基于自来水厂生产过程中自动化控制系统的设计与实现

石磊++王亚慧

文章编号：2095-6835（2017）10-0137-02

摘 要：水是人们生活中必不可少的一种生活生产物资，也是地球上最为重要的资源。自然界中的大部分水都不能直接饮用，因此，需要自来水厂对水内部存在的杂质和有害物质过滤，并通过管道运输至人们家中与工作场地进行使用。随着时代的进步，人们对自来水的要求越来越高，因此，自来水厂也需要进行技术与设备上的更新。其中，自动化控制系统对于自来水的生产具有重要作用，采用自动化控制系统不仅仅可以有效提高自来水的质量，并可以提高自来水的生产效率，保证人们需要的水量要求，这就要求自来水厂需要对自动化控制系统进行优化设计。通过对自来水厂生产过程中的自动化控制系统进行分析，旨在增进人们对自动化控制系统的了解，推进自动化控制系统的发展。

关键词：自来水；水质监控；专业技术；供水行业

中图分类号：TU991.2 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.10.137

1 我国自动化控制系统现状

因为我国与国外的自来水生产接触较少，因此，我国自来水厂生产中对自动化控制系统的使用不足，不同地区之间的自动化控制系统普及水平也相差较大。对于北京、上海等一线发达城市，因为城市内部居住人员众多，对于自来水厂的负担压力十分大，因此，其很早就已经开始引用自来水生产自动化控制系统，这有效地满足了城市内部对自来水的大量需求。但在三、四线等较为落后城市，城市经济发展程度不足，且城市内部对自来水的需求量没有超过传统自来水生产控制系统的负荷，因此，大部分落后城市對自来水生产自动化控制系统都没有较多的接触与了解。在我国的供水技术领域，大部分高校缺乏专门的供水技术领域专业教学，在供水技术领域的专业人才非常少，在使用自动化控制系统方面的经验十分浅显，在人才与技术上的缺乏，这是我国自来水生产自动化控制系统普及的主要障碍所在。随着时代的进步，人们对自来水有着越来越高的要求，使用自动化控制系统是必然趋势，因此，对于我国供水行业而言，应加强对自动化控制系统的引用与学习，加强对人员专业技术的培训，对国外的先进技术设备进行引进，但要注意要充分结合我国的具体情况，不可“照搬照抄”。

2 自来水厂自动化控制系统的特点

自来水生产的自动化控制系统对比与传统的控制系统，有着巨大的不同。自动化控制系统能够自动采集自来水厂的具体信息，对自来水厂内部的各种生产设备机械都能进行及时控制与数据统计，实时反映不同设备的情况。自动化控制系统能有效收集信息并记录在系统之中，根据不同设备的反馈情况自动调节各个设备的参数；制订最优的自来水生产计划，确保生产过程中不会出现设备调试错误等问题，保证生产的效率与质量；自动化控制系统具备便利性，即一般不具有专业知识的人也可以进行简单操作，这样大大降低了自来水厂对招聘人员的要求，从而降低自来水厂在人员工资上的支出，此举可以降低人员操作自动化控制系统的学习成本，体现了自动化控制系统极强的适应性。

此外，自动化控制系统对故障的检测也是十分敏感的，其采用了最先进的监控与报警设备，通过对自来水生产设备的实时监控，及时获取其设备的具体数据，了解自来水生产各个环节是否正常。当自来水生产出现问题时，可以根据其内部收集的资料，最快速地确认哪一个环节出现了故障，从而及时排除故障，恢复自来水的生产。自来水生产自动化控制系统充分发挥了人工智能系统在供水领域的作用，增强了人们对整个自来水生产过程的了解与控制，消除了自来水厂在生产中的弱点，有效提高了自来水质量和生产效率。

