發布時間：2020-07-23所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：自來水廠是現代社會公共服務系統中不可或缺的一部分，其生產管理水平與人們的健康和用水安全息息相關。隨著現代科技的不斷發展，我國各地區自來水廠都逐步開展自動化改造工作。本文針對自來水廠生產過程的自動化系統設計與實現工作，先對自動化系的主
摘要：自來水廠是現代社會公共服務系統中不可或缺的一部分，其生產管理水平與人們的健康和用水安全息息相關。隨著現代科技的不斷發展，我國各地區自來水廠都逐步開展自動化改造工作。本文針對自來水廠生產過程的自動化系統設計與實現工作，先對自動化系的主要構成要素進行闡述，然后從多個角度對自動化系統的設計和實現方式進行分析。
關鍵詞：自來水廠;生產;自動化;設計;實現
引言：
在自來水廠的經營發展過程當中，其生產效率、穩定性和安全性一直備受重視。如今以電氣自動化、計算機技術的現代科技在很多生產領域中都發揮著重要的作用，而自來水廠生產過程的自動化設計與實現工作，與人們的用水體驗有重要聯系。針對自來水廠生產過程的自動化改造，對提升自來水廠生產效率、質量和穩定性都有重要的作用。
一、自來水廠自動化系統的主要構成
(一)數據采集系統
在當今不同領域的多種生產活動的自動化系統中，數據采集系統都是不可或缺的一部分。因為目前主流的自動化控制系統都是通過對數據的采集、分析，再以數字信號的方式進行控制。可見，數據采集系統的主要功能就是對整個系統運行產生的相關數據進行收集、轉化、處理和儲存，并加以利用。對于自來水廠的生產環節而言，數據采集系統重點采集的數據信息包括系統中各設備運行數據、自來水水質信息等[1]。例如，針對自來水水質的檢測，檢測對象包括流量、水位、PH值、濁度以及各類添加劑含量等。系統針對這些信息的檢測、收集和上傳，配合相關系統能夠實時評估水質是否達到生產標準。
(二)監視控制系統
在自來水的自動化系統當中，監視控制系統主要是通過視頻監測設備、傳感器系統，對生產過程進行實時監督的主體。該系統的運行依據是數據采集系統所采集和上傳的各類數據信息，以及通過傳感器、視頻監控系統采集點的檢測數據和可視化視頻材料。通過該系統，可以對自來水生產全國過程進行實時監督，并留存相關視頻，嚴厲杜絕任何違規、違法行為的發生，同時也能對異常情況進行及時處理[2]。
(三)集散型控制系統
集散型控制系統(DCS0)主要是依托微型計算機來實現自動化控制的系統，也是自來水廠生產過程自動化體系建設的核心系統。該系統能夠有效的將通訊系統、電子系統、信息系統、機械系統等有機結合起來，通過對數據的分析，結合相關生產指令，對整個生產過程進行自動化控制。集散控制系統又分為過程控制系統和監控系統，系統的運行和控制信號都通過通訊網絡發出，其中充分融合了現代計算機軟件、通訊、顯示及傳感技術�？傮w來講，集散型控制系統在自來水生產過程的應用，可以實現對各類數據信息的全面收集分析，以及對生產過程的全程監督，再根據自來水生產標準，實現生產過程的自動化控制與維護管理控[3]。
二、自來水廠生產過程的自動化設計與實現策略
(一)水質監測系統
水質監測是自來水廠自動化生產中不可或缺的一部分，關系到自來水生產質量，更關系到人們的用水安全。如表1所示，在自來水廠生產過程的自動化設計中，需要設計一套自動化儀表系統，根據國家規定，對自來水的水質相關參數進行全面檢測。該系統當中，需要用到的儀器包括水質濁度檢測儀、酸堿值檢測儀、漏氯警報裝置等檢測設備，以及水位測量儀、電磁流量計等流量測試設備。通過微型機與這些儀器設備進行連接，收集實時數據，再由水質分析軟件及技術人員進行水質分析。
(二)自動化控制系統
1.現場控制。在自來水廠的生產活動現場控制工作中，需要對各個生產環節、區域進行視頻監控和數據監控。重點監控位置包括泵房、控制室、凈化池等，監控內容包括各類設備的運行狀態、工作人員的工作規范性、各類外加劑的添加規范等。
2.主控制。主控制是自來水廠自動化控制的核心部分，也就是對自來水生產加工中各個環節、站點進行監控管理。如圖1所示，主控制系統位于自來水廠自動化系統的核心部位，融合了GPS、交換機、計算機系統、數據庫系統等主要設備，廣泛收集各個環節及站點的信息。然后，系統對相關數據進行全面分析，評估整個自動化系統運行狀態，實現對自來水生產過程的遠距離、實施監控和控制。另外，該系統該負責將一些有決策評估參考價值的信息上傳至自來水廠管理部門，為自來水廠經營管理策略規劃提供重要參考依據。
(三)水處理控制系統
如今，我國自來水廠的自動化系統正逐步邁向精細化、動態化、智能化的技術領域，一些先進的現代技術、工藝逐步被應用到自來水生產自動化控制系統當中。尤其是在傳統自動化控制系統中通過升級優化而具備智能化能力的系統，能夠在信息處理分析以及自動化控制的過程中，協助技術人員發現系統漏洞和異常情況，再通過相應的措施進行處理，并持續提升系統的運行效率、穩定性和安全性。
(四)變頻節能技術的應用
眾所周知，在如今科學的發展理念下，節能增效、生態環保，成為社會各界關注的重點。在自來水生產過程的自動化設計中，也要重視現代節能環保技術的應用。在過去的自來水供應系統當中，系統面臨著不同季節水源質量不同的情況，同時還面臨著不同區域用水高峰期的挑戰。而面對不斷浮動的用水量，傳統自來水廠都需要耗費大量的電能和技術資源，來保證用戶的用水體驗。而像變頻技術這樣的節能技術的應用，可以讓自來水廠的控制系統在用水高峰、低峰期實現變頻調控，在保證用戶用水需求的基礎上降低電能消耗。具體來講，自來水廠自動化控制系統中的變頻設備，主要是基于系統實際狀況、用戶需求情況，通過變壓、變量的方式，靈活控制系統的生產強度，對設備水體轉換轉速、壓力進行調控，達到節能的效果[5]。
(五)機電一體化系統
機電一體化系統也是自來水生產過程自動化設計與實現的重點內容，通過機電一體化系統，將傳統自來水生產過程中的過濾、沉淀等環節融入到一個設備之中集中完成。這種方式一方面可以提高相關水處理環節和工藝的執行效率，另一方面還可以節約自來水廠的生產空間資源。同時，針對相關環節問題及設備故障的定位檢修也更加便捷，還可以提高設備維修保養效率。另外，自來水廠生產過程自動化系統還可以加入自動排污、自動反洗技術，有助于進一步提高自來水生產質量，為用戶帶來更優的自來水。
結束語
綜上所述，在當代社會發展過程中，自來水廠一直扮演著至關重要的角色。隨著現代城市化進程不斷加快，以及各類現代化技術涌現出來，自來水廠傳統的生產模式已經無法跟上時代的腳步，無法滿足人們更高的自來水使用要求。為此，自來水廠應當重視對傳統生產模式的弊端分析，然后積極引進信息化、計算機、通訊網絡、機電一體化等現代科技，通過科學的設計，實現對自來水生產過程的自動化體系建設。只有這樣，才能全面提高自來水廠生產管理水平，為用戶帶來更好的用水體驗。——論文作者:梁先西
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