自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)村飲水安全集中供水工程中的作用

張延濤

（甘肅省景泰川電力提灌管理局，甘肅 景泰 730499）

農(nóng)村飲水安全脫貧攻堅(jiān)是水利扶貧的頭號(hào)工程，目前在我國眾多地區(qū)飲水工程的不斷完善讓當(dāng)?shù)厝私K于過上了打開水龍頭就有水喝、有水用的安心日子。當(dāng)前從“找水喝”到“自來水”農(nóng)村供水已形成了長效機(jī)制，通過融合自動(dòng)化技術(shù)對保障農(nóng)村飲水安全、穩(wěn)定供應(yīng)水資源具有一定的推動(dòng)作用。使農(nóng)村飲水安全集中供水工程逐步向信息化方向發(fā)展，促進(jìn)實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)供水一體化的目標(biāo)。

1 自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)村飲水安全集中供水工程中的重要性

1.1 自動(dòng)化技術(shù)的簡要解析

自動(dòng)化有很多定義，從直觀的角度來講自動(dòng)化就是機(jī)器代替人的過程，機(jī)器代替人有兩個(gè)方面，一個(gè)是體力上的代替、一個(gè)是腦力上的代替，最典型的從體力上代替人的例子就是全自動(dòng)的流水線、生產(chǎn)線，以前的工人在流水線上每個(gè)工人都有特定的任務(wù)，運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)之后通過無人工廠就能生產(chǎn)產(chǎn)品。其次是腦力上的代替，過去一些跟蹤管理需要人眼去篩選識(shí)別，不僅浪費(fèi)大量的人力物力、而且效率較低，通過自動(dòng)化技術(shù)能夠在短時(shí)間內(nèi)鎖定目標(biāo)，進(jìn)行跟蹤管理，不僅減少了大量的人工成本，而且提升了效率?，F(xiàn)如今全球的社會(huì)發(fā)展都已離不開自動(dòng)化技術(shù)。

1.2 自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)村飲水安全集中供水工程中的重要性

水是生命之源，在城市中人們用的都是自來水，用起來既方便又放心，但是在一些農(nóng)村地區(qū)，村民的生活用水仍然還是地下水，用起來既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，而且水質(zhì)的好壞難以得到保障。當(dāng)前農(nóng)村飲水安全工作是直接關(guān)系人民群眾切身利益的大事，關(guān)系著群眾的生活質(zhì)量和生命健康，是實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略和打贏脫貧攻堅(jiān)戰(zhàn)的重要內(nèi)容。近年來伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)村飲水安全集中供水工程中凸顯了其重要作用，通過智能化的管理不僅減少了人力投入成本，而且提升了管理效率，獲得了廣大人民群眾的認(rèn)可。

（1）實(shí)現(xiàn)了智能化管理：通過自動(dòng)化技術(shù)的智能分析能夠?qū)λ畯S的設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制，實(shí)時(shí)監(jiān)測水廠的運(yùn)行參數(shù)，優(yōu)化配置水資源，與此同時(shí)通過智能化分析能夠?yàn)橛嘘P(guān)部門提供有效的科學(xué)數(shù)據(jù)，減少了人工成本的同時(shí)還能夠提高農(nóng)村飲水質(zhì)量，隨之也會(huì)促進(jìn)水廠經(jīng)濟(jì)效益的提升。

（2）提升了管理效率：農(nóng)村飲水安全集中供水工程具有供水需求量較大、覆蓋面積較廣的特點(diǎn)，而通過自動(dòng)化技術(shù)能夠滿足農(nóng)村居民對于飲用水的大量需求。實(shí)現(xiàn)了在任何時(shí)間或地點(diǎn)只要通過智能終端設(shè)備就能夠?qū)泄┧こ踢M(jìn)行監(jiān)管，有效確保了管理工作的有效性。

（3）有助于工程的宏觀調(diào)控：通過自動(dòng)化管理系統(tǒng)可以向上級管理者提供全面的數(shù)據(jù)信息，比如供水的范圍、水質(zhì)的情況等等[1]。而且相關(guān)人員還可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，有助于工程的宏觀調(diào)控，現(xiàn)如今自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)在農(nóng)村飲水安全集中供水工程中得到了廣泛運(yùn)用。

