姚榮

摘 要： 隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和城市化進程和工業(yè)園區(qū)開發(fā)的加快，人們在城市中的生活離不開潔凈的安全水源，自來水廠為人們的生活提供了便利，自動化系統(tǒng)在自來水廠的應(yīng)用為水廠帶來收益?；诖耍疚囊宰詣踊到y(tǒng)在自來水廠中的應(yīng)用問題與解決措施作為研究對象，通過自動化在自來水廠的特點與問題進行分析，結(jié)合實際發(fā)展情況找出問題的存在，分別從合理利用自動化加強水質(zhì)監(jiān)測和水處理、自來水廠自動化設(shè)備維護以及自動化人才培養(yǎng)等方面詳細闡述自動化在自來水廠的問題解決措施。

關(guān)鍵詞： 自動化；水廠；解決措施

引言：在城市、農(nóng)村、工業(yè)園區(qū)的開發(fā)建設(shè)與發(fā)展進程中，自來水廠是城市、農(nóng)村、工業(yè)園區(qū)的服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施，與企業(yè)生產(chǎn)活動、人們的日常生活息息相關(guān)，伴隨著社會經(jīng)濟的進步與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在自來水廠中應(yīng)用電氣自動化已經(jīng)成為普遍的現(xiàn)象，也是科學(xué)技術(shù)發(fā)展必然的趨勢，人們通過對自動化系統(tǒng)的研究與控制，保證自來水廠的水質(zhì)安全，提供優(yōu)質(zhì)的水源，體現(xiàn)出自來水廠的自動化現(xiàn)代化生產(chǎn)模式，在提高水的質(zhì)量的同時，實現(xiàn)無人或少人值守，提高供水系統(tǒng)運行安全可靠性，本人就PLC自動化控制系統(tǒng)在太陽山水廠實際應(yīng)用中存在問題及解決措施論述如下：

1水廠自動化控制系統(tǒng)概況

1.1 工程建設(shè)基本情況

太陽山供水工程位于寧夏吳忠市鹽池縣境內(nèi)，該工程是寧夏自治區(qū)重點項目之一。太陽山供水工程凈水、輸水工程總設(shè)計規(guī)模10.0萬m3/d，其中一期工程設(shè)計規(guī)模5.0萬m3/d，工業(yè)凈水廠供水水質(zhì)滿足《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定的循環(huán)冷卻水的水質(zhì)標準，其中懸浮物低于20mg/L。生活用水水質(zhì)采用衛(wèi)生部頒發(fā)的《生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范》，要求給水中混濁度低于1NTU。凈水、輸水工程包括劉家溝工業(yè)水廠，太陽山生活水廠。

本工程工業(yè)水廠、生活水廠自動化控制系統(tǒng)工程，設(shè)計的主要目的實現(xiàn)水廠從水庫至凈配水車間到送水泵房加壓完成送水過程的綜合自動化控制。生活水廠自動化控制主要實現(xiàn)1#、2#機運行，完成制水及供水。自動化控制系統(tǒng)工程目標是實現(xiàn)各水廠的遠程監(jiān)控、調(diào)度指揮，將各系統(tǒng)的運行信息在調(diào)度中心進行統(tǒng)一存儲管理。做到無人或少人值守，通過安全監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控水廠的設(shè)備運行狀態(tài)。

1.2自動化系統(tǒng)主要設(shè)備的構(gòu)成：

工業(yè)水廠：

1）屏柜包括：1#，2#，3#，4#，5#，6# PLC站共六面屏，電源柜3面，操作臺2個，安裝在綜合樓中央控制室。

2）站控級計算機系統(tǒng)包括：控制主計算機3臺、工控機1臺、硬盤錄像機，顯示器5臺，硬盤錄像機1臺，安裝在中控室操作臺上。

3）光纖局域網(wǎng)設(shè)備的包括：控制主計算機到PLC站光纖的敷設(shè)。

4）自動化儀器儀表包括：送水泵房泵組管道壓力變送器4臺、工業(yè)清水池、生活清水池水位計、濁度儀各1臺，出口余氯在線檢測儀1臺。凈水車間濁度儀5臺，PH計1臺，超聲波明渠流量計2臺，配水井液位計1臺。輸水塔壓力式液位計1臺。聯(lián)合閘室超聲波明渠流量計2臺，液位計1臺。

