智能化水处理自动化系统研究

罗斌

【摘  要】近年来，经济的发展，促进我国科技水平的提升。我国不断提升的科学技术水平，促进了各类智能化设备、自动化设备的形成，该趋势下也促使了各领域及行业逐渐将自动化和智能化作为了新发展方向，特别是有关于国计民生的水处理行业中智能化设备的运用，不但能将水处理工作效率与质量提高，同时也能推动水处理自动化远程监控和恒定压力调节无人化的实现。本文就智能化水处理自动化系统展开探讨。

【关键词】智能化;水处理;自动化系统

引言

水资源是日常生活中必不可少的重要物质基础，是居民生活和物质生产过程中的必需资源，直接关系到群众的生活质量和社会生产效率，对市政自来水厂和城市水利系统提出了更高的要求，為保障水质和供水稳定，进行大规模的水处理系统升级改造已势在必行。近年来，随着水处理技术的进步与发展，现代化的智能水处理系统在业内得到广泛应用，开展对智能自动化水处理系统的研究，充分了解其工作原理与结构特点，对推动自动化系统的普及与发展具有重要意义。

1系统构成分析

1.1设备工艺系统

智能化水处理设备自动化系统中的工艺系统主要是由三大关键装置所组成，即机械过滤器、活性炭过滤器以及精密过滤器。同时，还包括一些配套设备，如：水泵、阀门、消毒仪器、反渗透高压泵、膜堆主体等。整个工艺系统的操作原理都是围绕水处理、给水这两方面进行设计的。

1.2控制系统

该部分是水处理自动化系统的中枢和核心部分，是和常规水处理站差异最大的单元，也是工作人员发布指令和进行其他单元渗透控制的起点，以多核CPU为硬件基础，通过变频器、电动阀和可控回路组成整个系统的控制网络，目的是通过该系统实现对各子单元的完全自动化控制，降低人工操作压力，为系统的启动和运作预留出调试空间，提升水处理系统的容错率。

1.3信号采集系统

智能化水处理自动化系统信号采集系统是以所有水处理工艺设备运行参数为对象进行有效分析，并以分析结果为根据对设备运行状态进行判断，进而将良好的条件提供给水处理工作，使其得以顺利开展。

1.4保护系统

智能化水处理设备自动化系统中的保护系统，主要负责处理整个水处理系统故障问题，进以通过中断或介质的排放，来达到对水处理工艺设备的全面保护。

1.5互动系统

互动系统存在的意义是构建工作人员和自动控制系统之间的纽带，通过该系统控制各子系统的开关等设备，是交互平台的基本组成部分。

2系统工作特点分析

2.1PLC特点分析

智能化水处理自动化系统的应用功能大多都需要PLC的控制，才能得以实现，该技术主要是在不触动线路和程序的前提下，通过微电脑和自动化控制设备的有机结合，研制出的一种新型的智能技术，其能够在很大程度上推动电脑软件优势的发挥，进而使智能化水处理自动化系统硬件得到相应的优化，增强水处理设备的信效度和能动性。另外，PLC技术优势要远远高于布线控制逻辑优势，其能够在不改变系统线路的基础上，对整个水处理自动化系统的逻辑、顺序和原定数据进行相应的调整，进而使其系统功能和结构设计达到最优化。

2.2变频器特点分析

变频器和PLC共同组成了水处理系统的自动化控制核心，在计算机信息技术的基础上，集成电力电子技术，降低了微处理机的应用门槛，综合性能相比传统线控设备具有高速且低能耗的优势，是实现水处理技术自动化的硬件基础。新变频器系统在水处理自动化应用中的一大特点是该变频器加入了软启动和软中断的执行概念，避免了传统变频器在系统故障时因硬操作导致的整体停机，降低了维护成本，通过优化调整完成低风险的自我保护操作，使自动化净水系统的处理效率达到了一个新的高度，在超滤和RO反渗透设备中应用较为广泛。智能化水平极大提高，不再需要人为调控水泵的启动与关闭，还增设和传感器和无线通信模块，实际上和PLC一样具备逻辑处理能力。因此，工作人员可预设变频器的数据，及时调节系统运行状态，调节渗透膜的压力变化速度，确保膜净化系统的高效运行。