2 自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)村飲水安全集中供水工程中的作用

（1）自動(dòng)變頻恒壓供水控制系統(tǒng)：恒壓供水控制是供水系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的恒壓供水采用的是PI調(diào)節(jié)器控制電磁閥的方式來實(shí)現(xiàn)的，控制設(shè)備成本較高、浪費(fèi)電能。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，變頻恒壓供水從根本上解決了這些問題，使得操作更加便捷、提升了運(yùn)行的可靠性、能夠有效節(jié)約電能、而且自動(dòng)化程度較高，在供水工程中得到了廣泛應(yīng)用。自動(dòng)變頻恒壓供水控制系統(tǒng)只需一個(gè)壓力傳感器給到變頻器，通過變頻器內(nèi)部的PID來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)控制輸出，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和泵的流量及壓力來實(shí)現(xiàn)恒壓控制[2]。在恒壓供水系統(tǒng)中只需在用戶管理中配備一個(gè)壓力傳感器或壓力變送器就可以構(gòu)成一個(gè)壓力的閉環(huán)控制系統(tǒng)，在變頻器恒壓供水系統(tǒng)中安裝在供水管網(wǎng)中的壓力傳感器，可以連續(xù)采集管網(wǎng)的壓力，并將其壓力轉(zhuǎn)化成符合標(biāo)準(zhǔn)的電流信號(hào)，然后給到變頻器，PID調(diào)節(jié)器將接收到的信號(hào)、測量值與一些設(shè)定的給定值進(jìn)行邏輯運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果轉(zhuǎn)換為頻率調(diào)節(jié)信號(hào)，控制調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，保持管網(wǎng)壓力的基本恒定。圖1是自動(dòng)變頻恒壓供水設(shè)備工作示意圖：

圖1 自動(dòng)變頻恒壓供水設(shè)備工作示意圖

（2）三維管理系統(tǒng)：通過自動(dòng)化技術(shù)建立三維信息管理系統(tǒng)平臺(tái)，該平臺(tái)能夠結(jié)合集中供水工程的實(shí)際數(shù)據(jù)創(chuàng)建3D虛擬場景，將各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息通過虛擬場景直觀的展現(xiàn)出來，為工程提供科學(xué)有效的信息。與此同時(shí)通過三維信息管理系統(tǒng)還能夠?yàn)橄嚓P(guān)水利部門提供決策依據(jù)。

（3）信息管理系統(tǒng)：采用最新的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，用水群眾可通過大眾廣泛使用的支付手段繳費(fèi)取水，比如從手機(jī)上可以直接掃描二維碼，掃碼之后用多少水收多少錢，用不完的錢可以自動(dòng)退回，方便了周邊的農(nóng)民群眾高效節(jié)能取水用水。此外通過信息管理控制系統(tǒng)能夠?qū)λ畯S的整個(gè)運(yùn)行過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，及時(shí)掌握水質(zhì)、水壓、水量的情況。

（4）消毒控制系統(tǒng)：當(dāng)前農(nóng)村飲水安全集中供水工程已經(jīng)逐步建立消毒控制系統(tǒng)、配備了消毒設(shè)施，通過消毒控制系統(tǒng)可實(shí)施裝置的清洗工作，確保設(shè)備的安全性，此外消毒設(shè)備可連接互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，能夠遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

（5）視頻監(jiān)控系統(tǒng)：通過安裝高清攝像頭連接互聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，相關(guān)工作人員可以發(fā)出控制指令，隨時(shí)調(diào)取監(jiān)控錄像，有效解決了農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)監(jiān)督不便的問題[3]。除此之外還有GSM報(bào)警系統(tǒng)，通過智能感應(yīng)異常，及時(shí)將信息傳輸?shù)较嚓P(guān)人員的手機(jī)中，與此同時(shí)配合遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，能夠及時(shí)查看水廠運(yùn)行異常并采取相應(yīng)措施。