生活水廠：1個PLC站

2.自動化在自來水廠的應(yīng)用特點與問題分析

隨著信息化技術(shù)等科學(xué)技術(shù)的進步與發(fā)展，自動化程度在自來水廠中不斷在提高，自來水廠的生產(chǎn)效率在提高的同時，也降低了生產(chǎn)過程的能耗，實現(xiàn)了自來水廠信息化與網(wǎng)絡(luò)化管理，減輕了工作人員的工作壓力，提高了工作效率，實現(xiàn)了自來水廠的持續(xù)性與安全性生產(chǎn)，為企業(yè)安全生產(chǎn)帶來了優(yōu)化，節(jié)省了寶貴的水資源和電資源，促進自來水廠綜合效益增長，在自動化技術(shù)的幫助下，實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益與生態(tài)效益的三者統(tǒng)一。

針對當前社會發(fā)展狀態(tài)，分析自來水廠運營中對于自動化存在的問題，具體如下：

（1）自來水廠中配套設(shè)備存在問題，很多設(shè)備都會存在質(zhì)量和不相兼容方面的問題，無論是控制系統(tǒng)，還是主控制設(shè)備都會在運行的過程中出現(xiàn)上位命令執(zhí)行不到位的狀況，嚴重影響了自來水廠的正常運行，其次是自控系統(tǒng)或主控設(shè)備在安裝的時候沒有達到質(zhì)量要求，以及自來水廠運行以來沒有對設(shè)備進行定期的維護或數(shù)據(jù)的校對，導(dǎo)致自來水廠自動化系統(tǒng)無法正常運行。很多水廠使用的都是先進的進口設(shè)備，技術(shù)要求比較高，很多控制功能的設(shè)計和實際工藝需求達不到設(shè)計要求，這就對自來水廠工作人員造成了一定的維修、維護的難度，也降低了自來水廠應(yīng)用自動化系統(tǒng)的合理性。

（2）自來水廠技術(shù)管理方面存在問題，很多自來水廠的管理運行人員素質(zhì)和水平無法滿足現(xiàn)代化自來水廠發(fā)展的需求，許多自來水廠工作人員所具備的水廠運行專業(yè)素質(zhì)層次不齊，沒有扎實的理論基礎(chǔ)支撐，對于自動化設(shè)備的使用和技術(shù)知之甚少，只能進行一些簡單自來水廠日常管理。隨著科學(xué)社會的進步和發(fā)展，自來水廠的自動化程度應(yīng)用更加廣泛，具備高素質(zhì)、高技能的水廠運行維護人員是未來水廠管理的一種趨勢。因此，自來水廠需要在當前社會環(huán)境下培養(yǎng)一支具備現(xiàn)代化技術(shù)型隊伍，利用技術(shù)型人才對自來水廠自動化系統(tǒng)進行維護和保養(yǎng)工作。

（3）部分自來水廠缺乏完善的自動化管理規(guī)程，自來水廠實現(xiàn)自動化的目的就是為了優(yōu)化自來水廠的處理流程，使其達到安全高效的生產(chǎn)目的，實現(xiàn)低能耗，降低人力、物力資源的浪費，實現(xiàn)能源的合理利用，但是當前自來水廠管理中，自從自來水廠自動化系統(tǒng)建立以來，無論是運行方面的管理，還是維護方面的管理，力度都無法達到預(yù)期效果，運營的工作人員無法真正掌握自動化設(shè)備的操作，人員和設(shè)備不匹配，生產(chǎn)設(shè)備再先進，生產(chǎn)工藝再先進也無法滿足水廠設(shè)備的實際能力。自來水廠講求效益最大化的時候，卻忽視了自來水廠自動化功能完全實現(xiàn)目的和意義，導(dǎo)致運營管理水平落后，無法適應(yīng)現(xiàn)代化自來水廠自動化的需求[1]。所以，建立和完善水廠自動化系統(tǒng)運行、維護規(guī)程，是實現(xiàn)自動化系統(tǒng)高效運行的基礎(chǔ)。

