水廠自動化范文10篇

摘要：我國有些水廠自動化系統的功能并未充分發揮出來，有的系統甚至處于閑置狀態，對于這些水廠自動化中存在的問題，從目的、設計、設備和管理方面進行了探討。

關鍵詞：水廠自動化設備管理自控設備

我國水廠自動化在20世紀80年代得到了較大規模的發展，特別是隨著外資的引入，大量國外先進的自動化控制技術與設備進入我國，建成了一批全引進的水廠，使我國水廠自動化進程大大加快，自動化水平也快速提高。近年來，在我國一些發達地區，建成了少量測控管一體化的現代化水廠，對推動水廠實現綜合自動化功能起到了積極的促進作用。但由于歷史和現實的原因，我國水廠自動化的總體發展水平還不高，發展也不平衡。大中城市的水廠特別是發達地區的大型水廠，自動化程度很高，而小城市和城鎮的水廠特別是落后地區的小型水廠，自動化程度較低，甚至還是空白。而且，在一些已實現自動化的水廠中，雖然其自動化系統和設備與其他行業如化工、電力等相比并不差甚至更先進，但是，其功能并未充分發揮出來。有的自控系統從未運行過，一直處于閑置狀態；有的運行一段時間后變為了手動，甚至處于癱瘓狀態，造成了自動化系統和設備的極大浪費。根據對近40個引進水廠自動化設備的調查資料表明：單項設備運行情況基本良好的占78.3％，基本運行正常的占11.7％，設備故障極多已被拆換替代的占5.7％，設備從未投入使用的占4.3％［1］。對于這些水廠自動化中出現的問題，究其原因，與目的、設計、設備和管理等多種問題有關。

1水廠自動化的目的

對水廠實施自動化的根本目的認識不夠全面或出現偏向，是造成一些水廠自動化系統未能充分發揮作用的一個原因。水廠實現自動化的根本目的是提高生產的可靠性和安全性，實現優質、低耗和高效供水，獲得良好的經濟效益和社會效益。但是，有的水廠實現自動化是為了趕時髦，將其作為一種點綴；有的水廠是迫于形勢，在大批水廠紛紛實現自動化的情況下，自己也不能不上；有的水廠使用的自動化功能過于復雜，特別是在考察自動化水平較高的水廠后，更是盲目地提高標準；有的水廠則自動化功能過于簡單，主要是對自動化不熟悉，缺乏必要的信心，怕造成麻煩；有的水廠是為了湊合貸款數，不得已而配置自動化系統和設備。這些不正確想法的存在，使水廠實現自動化的根本目的發生了偏向，造成了自動化設計不切合水廠實際，不注重生產過程特別是關鍵工藝環節的自動化，并忽略了在運行和管理模式方面的相應改革，從而導致自動化未能充分發揮作用，甚至建成后處于閑置狀態。

2水廠自動化的設計

摘要：本文分析、討論了自動化系統的防雷問題，著重闡述了水廠自動化控制系統的綜合防雷措施。

關鍵詞：水廠自動化系統防雷瞬間過電壓

隨著計算機技術(Computer)、控制技術(Control)、通訊技術(Communication)、顯示技術(CRT)的發展和廣泛應用，目前水廠的自動化控制普遍采用由工業計算機IPC或可編程控器PLC組成的集數據采集、過程控制和信息傳送于一體的監控網絡。由于這些設備大量采用高度集成化的CMOS電路和CPU單元，其對瞬間過電壓的承受能力大幅降低，成為水廠受雷電損害的主要設備。所以對自動化系統采取有效的保護措施是非常必要的，明析瞬間過電壓產生途徑和危害是正確采取防護措施的前提。

一、瞬間過電壓的產生

瞬間過電壓是指在微妙至毫秒之內所產生的的尖峰沖擊電壓而非一般電源上的所謂過壓(一般電源過壓可能維持數秒及以上)，瞬間過電壓有兩種產生途徑：雷擊和電氣開關動作。

1、一般構筑物避雷網只能保護其本身免受直擊雷損害，雷擊會通過以下兩種方式破壞電子設備：①直擊到電源輸入線，經電源線進入而損害設備，因電力線上安裝的各種保護間隙和電力避雷器，只可把線對地的電壓限制到小于6000伏(IEEEC62.41)，而線對線無法控制。②以感應方式(電阻性、電感性、電容性)偶合到電源、信號線上，最終損害設備。

