自动化控制系统在阿克苏市哈尼喀松农村饮水安全工程中的应用

陈艳梅（阿克苏市农村自来水管理站　新疆　阿克苏　843000）

自动化控制系统在阿克苏市哈尼喀松农村饮水安全工程中的应用

陈艳梅
（阿克苏市农村自来水管理站新疆阿克苏843000）

阿克苏市前期农村饮水安全工程建设标准低，供水保证率低，本文介绍了自动化控制系统在阿克苏市哈尼喀松农村饮水安全工程中的应用、自动化控制系统的组成、作用，以及在工程应用中取得的成效，可为类似工程提供借鉴。

农村饮水安全工程；自动化控制系统；自动化控制的目的；自动化控制的作用

1　引言

阿克苏市位于新疆南部，全市总人口51.67万人（包括农一师），其中农村总人口15.46人，主要分布在阿克苏市新大河两岸的多浪灌区、东岸灌区和阿依库勒灌区，共辖四乡两镇一场，122个行政村。自1995年以来，阿克苏市共兴建农村水厂36座，但由于当地农村经济薄弱，前期改水工程国家配套资金少，地方自筹资金落实比较困难，造成已建成的改水工程建设标准低，供水设施简陋，水源保护工作不到位，大部分水厂无消毒设备，导致供水保证率低，农村水厂自来水普遍存在氟超标等问题，为改善广大农村群众饮水安全问题，阿克苏市坚持以人为本，树立全面、协调、可持续发展观，结合区域水文地质条件，将阿克苏市农村水源规划分为三个区域：阿克苏市萨克沙克水源地，阿克苏市哈尼喀松水源地，阿克苏市尤喀克巴里当水源地，在“十一五”规划中，由新疆自治区发改委批复阿克苏市两乡一镇一场尼喀松农村饮水安全工程，通过新建哈尼喀松水源地，新打机井3眼，抽取合格地下水，汇流至新建哈尼喀松总水厂，铺设主管道将多浪灌区原有的16座水厂联并，通过输水干支管道将水送到16座水厂的水塔或清水池，二次加压后，解决依干其乡、拜什吐格曼乡、喀拉塔勒镇、良种场两乡一镇一场农民群众的饮水安全问题，该工程投资2980万元。由于本次工程规模大，由一个集中水源地向各个分水厂的水塔或清水池供水，再由水塔或清水池向下游用水户供水，线路分散，供水范围广，仅依靠现有的水厂管理人员难以完成，因此在新建水源水厂配置一套自动化监控系统，通过自动化管理设备，能够远程、及时、连续、准确的采集、传输和监控站点的数据，为管理的科学化进行分析与决策，从而实现供水过程的全自动化管理。

2　水厂自动化控制的目的

阿克苏市两乡一镇一场尼喀松农村饮水安全工程自动化控制遵循“集中管理、分散控制、数据共享”的原则，系统各部分相对独立并利用网络技术完成系统的纵向、横向扩展，实现系统的远程控制与分析处理，最终到达中心控制管理中心。哈尼喀松农村饮水安全工程自动化控制的目的是远程控制3台机井井泵的关闭和开启，远程监控系统监视16座支线水厂的清水池或水塔的进水、数据采集，安全防护情况。

自动化测控系统选用“无线测控系统”，此系统结合现代成熟的计算机技术、通讯技术、微电子技术、自动化仪表技术于一体，通过对水厂及管网的各项参数遥测、遥信和对设备的起停，实现对水厂运行全自动控制。自动化控制的应用为供水调度自动化、科学化、合理化创造了良好的条件，为降低生产成本、保护设备、节省水电资源，提高生产效率，为实现最优管理奠定了坚实的基础。

3　自动化控制系统在水厂中的应用

3.1控制系统的组成

阿克苏市两乡一镇一场哈尼喀松农村饮水安全工程自动化控制总体框架是建立在数据通信、水位监控、流量监测、水质监测、闸阀监控、信息网络、软件系统方案的基础上，实现对水厂各系统的运程监视、控制功能。系统主要由水源井集中控制系统、各分水厂集中监控系统、数据的远传和记录、控制管理中心四部分组成。

3.2水源井集中控制系统

在哈尼喀松水源地的3眼水源井内安装控制箱，依据蓄水池的水位进行实时控制，当水位高于或低于设定值时，将现场数据信号通过无线发送至中控室，系统及管理员可对水源供水管井的水泵和一级加压泵站进行远程的关闭和开启，从而实现水源供水井水泵根据水池水位状况进行远程启、闭控制，解决水池的溢水或水量不足的问题，达到高效、轻松的水源管理目标。