3 设计思路

3.1 水质监控

对于自来水厂的生产环节来言，其中最重要的就是水质监控，水质监控即指采用设备对自来水生产来源水与生产出的成品自来水进行水质上的检查控制。众所周知，如果自来水厂生产的自来水水质出现问题，将可能直接导致饮用自来水的人们的身体健康遭到影响，因此，应严格进行水质监控工作，保证水质安全是自来水厂的重要任务之一。在自来水生产自动化控制系统中，对于水质监控环节肯定是必不可少的。因为水质监控所涉及到的设备比较多，所以，在传统的生产控制系统中，往往是采用人工对每一个数据进行记录与核对，其工作过程比较漫长，效率比较低，但是采用自来水生产自动化控制系统能实时掌握水质的具体数据信息，当某个数据出现异常时，其自动控制系统将会直接报警，告知相应的监控人员其水质中的部分数据发生异常，且自动化控制系统还可以通过水质问题数据了解到是生产环节与设备中的哪一部分出现了问题，便于维修人员对生产流程与设备的维修，快速恢复自来水的正常生产。

在对自来水的流量进行测量时，可以使用非接触性的测试仪表、电磁流量计、水位测量仪等。其中，水位测量仪是进行自来水处理工作中的重要设备，还可以广泛地应用在配矾、格栅配水井、清水池、滤池等环节之中，选择的水位测量仪的类型有很多种，包括超声波、静电电容式、浮子式、吹气式、静压式、差压式等。自来水生产过程自动化设计的重要工艺就是自动化水质的检测工作，因此，要选择先进的检测仪表，运用现代化的科学技术，不断地提高对自来水水质检测的精准度，扩大对自来水的检测范围。

3.2 水处理控制系统

所谓“水处理”，是指对原料水中的杂质以及有害物质进行过滤，剩下的纯净水就是生产完毕的自来水。水处理是一个系统性的环节，也是自来水生产的核心环节，在传统自来水生产控制系统中，水处理控制往往过于死板，通常是按照统一的方式与标准进行处理，但针对不同的原料水，效果可能较差，处理后的水质也不能准确控制。基于传统自来水生产处理控制方面的缺点，在自动化控制系统的设计之中，针对水处理控制系统必须要具有一种“可变性”，这种“可变性”指的是能够有效根据不同的原料水内部组成部分的差异，进行不同方式与不同针对性的水处理，能够充分发挥水处理的积极作用，保证水质在水处理之后能有效改善，其内部的有害物质与杂质被去除，保证了最终自来水生产的高质量，保证了人们饮用后不会出现生命危险。

3.3 变频节能

在自来水的生产过程中，因为整个生产环节具有复杂性与困难性，其中要消耗大量的电能与水源，在传统的自来水生产控制系统之中，因为第一目标是保证自来水的生产质量与水量，因此，往往会发生严重的资源浪费行为。众所周知，水资源是人类重要的资源之一，每一滴水都应当得到有效保护，基于这一原因，在自来水的生产自动化控制系统设计之中，就添加了变频节能的功能。其可以根据不同时段、地区的自来水需求量，在生产过程中进行一定程度的变频，使自来水生产出的水量与人们所需要的自来水水量相吻合，做到不浪费资源，合理优化配置，充分保证水资源的合理使用。

4 结束语

自来水作为人们生活中十分重要的使用资源之一，必须要在生产上进行严格、科学的设计和使用，其中，自动化控制系统尤为重要。尽管目前我国在自动化控制系统上还存在技术、设备、人员上的缺陷，但这不代表我国的供水领域就不能进步，供水行业的相关人员要及时学习国外的先进技术与经验，引进国外自动化控制设备，充分满足我国供水领域的需求，提高我国在自来水生产自动化控制系统方面的普及性。

参考文献

[1]游睿.探究自来水厂生产过程自动化系统的设计与实现[J].电子技术与软件工程，2016（09）.

[2]王伟星.自来水厂生产过程自动化的设计与实现[D].北京：电子科技大学，2012.

[3]王鼎顺.现代自来水厂自动化控制系统的研究与实现[D].长沙：湖南大学，2007.

〔编辑：张思楠〕

文章编号：2095-6835（2017）10-0140-02