1水廠自動化的目的

對水廠實施自動化的根本目的認識不夠全面或出現偏向，是造成一些水廠自動化系統未能充分發揮作用的一個原因。水廠實現自動化的根本目的是提高生產的可*性和安全性，實現優質、低耗和高效供水，獲得良好的經濟效益和社會效益。但是，有的水廠實現自動化是為了趕時髦，將其作為一種點綴；有的水廠是迫于形勢，在大批水廠紛紛實現自動化的情況下，自己也不能不上；有的水廠使用的自動化功能過于復雜，特別是在考察自動化水平較高的水廠后，更是盲目地提高標準；有的水廠則自動化功能過于簡單，主要是對自動化不熟悉，缺乏必要的信心，怕造成麻煩；有的水廠是為了湊合貸款數，不得已而配置自動化系統和設備。這些不正確想法的存在，使水廠實現自動化的根本目的發生了偏向，造成了自動化設計不切合水廠實際，不注重生產過程特別是關鍵工藝環節的自動化，并忽略了在運行和管理模式方面的相應改革，從而導致自動化未能充分發揮作用，甚至建成后處于閑置狀態。

2水廠自動化的設計

2.1未解決的相關理論問題

在水廠自動化中，工藝理論對自動化提出的控制要求本身存在未解決的理論問題或理論不夠完善，使控制未能達到規范化和最優化，系統運行達不到理想的控制狀態，從而影響了自動化的實際運行效果。（1）絮凝理論不夠完善。

加藥系統是一個大延時、強耦合、干擾因素多的非線性系統，目前廣泛采用的控制方法為：用原水流量按比例前饋調節計量泵的頻率，用流動電流儀（SCD）反饋調節計量泵的沖程，從而構成加藥復合控制系統。由于凝聚作用本身有多種理論，決定加藥量多少的水質成分因素在理論上還不夠完善，如原水濁度、溫度、pH、污染因素以及非膠體顆粒干擾因素等參數變化都對SCD有很大影響，而在SCD反饋調節方法中，只采用了反映水中膠體穩定度的參數ζ電位來代表全部水質因素，因此該控制方法并不完全符合生產實際。同時，傳感器縫隙小易造成堵塞，加藥后不易形成絮粒，特別是滯后反應和水質變化對SCD影響較大，導致該方法適應性較差，準確度不夠，達不到優化自動加藥的要求，實際使用效果并不理想［1］。在有的系統中，雖然采用了智能技術如專家系統、自學習模糊控制等方法，取得了一定效果，但并未完全解決加藥量優化控制的問題。

目前，我國北方大部分中小型水廠均采用兩級泵站的管理模式，即：由深井泵組成一級泵站采取地下水至水廠蓄水池進行水處理；而后，由二級加壓泵站向用戶管網供水。控制方式一般為人工控制的繼接方式，自動化水平低，水、電資源浪費嚴重，設備事故隱患多、管理困難。我們為某縣自來水廠開發了一套由上位機、可編程控制器(PLC)、變頻器、相應傳感器及執行機構組成的水廠微機集散控制系統，該系統已連續運轉三年，性能穩定可靠，提供了一種針對中小型水廠的，以節能降耗、提高自動化水平為主要目的的技術改造方案。

1系統的主要功能

該水廠的基本情況為：一級泵站包括5口深井，每口深井配備22kW多級潛水泵1臺，共同向一蓄水能力為2000m3的蓄水池蓄水；加壓泵組為5臺45kWDL型立式泵，向管網加壓供水。對控制系統的設計要求是：對水廠的設備運行及生產狀況進行自動化控制和管理。該控制系統的基本功能如下：