3 自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)村飲水安全集中供水工程應(yīng)用中存在的問題

3.1 存在的問題分析

以上所述可知自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)村飲水安全集中供水工程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，但現(xiàn)階段自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用仍存在諸多問題需待解決，具體從以下幾方面進(jìn)行說明：

（1）缺乏專業(yè)的技術(shù)人員：目前來看大部分農(nóng)村地區(qū)在集中供水工程中都已經(jīng)建立了較為完善的組織機(jī)構(gòu)，但是相關(guān)工作人員的專業(yè)技能還有待提升，自動(dòng)化技術(shù)管理水平較低，導(dǎo)致了不能根據(jù)用戶的用水需求及時(shí)調(diào)整技術(shù)參數(shù)，水廠在運(yùn)行過程中一旦電壓或電流出現(xiàn)異常，相關(guān)人員無法做到及時(shí)處理等。

（2）資金投入較?。恨r(nóng)村飲水安全集中供水工程主要依靠國家政府的資金支持，現(xiàn)如今我國雖加大了對農(nóng)村飲水安全的重視，但在部分農(nóng)村地區(qū)的集中供水工程中仍存在資金缺口。在工程建設(shè)中大部分的資金使用在土建和管網(wǎng)建設(shè)上，使自動(dòng)化技術(shù)的投資資金比例偏低，難以充分發(fā)揮出自動(dòng)化技術(shù)的作用。

3.2 相關(guān)措施

（1）提升相關(guān)人員的專業(yè)技能：要想充分發(fā)揮自動(dòng)化技術(shù)的作用，就必須配備專業(yè)技能較強(qiáng)的人才，管理人員要加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，提高管理水平，增強(qiáng)工作人員的專業(yè)技能，打造出優(yōu)秀的人才隊(duì)伍。確保每位相關(guān)人員都能夠熟練掌握運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)，使農(nóng)村飲水安全集中供水工程成為真正的自動(dòng)化發(fā)展的惠民工程。

（2）加大資金的投入：除人員以外，相關(guān)政府部門要加大資金的投入，彌補(bǔ)自動(dòng)化技術(shù)的資金缺口，加強(qiáng)對自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的重視程度，全面推動(dòng)農(nóng)村集中供水工程中自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。

4 自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)村飲水安全集中供水工程中的發(fā)展前景

我國在十二五期間提出了要建設(shè)20余萬處農(nóng)村集中供水工程，面對龐大的工程數(shù)量對其監(jiān)管也提出了更高的要求，與此同時(shí)在集中供水工程中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)也成為了必然趨勢。要想滿足農(nóng)村居民的用水需求、保障其用水安全，就要加強(qiáng)后期管理，而面對如此龐大的工程數(shù)量通過人工的現(xiàn)場管理難以適應(yīng)新形勢的要求，因此自動(dòng)化技術(shù)必將成為集中供水工程中的核心技術(shù)。通過本文所述的多項(xiàng)自動(dòng)化系統(tǒng)于一體，即可滿足農(nóng)村集中供水工程向自動(dòng)化方向發(fā)展的要求。當(dāng)前我國大部分農(nóng)村地區(qū)的集中供水工程應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢顯而易見，不僅能夠降低人工成本，而且能夠全面提升管理效率，自動(dòng)化技術(shù)的良好發(fā)展和運(yùn)用證明了其未來具有廣闊的發(fā)展空間。

5 結(jié)語

農(nóng)村飲水安全是打贏脫貧攻堅(jiān)戰(zhàn)的底線任務(wù)之一，也是水利扶貧的頭號(hào)工程，是最基本的民生問題。當(dāng)下大部分農(nóng)村地區(qū)通過集中供水確保了用戶的用水需求和飲水安全，而在此過程中自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用占據(jù)著不可或缺的地位。本文首要論述了自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)村飲水安全集中供水工程中的重要性，并對其發(fā)揮的作用進(jìn)行了詳細(xì)分析，提出了目前自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用存在的兩個(gè)問題及對策，并對自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)村集中供水工程中的未來發(fā)展做了淺顯的分析。