3.自動化在自來水廠的問題及解決措施

3.1合理利用自動化控制系統(tǒng)的監(jiān)測與供水系統(tǒng)安全

真正意義上實現(xiàn)水廠自動化控制，簡單的說就是通過設(shè)定一種水質(zhì)日供水總量，通過自控系統(tǒng)中樞系統(tǒng)給輸水流量控制單元、凈水車間加藥控制單元、送水泵組控制單元發(fā)送命令，使系統(tǒng)實現(xiàn)“一鍵操作”，實現(xiàn)真正意義上自動化生產(chǎn)。要想提高自來水廠自動化系統(tǒng)的功能，使自動化更好的應(yīng)用在自來水廠中，就要合理利用自動化設(shè)備進行對自來水廠的水質(zhì)、水壓、供水系統(tǒng)故障檢測和巡檢工作，大量新型自動化檢測儀表被應(yīng)用在自來水廠自動化控制系統(tǒng)中，提高了自來水廠的效益。通過相應(yīng)的傳感器檢測技術(shù)可以檢測到供水以及故障情況，來實現(xiàn)對制水、供水系統(tǒng)以及故障處置自動化控制，而不是通過人為適時干預(yù)供水系統(tǒng)的安全生產(chǎn)。

3.2自動化系統(tǒng)在水廠中常見問題

自動化系統(tǒng)在水廠供水系統(tǒng)的常見的問題主要有以下；一是主控組態(tài)畫面不能完全顯示供水系統(tǒng)運行狀態(tài)，如配電系統(tǒng)和供水系統(tǒng)不能完全在一個畫面呈現(xiàn)，需切換完成。二是選用的檢測設(shè)備和傳感器精度值與專業(yè)儀器檢測儀器數(shù)據(jù)誤差較大，使系統(tǒng)連鎖反映，造成系統(tǒng)誤判運行。三是選用的主控設(shè)備與自動化控制系統(tǒng)不能完全對接，不能實現(xiàn)精準控制，如流量、壓力的控制。四是自控系統(tǒng)安裝受安裝人員的技術(shù)水平和現(xiàn)場施工條件限制，未能將強電和弱點隔離或有效屏蔽，造成數(shù)據(jù)傳輸遲緩或延時動作。五是其他設(shè)備提供廠家所提供設(shè)備無與自動化系統(tǒng)對接的數(shù)據(jù)端口，使一些重要的設(shè)備不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳或自動控制。六是選用的PLC設(shè)備本身功能不全或運行穩(wěn)定性不高，造成部分自控功能不能實現(xiàn)，或造成誤動作引起重大事故。

3.3自動化系統(tǒng)在水廠中常見問題解決措施

應(yīng)對解決的措施：一是選用正版的組態(tài)軟件，讓主控換面更接近生產(chǎn)實際，反映生產(chǎn)實際，防范運行值班人員視覺疲勞。二是對于重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，需選用高精度在線監(jiān)測和檢測設(shè)備，提高在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實性，避免造成誤判增加供水系統(tǒng)的能耗。三是水廠對于主控設(shè)備，如大型的變頻設(shè)備、流量控制設(shè)備、加藥設(shè)備等，選用知名品牌或知名配套控制設(shè)備，以實現(xiàn)對主控設(shè)備的完全自動化控制。四是加強現(xiàn)場自動化施工人員和運行管理人員的培訓(xùn)力度，提高自動化施工人員的技能水平，同時在自動化設(shè)計階段，一定要結(jié)合土建設(shè)計，做到同時設(shè)計、同時施工、同時投入運行。五是對一些重要的設(shè)備如電機、變配電設(shè)備、自控設(shè)備等，在設(shè)備招標和采購階段要有符合自動化控制的技術(shù)要求和協(xié)議。六是選用功能比較完善的PLC設(shè)備及輔助設(shè)備，以應(yīng)對惡劣生產(chǎn)環(huán)境和頻繁的操作使用，不出現(xiàn)誤動或不動作現(xiàn)象。

