范圃元

摘要：水廠的開發(fā)，使得對(duì)水廠的管理越來(lái)越重要，隨著時(shí)代的發(fā)展，水廠的自動(dòng)化管理趨勢(shì)也越來(lái)越明顯，為了能夠?qū)ψ詣?dòng)化管理系統(tǒng)有一個(gè)整體系統(tǒng)的研究，本文從SCADA系統(tǒng)特點(diǎn)入手，主要針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制與監(jiān)視控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，最后對(duì)水廠管理的主要內(nèi)容加以分析，希望對(duì)實(shí)際的水廠自動(dòng)化系統(tǒng)的開發(fā)有引導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代化水廠自動(dòng)控制；監(jiān)控系統(tǒng)；升級(jí)改造

1 現(xiàn)代自來(lái)水廠自控系統(tǒng)的主要內(nèi)容

在我國(guó)，我國(guó)的水廠的自動(dòng)化控制系統(tǒng)一直處在不斷的發(fā)展之中，所以對(duì)于整個(gè)技術(shù)的發(fā)展階段可以大致分為三個(gè)方面，第一是對(duì)水廠的自動(dòng)化的分散控制階段，這一階段之中主要采取的方式是對(duì)水廠的各個(gè)部門進(jìn)行分散管理和分別控制，各個(gè)部分和系統(tǒng)之中不加參與，互為一支；第二個(gè)階段就是將水廠的自動(dòng)化管理進(jìn)入一個(gè)綜合管理的階段，在這一階段之中，主要是對(duì)系統(tǒng)的綜合管理，將各個(gè)分散的系統(tǒng)統(tǒng)一起來(lái)，使得所有的系統(tǒng)能夠進(jìn)行合作，所分析的數(shù)據(jù)和信息能夠共享，共同促進(jìn)了水廠的高效發(fā)展，這一階段的特征正是反映了大多數(shù)水廠的特征。還有一個(gè)階段是現(xiàn)在很多的中小型的水廠還未達(dá)到的階段，在這一階段之中，主要的系統(tǒng)特征是供水系統(tǒng)的全自動(dòng)化的方式，這一方式對(duì)水廠的控制系統(tǒng)要求很高，對(duì)于技術(shù)的要求也很高，只有在對(duì)于先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備和科學(xué)儀器的掌握有很全面的情況下，才能夠?qū)λ畯S的系統(tǒng)管理有很大的改進(jìn)和提高。SCADA系統(tǒng)由于具有眾多的優(yōu)勢(shì)和不同的限制因素，而SCADA系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)非常多，所影響的范圍比較大，在信息的輸送和信息的共享方面比較靈活便捷，這極大的方便了水廠的信息處理。但是SCADA系統(tǒng)也存在著一定的技術(shù)難度，不能夠?qū)Υ蠓秶奶幚砗涂刂朴辛己玫墓芾碜饔?。所以在一定程度上，SCADA系統(tǒng)主要是采用的是分級(jí)的處理方式，這種處理方式主要能夠針對(duì)所產(chǎn)生的信息進(jìn)行分散處理，這大大方便了數(shù)據(jù)的管理，也能夠彌補(bǔ)SCADA系統(tǒng)的不利于大規(guī)模管理的弊端。在IPC+PLC系統(tǒng)之中，通過兩個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)合處理，有利于將其中的開發(fā)和維護(hù)的時(shí)間縮短，對(duì)于工作的進(jìn)行有很大的推動(dòng)作用，而且，在一定的程度上可以將兩個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合在一起，能夠?qū)⑵渲械慕M網(wǎng)、編程和維護(hù)的有效性結(jié)合在一起，對(duì)于當(dāng)今水廠的管理方式具有不可或缺的作用。這種處理方式也成為當(dāng)今水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)形式。在水廠的處理方式之中，針度水廠的水質(zhì)檢測(cè)是極為重要的，要能夠?qū)⑵渲械乃|(zhì)安全檢測(cè)到位，才是為人民的安全起到良好的保證作用，所以在對(duì)于水廠的檢測(cè)技術(shù)之中，要能夠與時(shí)俱進(jìn)，只有把供水和排水水質(zhì)有所保證，才能夠?qū)⑺械奶幚硐到y(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的升級(jí)和優(yōu)化，而且隨著各種設(shè)備儀器的發(fā)展，對(duì)于水的處理方式也多種多樣，在自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)逐漸提升的階段，新型的自動(dòng)化的檢測(cè)設(shè)備已經(jīng)越來(lái)越多。在針對(duì)水的處理方式上，自動(dòng)化的處理方式越來(lái)越明顯沒，針對(duì)水的流量和水位、溫度、壓力儀表以及水質(zhì)的檢測(cè)儀器都越來(lái)越多，在這之中，一些傳統(tǒng)的儀器設(shè)備如pH測(cè)量?jī)x、流動(dòng)電流檢測(cè)儀、漏氯報(bào)警儀、余氯分析儀、高低濁度在線檢測(cè)儀，對(duì)于水的處理過程具有良好的規(guī)范作用，而在新型的設(shè)備方面，各種流量和測(cè)量的分析數(shù)據(jù)表，也對(duì)水的處理有很好的示范作用。流量方面的檢測(cè)儀器要結(jié)合濾池、清水池、格柵配水井、配礬共同使用，可以達(dá)到更好的示范效果。

