探究自来水厂生产过程自动化系统的设计与实现

张义琛 洪德雨

摘要：随着我国经济的快速发展，人们生产生活中的用水量也在不断增加，但是由于环境因素的影响许多水质已经收到了严重污染。因此，在自来水厂建立自动化处理系统，不但可以提供处理水的效率，还能满足人们对改善水质的要求。因此我们必须不断优化和改进自来水厂的整个生产过程，基于笔者多年的从业经验，本文对自来水厂的自动化系统设计过程进行详细讨论。

关键词：自来水厂;过程自动化系统;设计与实现

1、引言

由于我国与欧美先进国家的自来水厂自动化系统几乎没有交集，因此在中国自来水厂生产中使用自动化系统的普及度不足，并且自动化系统的使用水平因地区而异。就北京和上海等主要超一线城市而言，城市人口众多，很早就已经开始引用自来水生产自动化控制系统，有效地满足了城市的自来水需求。但是，在三、四线等相对落后的城市，城市经济发展程度不足，城市对自来水的需求没有超过传统自来水生产控制系统的负荷，因此大多数三、四线城市对自来水厂自动化系统没有足够的了解。

在中国的自来水厂自动化系统技术领域，大多数缺乏经验，这方面的专家也很少，因此导致使用自动化系统的经验非常缺乏。随着时间的流逝，人们对自来水的需求日益增加，不可避免地需要使用自动控制系统。因此在中国的自来水厂行业中，有必要加强对自动化控制系统的参学习，并增强工作人员的专业技能学习，引进国外的先进技术和设备，但要注意充分结合我国的具体情况，不可“照搬照抄”。基于笔者多年的从业经验，本文给出了构建自动化水处理系统的必要性和自动化水处理系统的设计要求。

2、自动化水处理系统的特点

自来水厂的自动化控制系统与现有的控制系统有很大的不同。自动化控制系统可以自动收集自来水厂的具体信息，对自来水厂内的各种生产设备和机械进行及时的控制和数据统计，并实时反映各种设备的状态。自动化系统可以有效地收集信息，并将其记录在系统中，并根据其他设备的反馈自动调整每个设备的参数，制订最优的自来水生产计划，以避免在生产过程中设备调试错误和其他问题。自动化系统的效率和质量都很好，这意味着即使没有专业知识的人也可以执行对系统的操作，从而大大降低了自动化系统对工作人员的技术要求，从而减少了工作人员工资支出，并降低了运行自动化系统人员的学习成本，能够证明自动化系统的强大适应性。此外，自动化系统对故障检测非常敏感，同时配备了最新的监控和警报设备。自动化系统的实时监控从设备中收集特定数据，以了解每个自来水生产环节是否正常。如果自来水生产有问题，则可以使用从内部收集的信息来快速识别发生故障的环节，然后排出故障点并恢复自来水的生产。自来水自动化系统充分发挥了人工智能系统在供水领域的作用，加深了人们对自来水生产整个过程的理解和控制，消除了自来水厂在生产中的弱点，有效地提高了水质和生产自来水的效率。

3、系统总体设计

3.1自动化控制系统设计

3.1.1现场控制

自来水厂的现场控制主要来自于视频终端控制具体的控制方法如下：摄像机安装在水处理设施、泵房、控制室等内。控制室内部安装了水监控系统，可以动态监控和检查水泵和其他设备的运行情况。要加强对自来水厂消毒的检查和监督，科学控制消毒剂的用量，保证自来水管理和自来水泵的控制。

3.1.2主控制

主控制是自动化控制系统的关键部分，特别是对自来水生产和处理中多个场所的监控和管理，主控制是核、GPS、UPS交换、数据库服务器，水源监控主要负责在不同地点的数据和信息的动态收集，同时可以对收集到的数据和信息进行动态分析和计算，以监督和控制远距离、全程化监督与控制。同时，也要强化调度、指挥等功能，形成自来水的现代化生产、加工与质检，同时，把一些科学、有价值的信息数据收集起来供大家参考。

3.1.3管理控制

管理控制主要是指管理的许多控制活动，而管理主要取决于管理控制系统。在自来水生产、处理和监控中，通过监视视频查询信息并远程获取数据。因此远程监控、控制和命令过程可实现安全、可靠的自来水生产、加工和运行。

3.2水质监测系统

自动化技术促进了水质检测的自动化发展。以自动化設备为代表的设备用于监控水压、温度、流量和水质，常见的检测设备包括：水质浊度检测仪、漏氯警报设备、酸碱值检测仪等。同时它还负责流量测试设备，例如电磁流量计、水位计和PH测试仪。其中，水质自动检测已成为重要的选择，并且已经选择了几种智能自动检测装置以确保检测的准确性和准确性。

3.3水处理系统

自动化系统也随着智能化和现代化的发展而发展，已经引入了各种新技术、新工艺和新设备来构建水处理系统，以提高自来水处理能力，但是这种系统仍然有待发展和完善。积极依靠科学控制理论来构建一个自动化系统，该系统必须合理地控制添加剂，例如氯的添加。由于现代自动化技术，机械加工和制造技术的不断发展，各种水处理自动化系统也得到了不断发展，质检搭建起了自动化水处理控制模型，能够对水处理过程中的用药量进行自动化控制。

3.4变频节能

自来水生产、处理、加工和水质测试的真正挑战是能源消耗，尤其是在用水高峰期（用户用水需求持续上升）。最重要的是，耗水量是一个动态的浮动过程，它会根据季节、地区等因素影响全年的耗水量，通常，耗水量会随季节而变高。自来水厂必须在最大用水量和最小用水量之间进行变频控制，并应根据用户的实际用水需求进行科学的变频控制。变频器是一种通用调速装置，可用于变频调速工作，可以适当地达到节电节能的效果，而且还能够选择电压转换和可变方式来达到变频节能的目的。也可以参照用户的实际用水需求量对应于变频设备的水转化压力和速度的灵活控制，最终达到节能的目的。

3.5机电一体化

自来水厂的自动化系统认可机电一体化设计，即初始过滤、沉淀和其他环节集中在一台机器上，从而节省了机器占用的空间，同时使维护更加方便和简单。自来水生产和处理中增加了自动反冲洗和污水排放功能，还包括其他特殊工艺技术（例如复杂过滤），为以往的水体净化带来了新的出路并减少复杂的生产和处理，能够确保自动化控制的要求。

4、结论

综上所述可以分析得到，自来水是人们生活中最重要的资源之一，必须严格科学地设计和用于生产中，其中自动化系统尤为重要。尽管自动化系统的技术、设备和人员存在问题，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系统方面的普及性。

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