3.4對水廠自動化設(shè)備的維護一些建議

自來水廠自動化系統(tǒng)屬于先進的智能化控制系統(tǒng)，在自來水廠的長期生產(chǎn)過程中可以提高自來水廠的生產(chǎn)能力，減輕工作人員的工作壓力，保證自來水廠的生產(chǎn)穩(wěn)定性和安全性，但是設(shè)備在長期的運行中難免會出現(xiàn)老化或者操作不當?shù)墓收?，這個時候就會導(dǎo)致自來水廠自動化系統(tǒng)變?yōu)榘胱詣踊到y(tǒng)，應(yīng)該加強對自來水廠自動化設(shè)備的維護。自動化設(shè)備中各個部位的配件十分關(guān)鍵，配件的更新速度比較快，如果配件出現(xiàn)故障就會導(dǎo)致配件無法購買到相同的型號與規(guī)格，市場上流通的配件又無法滿足該自來水廠的設(shè)備要求，因此，建議加強對自來水廠自動化設(shè)備的維護，通過監(jiān)測設(shè)備及時對設(shè)備的運行情況進行監(jiān)測。安排專門的工作人員負責(zé)監(jiān)測設(shè)備運行，如果設(shè)備存在故障或者隱患，故障信息會在第一時間發(fā)送給管理人員，從電腦系統(tǒng)中得到消息，系統(tǒng)可以為故障進行分析與排查，方便工作人員對自來水廠的自動化設(shè)備進行有效的維修，定期對自來水廠自動化設(shè)備進行保養(yǎng)，延長設(shè)備的使用壽命，減少不必要的成本支出。

3.5對水廠自動化人才培養(yǎng)建議

從上文中的敘述可知，無論是水質(zhì)檢測技術(shù)的應(yīng)用還是自動化設(shè)備的維修，都離不開自動化人才，隨著社會的進步和市場的變化，自來水廠想要在激烈的市場競爭中脫穎而出，就要廣納先進的技術(shù)型人才，自來水廠自動化系統(tǒng)安裝完成以后，后期的運行和使用十分關(guān)鍵，對于設(shè)備的監(jiān)測和維護工作就是需要技術(shù)人員加以掌控。因此，建議安排技術(shù)型人員與安裝人員一起進行自來水廠自動化設(shè)備的安裝，了解安裝的流程和設(shè)備調(diào)試的過程，幫助技術(shù)人員提高對設(shè)備的認識，了解設(shè)備的整體情況。方便當自來水廠設(shè)備出現(xiàn)故障的時候，工作人員可以在第一時間內(nèi)知道如何應(yīng)對。要求，企業(yè)加強對工作人員的技能培訓(xùn)工作，培養(yǎng)工組人員不僅要掌握自來水廠自動化控制系統(tǒng)的相關(guān)理論，同時了解自來水廠自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計方法，具備關(guān)于自動化設(shè)備安裝、調(diào)試以及維修的能力。

總結(jié)：總而言之，隨著城市人口的不斷增長和城市經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對水質(zhì)量的需求有所提高，因此，自來水廠在日常的工作中需要加強自動化建設(shè)，應(yīng)用自動化設(shè)備，提高生產(chǎn)的自動化水平，從而為廣大市民、企業(yè)提供優(yōu)質(zhì)化服務(wù)，實現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)濟增長，完成社會效益與生態(tài)效益的有機統(tǒng)一。

參考文獻

[1]梁超.自動化控制系統(tǒng)在自來水廠節(jié)能降耗中的應(yīng)用[J].價值工程，2017，36（08）：140-142.

[2]孔生，薛峰，張魯寧.電氣自動化在自來水廠中的應(yīng)用[J].裝備制造，2009（08）：222.