李潔慶 戴凱峰
摘 要:自來水廠是城市重要的基礎服務設施,隨著經濟的發(fā)展,科學技術的進步,我國的水廠自動化水平也不斷提高。將電氣自動化技術應用在自來水廠中,不僅節(jié)省了大量的人力成本,還大大提高了供水效率。為了進一步推動電氣自動化在水廠中的發(fā)展,該文對水廠中電氣自動化設計、管理進行了分析和探討。
關鍵詞:水廠;電氣自動化;數(shù)據(jù)處理
中圖分類號:TP273 文獻標志碼:A
水廠的運作與社會發(fā)展息息相關,而電氣自動化的廣泛應用,保證了供水系統(tǒng)的高效運行,提高了供水質量和供水效率。自動化技術可以提升信息傳輸?shù)膶崟r性,降低員工的勞動強度,有效避免安全事故的發(fā)生,為生產提供技術保障。但是電氣自動化技術在水廠的應用過程中也存在不少缺陷和不足,象自動化水平參差不齊,供需平衡度不夠高,這些都需要進一步地改進和完善。為了提高電氣自動化在水廠中的設計、管理水平,加強設備的管理,保證系統(tǒng)的正常工作,該文以進一步提高電氣自動化在我國水廠中的應用為目標,從技術本質入手,進行了深入地分析和探討。
1 電氣自動化在水廠中的現(xiàn)狀分析
20世紀初,電氣自動化在工控市場中逐漸嶄露頭角,以其可靠的性能和突出的數(shù)據(jù)處理能力,為企業(yè)的生產活動提供了更高效的保障。因此,供水企業(yè)也意識到電氣自動化的優(yōu)越性,越來越多的電氣自動化設備及技術被應用到水廠中。但在應用過程中出現(xiàn)了不少問題,象控制系統(tǒng)和控制設備雜亂,設備接口以及應用軟件缺乏統(tǒng)一性,進口設備的控制功能與工藝需求脫節(jié),部分設備的質量和安裝不過關等。另一方面,操作人員對自動化系統(tǒng)和設備掌握不夠,管理人員缺乏相關專業(yè)知識,操作和維護水平達不到系統(tǒng)要求。當運行和操作出現(xiàn)問題時,缺乏專業(yè)的技術團隊維護,從而使小故障變成大問題,最終導致系統(tǒng)的癱瘓。
1.1 濾池恒液位工藝的電氣自動化設計分析
在現(xiàn)代化凈水工藝中,濾池的恒液位控制是水廠的重要生產環(huán)節(jié)之一,其直接影響到最終的水質情況。水廠采用均質砂濾池和活性炭濾池這2種不同功能的V型濾池過濾,目的是過濾雜質,清除異味污濁。生產中通過人工巡檢控制液位,觀察濾池的實時液位與設定液位的高低差,適時調整濾池的出水流量。當濾池出水量達到最大值,液位還無法降低時,則需要啟動濾池手動反沖洗操作。以15萬t水廠的生產體量為例,需要16個濾池不停工作,才能保證供水需求,操作人員的勞動強度非常大。
想要提高生產效率,減少人工投入,就必須針對凈水工藝進行分析和設計,提出控制方案,以滿足其生產需要。由于水廠主要依賴現(xiàn)場電氣設備進行控制操作,因此采用PLC組成的集中化方式控制,將自動化控制分為3層:現(xiàn)場設備控制站、集中PLC控制站、遠程監(jiān)控操作站?,F(xiàn)場設備通過DP或者無線方式與主站PLC通信,電器柜智能控制器通過總線接入系統(tǒng),并以計算機、網絡系統(tǒng)為載體,實現(xiàn)水廠的一體化控制。形成包括生產調度,事務信息管理,監(jiān)督控制在內的信息管理系統(tǒng)。這種組態(tài)方式,各個功能模塊相對獨立,互不影響,但是相互關聯(lián),如果某一單元發(fā)生故障,不會影響到整個系統(tǒng)。在程序設計中采用PID算法進行閉環(huán)控制,把實時液位作為反饋數(shù)據(jù),以濾出水閥作為被控對象,將出水閥門開度給定到控制單元,使濾池始終處于恒定液位工作狀態(tài)。
1.2 綜合自動化在水廠中的設計分析
當前,供水系統(tǒng)建立自動化控制平臺更依賴于計算機信息技術的不斷發(fā)展。想要進一步降低供水成本,提高供水效率,需要實現(xiàn)整個供水區(qū)域內的自動管理,包括供水管網的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控、加壓泵站的狀態(tài)監(jiān)視、地理信息系統(tǒng)與抄表系統(tǒng)等供水環(huán)節(jié),將這些系統(tǒng)集成在一起綜合處理,實現(xiàn)整個供水系統(tǒng)的綜合自動化控制。
2 電氣自動化在水廠中的管理方式
