自动化控制系统在自来水行业中的应用分析

赵磊

摘 要：随着现代化科学技术的发展和进步，自动化技术在人们的社会生活中的运用越来越多，不仅提高了人们的社会生活水平，同时也改善了人们的生活环境。自动化技术就是通过机器或者机械代替人类完成一定的工作，在没有人或者人少的参与下，按照预定编写的程序展开工作，并且达成预期的目标，从而提高生产总值。随着现代化控制技术的发展，自动化技术已经全面运用到军事、医疗、农业、建筑、交通、商业等等多个领域，给国家以及人民带来了许多积极的影响。自动化技术使人们的工作更加轻松，减轻了各种繁重的工作，从而提高了社会生产的工作效率。自动化控制系统是自动化技术的核心，也是实现自动化技术的主要手段，它是完成自动化技术的必要条件。本文将从自来水行业自动化技术的研究角度出发，探究自来水行业自动化控制系统的发展现状，并且针对当前自控系统中存在这的问题作出实质性的研究，并且提出一些建设性的意见，从而提高自来水行业自动化控制系统的水平。

关键词：自来水；自动化控制系统；策略；要求

自来水在人们的社会生活中扮演着极其重要的角色，而且它所发挥的作用是无法替代的。自来水的出现使人们的生活居民用水变得更加方便，改善了过去挑水水储水的生活状况，随着社会的发展和进步，人们对于自来水的质量问题的关注程度也在同步增加。因此，自来水厂必须跟随时代发展的脚步，将过去传统陈旧的控制方法必须摒弃，采取现代化的自动化控制系统，从而加大对自来水的处理效果，为居民提供高质量的自来水，从而保证居民的用水健康。自动化控制系统在自来水厂里主要运用到水质的检测、自来水的流量控制以及变频节能等几个方面。本文主要从自动化控制系统在自来水行业的应用角度出发做出分析，分析其工作原理和发展现状，并且提出今后发展的需求，从而提高我国居民生活用水的自来水的质量。

一、自来水的生产过程和自动化控制系统的应用

自来水在人们的社会生活中占据着重要的地位，而且它还是人们社会生活的必需品，其作用和价值是无法替代的。随着社会的进步和发展，人们对于自来水的质量问题也愈加重视，尤其是在当今全球正面临着严重的环境污染的时候，保证自来水的质量显得更加重要。接下来，本文将介绍自来水的生产步骤和自动化控制系统的应用，让广大民众能够对自来水的生产过程有一个大致的了解。

（一）自来水的生产过程

因为建造位置和自来水生产设备的不同，各个自来水厂的自来水制作过程也存在许多不同的地方，但是其基本原理和基本步骤大致相同，并没有太大的区别。其基本操作步骤可以概述为以下几类：取水、制备、投取药剂、混凝、沉淀、过滤、送水。随着现代化技术的发展，自来水厂已经逐步采取了深度制水工艺，从而提高了自来水的质量，达到了国家对自来水的管理标准。现代制水工艺将自动化控制仪表和计算机网络技术结合起来，加大了对自来水生产过程中的监督和管理，从而提高了自来水厂的工作效率，生产出更加符合社会生活居民用水的高质量的自来水。

（二）自来水自动化控制系统的组成元素

在自来水自动控制系统中将会存在许多控制站，这些控制站分散式的位于自来水厂的各个地方，共同作用。本文将以西门子S7-300一级控制站作为研究代表，从硬件和软件方面对自来水自控系统的组成部分展开细致的分析和研究。该控制站在硬件上主要可以分为五个组成部分：CPU、电源适配器、数字量、模拟量和通讯设备。其中，电源适配器、CPU和通讯设备分别安装在控制站的一号到三号位置，其他组成元素的安装位置可以随机化，并没有明确的要求。每个控制站上最多只能安装八个数字量或者模块量，如果想要安装更多的模块量和数字量，就必须采用扩展组态进行数字量和模块量的扩展。

