现代化水厂自动化控制系统的应用
刘兵
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刘兵,. 现代化水厂自动化控制系统的应用[J]. 传感器研究,2022.11. DOI:10.12721/ccn.2022.157107.
摘要: 随着科学技术的发展,我国的自动化技术有了很大进展,并在水厂中得到了广泛的应用。电气自动化控制系统不仅运用到工业生产中,还被广泛地应用到供水工程的建设中,为了提高供水工程建设的效率、保障水厂的顺利运行提供了重要的保障。同时,在水厂中应用电气自动化控制系统还能够有效推动我国水厂的稳定和长久发展。基于此,本文首先分析了水厂的运营现状,其次探讨了水厂自动化系统的应用,以供参考。
关键词: 水厂;自动化;控制系统
DOI:10.12721/ccn.2022.157107
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目前在水厂的运行过程中,涉及到的设备类型较多,包括机械设备和电气设备,同时还有采集多种类型数据的仪表,对于设备的维护质量要求也较高。可以采用自动化运营方式,降低水厂运维的成本和工作量,提高水厂的运营效率。在自动化运营的实现过程中,需要采用自控PLC技术,将所采集到的数据信息通过PLC控制模块进行分析和处理。

1水厂的运营现状

对于水厂的运营现状,目前水厂的设备运维工作量也较大,主要是依靠人工进行维护和保养,但如果采取人工填写表格的方式进行设备的维护,首先维护的效率较低,其次当需要查找历史资料时,也需要反复找出纸质资料,较为麻烦。如果在水厂设备维护中采取数据库管理系统,将各种运维数据信息录入到数据库系统中,则在查找的过程中,通过数据库搜索命令,即可以达到快速查找数据的目的,为此本文介绍水厂的自动化运营技术。

2水厂自动化系统的应用

2.1水源井自动控制系统

水厂传统的供水生产模式,是由司泵工按照调度室电话指令现场开停水源井提供原水。整个过程都是由人工操作控制压力和水量、加药量等。水泵开启繁琐、压力波动大、加药精度不易控制,且部分水源井地理位置偏僻,司泵工夜间开停水泵辛苦且危险。现代化水源井自动控制系统是由PLC控制器控制水源井,水厂操作人员可以在水厂控制室远程控制水源井的启停。水厂对水源井的远程监控,包括对水源井运行状态及运行数据(出水压力、液位、泵温、瞬时流量、累积流量及电量等数据)的远程采集及水源井的远程启停,实现水源井的自动控制。

2.2水质检测自动化技术

人们的生活和生产都离不开水,因此保障水质的好坏与人们的生命健康有直接的关系。这就需要水厂在供水之前需要对水的质量进行严格检测,从而使水的质量能够满足人们的要求。一般情况下,在对水厂进行监测过程中主要采用的设备为新型的自动化检测仪,其检测的主要内容为水的流量、水位、温度和水的质量等。同时,在检测时还需要采用的设备为pH测量仪、流动电流检测仪和漏氯检测仪等检测仪器。而之所以借助这些检测仪器主要是因为这些仪器发挥着各自的作用,例如:为了能够确保水流量测量的准确度,除了利用传统的电磁流量计进行测量外,还需要运用大量的非接触仪表,对水流量进行准确的测量。另外,在水质检测的过程中还需要采用精密仪表,在保障水位、温度等方面测量的精准外,还能够彻底保证水的安全。

2.3水处理厂自动化中控系统软件的应用

对于水处理厂的管控系统,其功能的实现,需要依靠自动化软件。在控制软件中,需要和水厂的硬件设备相互配合运行,才能保证软件系统所下发的命令,能够在硬件设备上得到执行。在系统软件的基本架构图中,包括了多个不同的数据采集设备、远程控制工作站和报表打印机等。水处理厂的终端采集设备,通过无线或者有线通信网络,和主站工作站相互通信,实现对数据信息的分析和处理。在软件系统中,需要处理的数据类型包括水的流量、水池的液体位置、水中所包含的泥土浓度,以及水质中的COD含量等。将采集到的这些数据信息传输到上位机中,并在软件中加以分析和出来,可以实现对水处理厂运营的自动化。

