工艺当中已经取得了初步应用，但想要进一步提高应用效果仍然需要进行不断的完善和探索。

4.2 自动化控制系统在自来水厂中应用的经济价值

自动化控制系统具有安全性高、操作方便、节约成本等特点，因此在自来水厂进行应用后可以有效的提升企业的经济效益。通过应用自动控制系统可以使水处理的相关环节变得更加精确化，而且还能够有效的提升供水质量，提高整个水处理的生产效率。自动化控制系统可以使自来水厂的净化、生产、运输等过程变得更加精确，极大的减少了能源和资源的浪费，节约了生产成本，提高了水厂的经济效益，因此具有極大的经济价值。例如，本厂共有三个三级提升泵站，原生产模式当中需要有约四十名员工进行值班，这样不仅增大了人员的工作量，也使水厂的人力成本有所加重。而如果应用自动化系统后，现在的值班人员仅仅只是原来的一半，极大的节约了人力成本。

4.3 自动化系统在应用过程中存在的“利和弊”

在自来水厂的供水工艺当中，应用自动控制化系统可以有效的提升生产效率和供水质量，但同时其对于相关的操作人员也具有一定的要求。首先，系统操作人员应该能够掌握相关的专业技能，对系统具有一个全面的认识和了解，从而做到正确的操作。但在实际生产运行过程当中，由于受到传统生产模式的影响因此部分操作人员无法完成对自动控制系统的使用，或是在应用过程中出现相关的操作失误结果导致系统无法有效的发挥作用，或是对供水工艺过程产生影响。而正确的应用自动化系统可以有效的对水厂生产过程实现自动化控制，而且还能解决供水工艺过程当中的许多问题，有效的保证水质，提高水厂的处理能力。

5 个人见解与展望

在自来水厂应用自动化控制系统过程中，应该加强人员培训，通过学习和了解自动化控制系统的有关知识和操作技能，使相关操作人员可以正确的使用该系统并发挥出它的实际作用，提升生产效率。在今后随着我国科学技术的不断发展，自动化控制系统也将得到进一步的完善和更新，到那时其将在自来水厂的供水工艺当中发挥出更加重要的作用，并取得更好的应用效果。对此需要相关的设计研究人员不断的探索和分析，并针对目前自动化控制系统在应用过程当中所存在的问题寻求解决对策，从而全面提高自动化控制系统的应用水平，促进制水企业的快速发展。

6 结束语

综上所述，自来水厂的制水工艺，其具有连续性、不可替代性和不间断性的特点，而通过应用自动控制系统可以有效地提升该工艺过程的可靠性与稳定性。如今，随着社会的快速发展，对自来水厂的供水水质也提出了全新的要求，因此实现自来水厂的自动化发展也成了一种必然趋势。通过应用计算机技术、网络技术等使自来水厂的供水过程可以实现自动控制，从而确保工艺的稳定运行，解决供水过程当中的相关问题，从而确保供水质量，提升生产效率，促进企业的经济发展。

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