2.1 培養(yǎng)電氣自動化的專業(yè)技術人才
電氣自動化系統(tǒng)作為高水平的現(xiàn)代化工控系統(tǒng),定期維護管理是必不可少的。這種專業(yè)性強、技術難度高的工作,需要管理人員經過專業(yè)的培訓和學習才能勝任。雖然我國越來越重視對電氣自動化系統(tǒng)方面的人才培養(yǎng),但是技術領域的不同,多多少少也會存在差異,人才的培養(yǎng)始終跟不上電氣自動化發(fā)展進步的步伐。并且水廠的自動化控制也存在一些獨特性,需要將理論與實際相融合,這樣在系統(tǒng)發(fā)生故障時管理人員才能從容應對,熟練的維修,將故障帶來的損失降到最低。自來水廠與電氣自動化系統(tǒng)的完美結合能夠將企業(yè)發(fā)展帶入一個新的臺階,完善和健全電氣自動化系統(tǒng),同時培養(yǎng)專業(yè)型人才,提高我國電氣自動化的發(fā)展水平,有利于社會經濟的持續(xù)發(fā)展。
2.2 提高電氣自動化的信息處理能力
水廠的正常運作需要收集大量的數(shù)據(jù),電氣自動化系統(tǒng)對這些數(shù)據(jù)進行分析處理,以起到指導生產的作用。電氣自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理結果,對水廠運行有著重要意義,它直接影響著管理人員如何調整調度,一旦數(shù)據(jù)處理出錯或者處理精度不夠,會直接改變管理人員的調整方式,最終影響自來水水質,甚至會給社會經濟發(fā)展帶來負面影響。想要有效防止這種情況的發(fā)生,就必須提高電氣自動化的數(shù)據(jù)處理能力,確保分析結果的準確可靠。同時數(shù)據(jù)分析還能從側面反映出自動化系統(tǒng)的運行狀況,如果數(shù)據(jù)出現(xiàn)明顯偏差,可能就是電氣自動化系統(tǒng)的某個部位發(fā)生了故障。電氣自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力對水廠的安全供水和系統(tǒng)本身都有著重要意義。
2.3 提升電氣自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲量
在電氣自動化系統(tǒng)中,難免會出現(xiàn)各種故障和錯誤,大量的數(shù)據(jù)存儲會對系統(tǒng)造成一定的壓力,不但影響系統(tǒng)的控制效率,還會導致控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題,使水廠的生產出現(xiàn)紊亂,特別是經過長期使用的系統(tǒng)更容易發(fā)生此類問題。水廠的自動化系統(tǒng)涉及制水的整個流程,部分復雜的控制系統(tǒng)還與供水管網相關聯(lián),因此需要管理人員對系統(tǒng)進行定期的管理維護,防止因存儲量不足而影響整個系統(tǒng)的安全。
3 電氣自動化的在水廠中的發(fā)展方向分析
在電氣自動化技術不斷發(fā)展和完善的今天,自動化水平已經成為衡量現(xiàn)代化企業(yè)的重要標準之一。在水廠中建立一個供水綜合管理平臺已經成為可能。在現(xiàn)代化水廠中,通過使用先進的設備和技術優(yōu)化控制手段,實現(xiàn)對整個供水區(qū)域的綜合自動化管理,逐步實現(xiàn)生產過程的安全、可靠、高效。自來水廠也必將向著智能化方向發(fā)展。在實際應用中,應該優(yōu)化控制結構,提高管理技術水平,保持專業(yè)化和定制化,同時也要加強資金和人才的投入,并且結合計算機信息與網絡信息技術,擴大電氣自動化的技術領域,增強系統(tǒng)的綜合處理能力,逐步實現(xiàn)自動化管控一體化。
4 結語
綜上所述,水廠的質量安全與生產生活緊密相連,把先進的電氣自動化技術應用到供水企業(yè)中,不僅可以節(jié)約生產成本,還能大幅度降低生產風險。電氣自動化系統(tǒng)也需要科學的管理,只有不斷提高技術水平和管理水平,注重解決生產運行、設計維護上的技術難題,才能將系統(tǒng)作用發(fā)揮到最大,最終實現(xiàn)水廠的可靠、優(yōu)質、不間斷供水的目標。
參考文獻
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