(1)保證用戶管網供水壓力恒定。操作人員設定管網壓力后，系統根據設定值和壓力傳感器采取的管網實際壓力信號，采用1臺調速泵配合1～4臺恒速泵的運行模式，自動調整加壓泵站中恒速泵的啟動臺數和調速泵的轉速，在較高的精度范圍內保證管網的壓力恒定。無論用水高、低峰均可在保證供水壓力的前提下最大限度地節省電能。同時，減少了由于無謂磨損、頻繁啟停等原因對水泵造成的損害；以及用水低峰時，由于管網壓力過高造成跑、冒事故，浪費寶貴的水資源。

(2)蓄水池水位自動控制。由于用戶用水量的變化較大且具有隨機性，而水廠對蓄水池內水位控制的精度要求較高。故在水位控制系統的設計中，采用模糊算法在保證蓄水池水位維持在標準范圍內的前提下，合理安排潛水泵的啟動臺數，避免潛水泵的頻繁啟停及無效運轉。

(3)自動倒泵功能。為防止某臺水泵長期不運轉發生銹蝕，由PLC控制4臺水泵定期輪換作為變量泵運轉，即自動倒泵功能。

一、系統說明

1.水廠工業控制的特點：1開關量多、模擬量少，以邏輯順序控制為主，閉環回路控制為輔；2對無故障運行有極高要求；3易于組態的編程；4需要高效互連的網絡；5環境比較苛刻。

根據“實用、可*、經濟、先進”的原則，采用分級分散控制，集中管理的集控模式，整個水廠的自動化控制系統按照工藝流程及生產區域，分為四個部分：上位計算機監視與控制系統；高速工業以太網網絡傳輸系統；現場控制站單元系統；取水泵站三遙系統。整個系統在保證現場設備各個子控制系統相對獨立的前提下，使檢測系統、電氣系統、遙測系統與計算機控制系統相協調，保證整個自動化控制系統能按工藝要求和操作規程實現設備運行自動化，上位計算機監控管理站實現對整個生產過程的檢測、統計分析及管理工作，達到無人職守的目的。

上位計算機監視與控制系統（中央監控管理站）：由兩臺互為熱備的計算機系統構成，其中一臺計算機以監控為主（操作員站1），另一臺以管理為主（操作員站2/兼工程師），兩者通過計算機網絡對各分站做到無人職守。兩臺計算機均使用高性能的工業級控制計算機，通過在計算機上安裝專用的工業控制類應用軟件平臺，實現中文顯示界面下的對整個生產工藝流程及設備運行狀況的動態顯示與監控；動態顯示與監控的數據包括：整個水廠工藝處理過程運行狀態總貌，系統中主設備的狀態、有關參數以及控制回路中過程變量與設定值的偏差等。

上位計算機監控系統經過軟件組態，可實現以下的功能：

----信號的指示、報警、處理及警示；

1．各主要泵站建立基于現場總線的測控系統

現場總線在水工業領域的普遍應用，導致了傳統控制系統結構的變革，形成了新型的網絡集成式分布控制系統———現場總線控制系統，這是繼集散式控制系統后的新一代控制系統。它把來自不同廠商而遵守同一協議規范的自動化設備，通過現場總線連接成系統，實現自動化的各種功能；同時把DCS集中與分散相結合的集散系統結構變成了新型全分布式結構，把控制功能徹底下放到現場，依*智能設備的計算、通信能力，在現場進行許多復雜計算，形成真正分散在現場的完整的控制系統，提高控制系統運行的可*性；還可以借助現場總線網段以及與之有通信連接的其他網段，實現異地遠程自動控制；還可以提供傳統儀表所不能提供的閥門開關動作次數、故障診斷等信息，便于操作管理人員更好、更深入地了解生產現場各自控設備的運行狀態。

過程現場總線是一種國際性的開放式的現場總線標準，是5種最具影響力的現場總線技術之一，主要應用于可編程的邏輯控制器。PROFIBUS可使分散式數字化控制器從現場底層到車間級網絡化。這種系統分為主站和從站：主站決定總線的數據通信，當主站得到總線控制權（令牌）時，沒有外界請求也可以主動發送信息；從站為外圍設備，典型的從站包括：輸入輸出裝置、閥門、驅動器和測量發送器。它們沒有總線控制權，僅對接受到的信息給予確認或當主站發出請求時向它發送信息。