2.4恒压供水自动控制系统

为实现恒压供水的目的,水厂恒压供水自动控制系统采用闭环控制,同时考虑系统的安全性,附加开环控制,作为备用。开环、闭环之间可以方便的进行转换。恒压供水自动控制系统通过出厂水管道上压力传感器进行实时检测,并将检测到的管道水压信号经过转换后传送给PID调节器,PID调节器将此信号与水厂给定压力值进行比较,经过一系列的运算将输出一个标准的控制信号给本系统的执行器———变频器。变频器根据调节器输出信号的变化来改变其输出频率,进而改变二级泵电机的转速。当电机达到满速后,如果检测压力仍达不到设定要求,控制系统会自动地启动其他水泵电机,直到达到设定压力并保持压力稳定。系统同时具备循环倒泵的功能,使水泵均衡使用。

2.5送水过程控制

送水过程的控制主要是对水量进行的控制,从而使电气自动化系统的控制更加合理、科学。其中在对水量进行全过程的控制和检测时需要根据水厂的实际使用需求进行控制。例如:当某一个小区在用水高峰期时,用水量较大。如果在这时没有进行全面的检测,则会导致小区送水量不足和水压不足的现象,从而使高层小区出现严重的缺水情况。而在应用电气自动化控制系统后,能够对不同时段的送水量进行控制。同时在对水压进行有效的监控时,需要根据实际的用水量,对送水的量进行调整,从而逐步满足居民的用水需求。

2.6污水厂远程信息化管理系统的应用

污水厂要实现自动化运营,首先需要使得管理系统具备对污水厂的远程实时监控的能力,这样就可以在远方实现对污水厂的设备操作和控制。在远程管理系统中,主要是借助信息化技术,通过数据采集设备及服务器和污水处理厂中的多个不同类型的终端设备进行相互通信。在通信网络系统的构建中,可以采取VPN技术,保证网络通信系统中的数据传输的安全性和有效性。

2.7调度自动化系统

调度自动化系统是生产领域系统的核心,负责整个水务企业所有生产、运行过程中的数据采集和监控,是一个综合的供水信息化管理平台,也是诸多生产管理、高级业务应用的基础数据平台。水厂总调度室实现对公司水厂及水源井进行生产和工艺过程实时监测及水厂出厂水质在线监控、调度管理,同时可远程对水厂二级泵和水源井潜水泵进行开停操作。调度自动化系统主要采集水厂和水源井的实时电压、电流、压力、流量、功率、功率因数、电量、机温、液位等生产运营数据,各实时参数数据具有报警功能。自控系统可对数据进行处理,实现曲线、报表、带图、棒图等图表分析功能,并可以清晰分析、比较数据,便于为管理提供数据决策;能够自动生成需要的报表,并具有自主编制功能;对生产运行过程实时测控,形成企业生产运行过程的“实时数据库”;对数据进行重新分类、加工、整理和归档,使之成为完整和可用的生产记录,形成统一和开放的生产数据共享平台。

结语

综上所述,在水厂中应用电气自动化控制系统能够对水厂中的水进行质量的把控,不仅能够提升水厂的生产效率,还能够保障水的质量,从而逐步满足人们的用水需求,促进水厂的稳定运行。同时,电气自动化控制系统的应用还具有强大的商业家价值,水厂通过合理应用电气自动化控制系统,能够在一定程度上降低工厂的成本和资源的损失,从而为水厂带来更加可观的经济效益。总而言之,电气自动化控制系统能够在保障水质的前提下,提高了水厂的处理能力,从而为其他的水厂提供了保障。

参考文献

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