（三）控制方案

在自来水控制方案中，自动化控制系统得到了大力的应用，本文接下来将从三个方面对这些自动化控制方案作出细致的分析和研究，主要包括以下控制内容，单闭环自动控制方式、加氯和漏氯控制方式、滤池冲洗和反冲洗控制方式。

在自来水处理的加药过程中，基本上采取的就是单闭环自动控制方式。 自来水处理的加药过程就是根据自来水的特性，达到自动加药的目的，同时通过自动化技术将药品搅拌混合在一起，实现自动化控制的目的。具体的操作过程可以概述为，将一个预先设置的SCD值置于中央控制系统中，然后利用SCD检测仪检测水质，将检测好的结果转化为4-20MA的信号形式，再将此模式的信号传递给PLC，并将检测值和预定设置值进行比较，从而实现自动化控制。根据合理的比较值，做出合适的调整，在自动加药的过程中展现出合理的自动化过程。

接下来就是对加氯控制系统和漏氯控制系统做出简单的介绍和概述。加氯系统主要分为前加氯系统和后加氯系统，并且具有各自的工作内容和职责。前加氯控制方式主要是对原水采取加氯，用来除去原水中的微生物，达到初步除杂的效果。后加氯系统是根据滤池中流出的出水量和剩余氯量的比例来确定加氯量，PLC是根据滤池氯量监控系统做出严谨的加氯控制。如果滤池中流出的自来水中的氯量超出了设定的预定值，就会启动漏氯控制系统，从而吸收滤池中多余的氯量，从而提高自来水的质量。

滤池过滤冲洗和反冲洗在自来水自控系统中也占据着重要的地位，发挥着积极的作用。他们主要分为定量处理和定时处理两种类型。定量处理是按照自来水通过滤池的流量来决定冲洗和反冲洗控制，而定时处理是按照时间来执行控制过程。不管是定时还是定量处理，在水厂开始走入稳定发展过程后，对自来水的质量上产生的积极效果都是一样的。

目前，我国在居民生活供水上基本上采取的还是恒压供水方式，与之前提到的加药控制方式具有相似的自动化原理。将实际检测的自来水压值与预先设定的标准值进行比较，从而有依据的改变变频器的频率，从而改变水泵的转速达到调压的目的，从而实现恒压供水控制。

二、自动化控制系统运用的要求

自动化控制系统要想在在自来水行业得到更好的应用，不仅仅只是需要依靠先进的科学技术，而且还要加强对自来水厂工作人员专业素质和专业技能的提高，定期的组织相关自动化技术知识的培训，提高他们的综合素质和自动化技术的运用能力。

在城市供水中，自来水厂表现出了重要的作用和地位。因此，自来水厂自动化控制技术的运用程度可以直接反应一个城市供水系统的先进化水平，可以直接左右普通老百姓的生活居民用水的质量。因此，在自来水的生产过程中，加大自动化控制技术的利用率，提高自来水生产效率，对自来水的各个生产环节加强有效的控制和监督，能够生成出高质量的自来水，提高居民生活满意度，提高社会生活的质量和环境。

随着自动化控制技术的大量运用，对于自来水厂工作人员的综合素质也要展开同步的提高，不仅仅只是局限于自动化技术，相关的计算机技术和现代化控制技术都必须熟练掌握。并且在自来水厂的生产过程中，可以利用自己专业的知识和超高的个人能力解决各种困难，提高自来水厂的工作效率。

三、总结

自从国家颁布了《生活饮用水卫生标准》之后，自来水厂在供水系统上和生产过程中增加了许多自动化控制技术，在很大程度上提高了自来水的质量，保证了居民用水的质量。但是，自来水厂并不能满足这种成绩，应该紧跟现代化社会发展的步伐，不断的完善自来水的生产过程，积极创新，不断进步，使居民用水质量得到更大层次的提高。（作者单位：曲阜师范大学工学院）

参考文献：

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