3系统应用要点及相关优化措施

3.1科学设置通信网络

因监控站无法完成非直控水处理设备的适应，而为了确保有效发挥管理机制的作用，就需以信息层结构、设备层结构和控制层结构等多个层级结构来细化监控系统。其中，信息层结构是将以外网作为个水处理单位彼此信息共享的实现依据，同时立足于原有基础上也能进行全新、较强实用性水处理产品的开发;而控制层结构是围绕隧道区域控制器网络，在标准总线的运用下开展组网工作，如此一来可实现水处理信息传输速度的提升，为信息提供兼容性、实效性保障，进而推动水处理远程自动化监控的实现。而在不断提升的科技技术水平背景下，针对现有的智能水处理需求而言，传统以外网网络模式已无法有效满足，创新与优化是必经道路，同时通过结合现场总线构成全新、完整的网络模式，能为智能水处理自动化系统提供正常运行的保障，推动水处理效果的提升。

3.2合理选择PLC设备

PLC设备是智能化水处理自动化系统的核心部分，对其进行合理选择，可以大大提高智能水处理效果，保证水处理质量和处理效率。因此，相关工作人员在采用智能化水处理自动化系统时，必须对PLC设备的选择给予高度的重视，尽可能选择高性能、高质量的PLC设备，这样不仅可以促进水处理自动化系统实现集中处理或独立处理功能，而且还能实现智能水处理自动化系统的数据采集功能、互换功能、保存功能、分析功能以及处理功能等。同时，在选择PLC设备时，还要结合智能水处理自动化系统的实际运行需求，例如，当处在较差的水处理环境下时，相关单位就要选择2Quantom系列的PLC设备或Quantom140系列的PLC设备，这样既可以保证自动化系统的开放性和融合性，实现对水处理现场的自动化远程监控，又能支持水处理厂中的以太网络和现场总线，提高水处理质量和效率。

3.3监控及通讯网络的设置

我国多数水厂在自动化系统试点运行过程中积累了宝贵的设备管理经验。通常情况下，自动化系统通过严格分级的控制机制在人员体系和设备运转上对水处理系统进行监管，但这种管理制度在实际应用过程中暴露出人工管理的弊端，随着智能化系统的自主性不断提升，人工管理反而使系统运转变得冗余，降低了设备运转的效率。目前，水处理设备的应用相对成熟起来，对设备的自动化监控已经提升到了一个新的高度，关于通信网络和监控系统的优先级也开始出现了争议。多数企业还是支持对原有的监控系统进行升级和延伸，运用以太网的即时性和互联性，定期反馈水质净化程度和自动化设备的运转情况，以保障水厂在无人化状态下的可控性和稳定性。

结语

智能化水处理自动化系统有利于水处理效率的提升，是水处理自身得以实现发展、获取更高市场竞争力的重要基础。而对于智能化水处理自动化系统的运用而言，也是社会生产、人民生活所提出的更高用水数量与质量的要求。故而，随着现代社会的不断发展，我们必须正确认识智能化水处理自动化系统，在将其结构明确的基础上，妥善把握智能化水处理自动化系统工作特点，通过在水处理工作中的灵活运用，推动水处理效率与质量的全面提升。在未来发展中，应当对智能化水处理自动化系统应用予以更高的关注，将智能化水处理自动化系统结构明确，并将其工作特点准确把握，将其运用至水处理实践中，实现其优势的灵活发挥。

参考文献：

[1]李伟国.智能化水处理自动化系统分析[J].商品与质量，2017，18（27）：10050-10051.

[2]王喜红.智能化水处理自动化系统分析[J].工程技术（引文版），2016，23（3）：00154-00154.

（作者单位：天津博华环境技术工程有限公司）