电气自动化控制系统在水厂的应用

位翱洋

（浙江中控信息产业股份有限公司，浙江 杭州 310051）

引言

水厂建设是现代城市水资源合理利用的重要组织，水厂具有水资源供应、水体检测等多项功能，各项功能的良好应用，直接关系到城市用水安全。而在现代城市用水量增大、水质要求增加的情况下，要求水厂在开展各项工作中，也应该尽快完成工作模式优化，提升城市供水管理效率。而采用电气自动化控制功能就是非常良好的自动化管理模式，利用电气自动控制系统的自动化功能，可以完成水厂各项工作优化，实现水厂生产管理的自动化完成，提升水厂管理应用质量。

1 水厂电气自动化控制系统分析

水厂电气自动化控制模块是当前水厂自动化管理工作应用的重要模块，对于水厂各项工作开展有重要的意义。在电气自动化控制模块的应用过程中，按照水厂生产和管理的各项工艺分析而言，其自动化控制模块主要包括取水泵控制模块、送水泵控制模块、加氯自动控制模块、格栅配水池控制模块、反应沉淀池控制模块以及配电控制模块等组成。不同的控制系统可以完成水厂的不同功能。同时利用自动化技术使各项系统都具备自动控制功能，能够实现水厂生产、水厂供水以及水厂水质检测等多项自动化工作，实现了水厂生产的整个自动化生产链条构建，继而也提升了水厂电气自动化生产，确保电气生产应用更加合理。

2 水厂电气自动化控制系统的应用分析

水厂电气自动化控制系统的应用，是为了完成各项生产工作，所以在实际电气自动化控制系统应用过程中，可以利用其功能完成各项水质检测工作。以下是对电气自动化控制系统的实际应用方向和应用要点进行分析。

2.1 水厂电气自动化控制系统的应用方向

1）水质检测电气自动化控制系统的应用可以实现自动化水质检测工作。进行水质检测中，可以使用自动化检测仪器进行水质检测，检测过程中使用到pH流量检测仪、流动电流检测仪、高低浊度检测仪器进行在自动化的检测。采用自动化控制装置进行检测，能够提升检测精度，也能够实现检测效率的升级。采用电气自动化系统对水质检测仪器进行控制，自动控制检测工作比传统的人力检测工效率更高。

2）水处理系统的应用。在现代水厂管理工作中，水厂说处理系统的应用非常关键，在实际的水厂水处理工作中，主要完成水质检测、加氯处理以及水体供应等相关工作。而水厂电气自动化控制系统应用，就能够完成各项水处理工作的自动化开展，从而实现水厂管理的自动化完成。设计应用自动化控制系统，能够提升水质检测效率。在传统的水厂水处理中，采用经典控制理论进行水厂控制，同时在水厂处理中，该理论主要使用人工控制模块。而在电气自动控制系统的逐渐研发中，DCS系统在水厂水处理中应用，提升网络水处理的应用效果，对于水厂的各项工作开展也有非常重要的意义，提升了水厂工作质量。

2.2 水厂电气自动化控制系统的应用要点

综上所述，水厂电气自动化控制系统的应用，可以实现自动化的管理工作，提升了水厂的应用质量。同时自动化控制也是现代水厂的主要工作改进方向，而为了实现水厂的电气自动化控制，就能够提升水厂的应用管理，确保水厂的自动化应用更加有效，也能够提升水厂的控制效果。为了实现水厂电气自动化控制系统的良好应用，还需要对水厂电气自动化控制系统进行合理的设计，设计的科学性以及系统设计的可持续性，就能够提升电气自动化控制应用效率。

1）在系统应用前，需要对水厂的各项工作要求进行分析，主要分析水厂的自动化应用功能，分析水厂的自动化管理功能需求等，通过功能需求分析，完成后续水厂电气自动化控制系统的设计。