3.3各分水厂集中监控系统

集水池通过加压泵向各个分水厂输水，加压泵采用变频器进行一对二控制，各个分水厂水塔或清水池设有水塔或清水池液位传感器、电磁阀，变频恒压供水控制柜、出水压力变送器、分厂出水流量计、定向天线和测控箱各一台，，在水塔前安装电磁阀及逆止阀，在水塔或清水池内安装液位传感器进行控制，而且液位传感器的实时数据通过GPRS通讯模块向中心站发送信号，而流量计则对水塔流量实现实时监控当水池水位达到预设水位时，液位传感器反馈给电磁阀自动关闭；水位下降时、阀门自动开启补水。16座分水厂出水口设变频恒压供水，通过这些设备将各分水厂的运行情况，如水压力、出水流量、液位、机泵状态等信号通过现场无线传送到中控室。

3.4数据的远传和记录

该项目的自动化控制系统主要监控各分水厂清水池或水塔水位，当水位到达清水池或水塔的设计蓄水位时，反馈信号回中控室，中控室发送指令关闭相应水厂的进水阀门，当所有水厂的水位达到设计水位时，中控室关闭总水厂的离心泵，当总水厂蓄水池水水位达到设计水位时井泵停止运行，本系统采用无线电台将各个分站的信号采集输送到中控室，一般情况下，无线数传电台的有效传输距离15km左右，该项目的最远距离达到了70km，根据实际站点合理的配置数传电台和数量，采用了中继的方式延长数据传输的距离，保证采集数据传送到中控室。

3.5控制管理中心

自动化控制中心设在新建哈尼喀松水源水厂，对整个供水系统实行自动化监控和控制，对各类数据进行集中管理、实时监测与报警。控制中心包括：管理机、显示器、打印机、无线数据传输机，前端接口，不间断电源、操作台等设备组成微机远距离控制、监测及“数据采集”系统。使用专用工控软件包和开发软件，使系统更具有开放性，对远方的RTU实现“遥测、遥信、遥控、遥调”采集。中心控制室可使位于中心位置的系统操作人员通过中心软件控制整个中心站以外16个分水厂运行系统、从中心站发出命令的回送指示，状况监视，为操作人员提供完全可视控制。中控室对采用工控机对16个分水厂监控，对监测到的数据和图像一目了然，直观清晰，可完成现场视频信号显示记录、动画效果、报表打印等。

3.5.1数据的采集、传输与接收

系统的中心站从水源出水口以及管道的主要分水口采集到时的实时数据，在中心站的前置计算机接收并经过转换、处理与转存到数据服务器上，然后可通过软件界面上予以实时的显示，用户可根据这些显示的实时的数据来判断水质、水量状况，以便及时做出必要反应。

3.5.2历史数据的查询与统计

从系统的中心站的服务器中用户可以随时查询水质、流量等数据的历史信息，并可以对水质、流量任意时段内的数据做出相应的统计，然后生成各种水质或流量的日报、月报、年报等。

3.5.3供水水质报警与评价

根据水质监测得到的数据，对供水水质状况进行等级评价，以确保供水水质的安全，同时可根据水质数据的变化规律预测变化趋势，一旦出现异常情况，及时报告预警信息，从而达到对供水水质安全的预警预报功能。

3.5.4供水管道维护

根据各流量点的流量数据，反推算出整个供水管路是否运行正常，是否有泄漏、是否有爆管，快速处理供水管线突发性的管道过压事故提供依据。

3.5.5水厂安防系统

本工程的安防系统主要设在哈尼喀松水源水厂，采用计算机多媒体控制及网络传输、远控等多种技术，应用数字电视监视系统，对运行管理系统范围内的水泵等重要的水工设施及周边环境进行实时图像监控，使水厂的管理人员随时了解水厂实时的工作状况，加强管理水平及安全保卫工作，实现集中化管理的运行模式。

4　结语

自动化控制系统在阿克苏市两乡一镇一场哈尼喀松农村饮水安全工程的应用，实现了对水源水厂机井、蓄水池、16座分水厂供水运行情况控制，使管理人员通过计算机操作就可启停水泵的运转，随时掌握各监测点水质、流量、供水压力现场数据及设备管网运行情况，实现了对水厂运行统一监控、统一调度，提高了供水的稳定性，保障了供水系统的正常运行和管理，自动化控制系统在水厂中的应用，实现了对水厂的统一管理监控，提高了管理水平。陕西水利

［1］刘海斌.自动化测控系统在农村供水中的应用［J］.陕西水利.2011年第2期

［2］赵旭红，刘爱平.自动化控制系统在农村饮水安全工程中的应用［J］.现代农业.2008年第8期

（责任编辑：畅妮）

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