2 水廠智能監(jiān)控系統(tǒng)分析

2.1 井群監(jiān)控系統(tǒng)的分析

水廠的水井有很多，針對(duì)井群的監(jiān)控系統(tǒng)主要從兩個(gè)方面進(jìn)行分析，分別是單水井的控制和水源地值班室的控制。單水井控制是對(duì)提水水泵的控制，以保證其正常工作，它檢測(cè)的參數(shù)有水泵的電壓、電流、出水壓力、水流量等，可以在井群的周圍建設(shè)值班室，及時(shí)提取水井的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行存儲(chǔ)，以提升系統(tǒng)的通訊和升級(jí)管理。對(duì)調(diào)度中心需要數(shù)據(jù)時(shí)，可以通過RTU通信將數(shù)據(jù)傳輸給調(diào)度中心，這樣大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，避免各種通訊的延時(shí)。對(duì)于不能正常控制的井群，可以在值班室進(jìn)行調(diào)試，這樣就保證了調(diào)度中心的正常工作。對(duì)于水源地值班室則可以設(shè)置一個(gè)操作員站，利用監(jiān)控軟件及時(shí)地監(jiān)測(cè)水井中的數(shù)據(jù)，并通過通信技術(shù)轉(zhuǎn)發(fā)給調(diào)度中心。井群可以采用遠(yuǎn)程或者就地的控制方式，監(jiān)測(cè)水泵的工作狀態(tài)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行啟動(dòng)和停止，保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。

2.2 水廠監(jiān)控系統(tǒng)的分析

對(duì)于水廠中的水泵，可以通過控制柜分別進(jìn)行控制，變頻器拉動(dòng)控制柜進(jìn)行工作?？刂乒裰械腜LC程序是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的核心，它通過RS485和上位機(jī)連接，接收控制信號(hào)，根據(jù)設(shè)備的情況進(jìn)行變頻調(diào)速。通過PLC實(shí)現(xiàn)電機(jī)的啟動(dòng)、停止和復(fù)位，實(shí)現(xiàn)電機(jī)頻率、電流、壓力等數(shù)據(jù)的采集和轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的過電壓保護(hù)和過電流保護(hù)。水廠的智能監(jiān)控系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)恒壓供水，就是管網(wǎng)中的水壓不隨用戶用水量的大小而變化，始終保持水壓的恒定，這樣就能實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)需求，還能保證電機(jī)不運(yùn)行在空轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，避免電能浪費(fèi)。對(duì)系統(tǒng)中管網(wǎng)的水壓可以通過水泵的啟動(dòng)和停止以及變頻調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)其數(shù)值的穩(wěn)定，保證用戶水量和輸水泵中的水量一致，實(shí)現(xiàn)變頻恒壓供水。

2.3 通訊系統(tǒng)

在供水系統(tǒng)中，起連接作用的主要是通訊網(wǎng)絡(luò)，需要保證通訊系統(tǒng)的質(zhì)量，才能將供水系統(tǒng)中的各項(xiàng)參數(shù)發(fā)送給調(diào)度中心，對(duì)整個(gè)供水系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。目前常用的供水系統(tǒng)通訊方式有有線和無(wú)線兩種網(wǎng)絡(luò)，可以單獨(dú)使用也可以將這兩種網(wǎng)絡(luò)混合使用，以保證通訊的順暢。在通訊過程中各個(gè)設(shè)備之間要使用正確的通訊協(xié)議，以保證設(shè)備正常工作。水廠的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備和信息的控制主要是通過網(wǎng)絡(luò)通信來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它包括取水、水處理和供水三個(gè)控制站，這三個(gè)控制站可以通過通訊網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)水廠監(jiān)控中的集中監(jiān)控，由于水廠中的數(shù)據(jù)比較多，需要保證系統(tǒng)通訊的連續(xù)不問斷。控制器和PC機(jī)之間也要通過通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)系，要實(shí)現(xiàn)快速的傳輸和交互，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，這就需要通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性。對(duì)于廠區(qū)內(nèi)的水處理和供水兩個(gè)控制站，由兩層網(wǎng)絡(luò)連接，廠區(qū)外是PLC設(shè)備，由三層網(wǎng)絡(luò)連接，通過這些網(wǎng)絡(luò)保證了整個(gè)水廠智能監(jiān)控系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著人們對(duì)水質(zhì)要求越來(lái)越高，需要加強(qiáng)水廠的集中供水控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)水廠水質(zhì)和流量的控制，滿足人們對(duì)水資源的需求。智能監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)λ畯S的供水進(jìn)行監(jiān)控，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)供水過程中出現(xiàn)的各種問題，保證水廠供水的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：浙江正泰中自控制工程有限公司）