2）在系统应用前，还需要对水厂电气自动化控制技术进行完善，完善水厂应用过程中的各项技术。如，使用到变频控制技术、智能以及自动化仪表装置的应用都是实现水厂电气自动化管理的关键技术，对于水厂的技术应用就有非常重要的作用，也是实现水厂自动化管理的重要模块。

3）在系统应用中，可以实现水厂的电气自动化控制系统应用过程中，为了实现系统的良好应用，还需要配合系统完成水厂管理制度建立，完成水厂自动化工作流程制定和提升水厂电气自动化功能应用效果。

3 某水厂电气自动化控制系统的设计和应用分析

3.1 某水厂电气自动化控制系统设计

某水厂是某市供水中心，对于某地区的水资源合理应用有非常重要的作用。在实际的水资源应用过程中，某水厂企业设计电气自动化控制系统完成各项自动控制功能。以下是对某水厂电气自动化控制系统的设计分析研究。

在某水厂电气自动化控制系统设计应用过程中，完成了系统的总体结构控制应用，对于系统的设计而言也有重要的意义，实际的系统设计中，主要完成中控层设计应用、现场控制层设计应用、无线传输层以及上层管理系统等模块，不同的层级和结构都直接关系到系统的综合设计应用，对于系统的各项控制功能实现也都有非常重要的意义。

1）某水厂电气自动化控制系统设计应用过程中。中控室模块主要是完成水厂各控制系统的监控工作，通过监控工作良好开展，确保水厂各项电气自动化控制工作良好完成，也能够提升电气自动化应用效果。实际的水厂自动化控制应用中，可以实现水厂的自动化管理。水厂电气自动化控制系统应用，可以实现监控管理等多项工作。

2）某水厂电气自动化系统设计中，现场控制层是完成水厂水处理工作的主要层级，在水厂水处理现场控制层设计中，主要设计有送水泵房设计、加氯加钒泵房设计以及反冲洗滤池设计等内容，各单一控制模块就可以完成各项水厂处理工作。

3）某水厂电气自动化控制系统设计中，还包括上层管理系统的设计应用。某水厂电气自动化系统主要使用到SCADA系统、SCADA系统在应用中具有数据采集、自动水厂检测、水管网监测、自动报警分析以及历史数据分析等多项工作，从而促进了水厂自动化检测功能实现，提升了水厂的自动化管理效率。

3.2 某水厂电气自动化控制系统应用及其效果分析

某水厂电气自动化控制系统设计主要目的是为了完成水厂水处理工作的各项管控。利用该电气自动化控制系统可以完成自动化控制工作，以下是对电气自动化控制系统的应用进行分析。

3.2.1 加氯自动化控制应用

利用水厂电气自动化控制系统能够实现自动化的加氯工作。水厂加氯是水厂水处理工作的重要环节，也是对水厂的水体进行净化。在传统水厂加氯工作实施中，主要包括预加氯、前加氯、滤后加氯以及出厂补氯等工作。在进行加氯中，主要是根据水厂水质情况进行加氯。而在传统的加氯实施过程中，加氯精度较差，各环节的加氯工作无法高精度完成，影响了加氯工作应用效果。而在自动化控制系统应用之后，能够实现自动化的加氯分析和计算，提升了加氯工作效率。自动化系统应用后，设置了比例加氯自动化控制模块以及余氯负反馈控制模块，可以实现了自动化控制功能，提升加氯控制效果。

1）比例加氯自动控制原理是利用自动化控制系统设置PID闭环加氯控制，提升了加氯精度。如，在自动化控制中，在前加氯控制中，增加了流量比例控制器、自动化水质检测仪器，将二者与加氯机之间形成自动化连接，设置闭环控制系统。实际的加氯自动化控制应用过程中，水质检测器将水质中的氯成分信息收集并分析，将采集的信息发送到SCADA系统之中，SCADA系统按照预设数据完成加氯质预估，并且按照水体流量比例控制器与加氯机完成实时加氯以及实时管理工作，按照水质的检测要求完成水质更新加氯，继而提升水质加氯的控制效率，也能够提升水质加氯效果。

2）余氯负反馈控制模块，主要应用原理是完成水质手动加氯以及水质加氯控制，实际的水质检测工作实施中，主要是利用余氯仪器与加氯机之间相互连接，同时通过加氯仪器和反馈系统之间的连接，确保加氯应用合理，也能够提升加氯控制效果。在实际的系统应用过程中，该系统主要控制出口位置的水体加氯，在水体出厂前最后进行一次氯分析，如果水体中的氯值未达到要求，要立刻进行加氯。在该自动化控制流程中，PID控制器起到核心控制功能，加氯机是主要的加氯装置，实际的应用中余氯仪器主要完成氯数值检测工作。三个模块的自动化连接，实现了智能和自动化的加氯控制。

3.2.2 自动变频供水自动化控制

自动变频供水自动化控制技术的应用非常关键，对于自动化功能的良好开展也有非常积极的意义。在水厂各项工作中，供水工作是保证水利资源供应的重要模块。传统供水中，不能够按照各用户的供水需求完成高精度的供水应用管理，在系统应用过程中，利用变频自动化控制技术，就能够实现自动化变频控制供水管理。在某水厂进行供水管理中，利用PID控制器能够实现水厂的恒压变量控制模式进行供水流量的自动化控制分析，提升系统的应用效果[1]。

恒压变量自动控制模块，主要包括PID控制器、控制器装置、压力信号线、控制信号线、变频水泵以及压力变送器模块等组成。在实际的供水管理中，系统的PID控制器设置固定压力值。在实际的控制系统应用过程中，压力变送器采集水信号，将水压信号值传送到PID控制系统。变频器装置应用十分关键，通过变频器装置的合理应用能够实现供水的自动变频控制。根据压力参数分析，PID控制器自动完成供水管道压力调整，继而实现了水利资源的自动变频系统设计管控，提升变频应用效果。在供水流量自动化分析过程中，系统的设计应用要求完成自动化的调节工作。在实际的系统设计应用时，变频水泵的应用也十分关键，能够根据水体压力自动完成水泵的工作参数更改，继而实现水泵的应用效果控制，提升水环泵的工作质量，最大程度上提升水利系统的自动供水管理，提升水泵的应用效果[2]。

3.2.3 水质自动检测应用

某水厂电气自动化控制系统应用过程中，也可以完成自动化的水质检测工作。传统水厂进行水质检测过程中，都是采用人工水质检测方法进行具体的检测工作，而在电气自动化控制系统应用过程中，可以利用自动化控制技术模块完成水质自动监测工作，提升了水质检测效果，也能够确保水质检测实施更加合理。水厂对自来水的监测是通过新型的自动化监测仪表来进行的[3]，检测对象包括水的流量、水位、温度、压力以及水的质量，相应的设备包括pH测量仪、流动电流检测仪、漏氯检测仪和余氯分析仪等检测仪器。各类检测仪都发挥着独特的作用，例如在测量水流量方面，除了利用传统的电磁流量计以外，还会运用到大量的非接触仪表，以保证对水流量测量的准确度[4]。

某水厂电气自动化控制系统将所有的水质检测仪器仪表自动连接，利用网络模块和通信技术将仪表串联。自动化控制系统可以根据水质检测需求采集各项水质检测信息，完成水质检测的综合应用管控，提升水质检测应用效果，也能够提升水厂电气自动化水质检测工作，继而提升水质检测工作效果[5]。

4 结语

电气自动化控制系统在水厂中应用，能够实现自动化的水处理以及水供应，提升了水厂水质检测工作效率。本文笔者以某水厂的电气自动化控制系统为例，总结了电气自动化控制系统的具体设计应用要点，希望能够对水厂的应用发展有所帮助。