2．建立管網信息管理系統

目前，公用給排水管網系統正在結合新水不銹鋼項目的要求進行全面技術改造，經過改造后，將實現分質供水與分質排水，要建成九套公用管網系統，相應的改造信息化解決方案包括兩大部分：一是以靜態信息為主體的管網地理信息系統，二是以動態信息為主體的管網運行調度系統。

總體配置：

摘要：由于自來水廠對人們生活的影響非常大，日常的電能等消耗較大，所以將電氣自動化和自來水廠運營結合起來，可以提高節能降耗的效率?；诖?，在簡要介紹自動化控制系統以及自來水廠制水的基礎上，就如何將自動化控制系統有效應用于自來水廠的節能降耗中進行研究分析，以供參考。

關鍵詞：自動化控制系統;自來水廠;節能降耗

1自動化控制系統簡介

自動化控制系統控制過程可分成閉環控制系統和開環控制系統。前者又叫做反饋控制系統，也就是通過輸出量和期望值之間的差距來實施控制，后者又叫做順序控制系統，由檢測元件、執行機構以及被控對象所構成，廣泛應用于化工、機械等領域。從給定信號上來看，自動化控制系統又可分為程序控制系統、隨動控制系統和恒值控制系統。自動化控制系統應用范圍也從機械和化工等領域擴展到了醫學、生態學等領域，不僅對整體社會的發展具有極大推動作用，而且對于社會組織機構以及個人均有一定影響。

2自來水廠的制水以及自動化系統的構成

2.1自來水廠的制水。自來水廠為人們的生活、工作提供必要的水資源，滿足人們生活工作需求，所以在城市社會發展中扮演著不可替代的角色。隨著人們用水需求的增加，自來水廠在制水和送水工藝上也進行了改良，比如在制水上引進先進的深度處理技術，能滿足國家對水質水量上的要求。比如在送水方面應用了互聯網送水控制技術，對送水過程進行全面監督控制。此外，關于自來水廠的制水流程，主要包括取水、制備和添加藥劑、混凝、沉淀和送水幾個環節，在自來水產制水流程控制上采用了自動化控制儀表設備，使用分布集散的控制系統對制水工藝進行自動化控制與管理。2.2自動化控制系統的構成。自動化控制系統在自來水廠中運用時是在多個多層級的控制站中的運用，比如在一級控制站中運用，采用的是PLC自動控制系統，在研究其節能降耗作用時，需要對該控制系統的結構進行綜合分析。該自動化控制系統由CPU、電源和模擬量一級通訊等硬件配置構成，在設置自來水基架撥號時選擇16進制，0號主基架子的撥碼要統一設置為off狀態。

[摘要]通過對禮泉縣農村人飲管理現狀的調查、分析，指出農村人飲供水存在的問題，并提出農村供水管理發展的必然趨勢：供水規?；?、水處理自動化以及管理現代化。結合實際情況分析了實施此項計劃的可行性、必要性和緊迫性及實施后帶來的社會效益。

[關鍵詞]科學發展供水管理現代化信息化

一、禮泉縣農村飲水工程現狀

禮泉縣地處關中平原中部，距咸陽市30km。縣域總面積1018km?？側丝?8.37萬人，其中農業人口42.76萬人，占總人口的88%。縣內屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，地勢南低北高，南部屬平原區，北部屬黃土苔原區及黃土高原溝壑區。經過對全縣農村飲水現狀的調查研究，結果顯示，截止2009年5月，全縣已建成使用的農村供水工程有71處，受益人口29.1萬人，占全縣農村人口的59%。日供水規模為8284m。調查還顯示，仍有17.1萬人飲用不安全的井水或窖水，自來水普及率為59.01%。隨著09年第三期農村飲水安全項目的實施，再建26處人飲工程，解決5.22萬人的飲水安全問題。屆時自來水普及率將上升至71.1%。在這已建飲水工程當中國，沒有一處實行設備自動化控制，運行在線監控及管理也未達到現代化要求。大多數水廠采用加氯消毒措施，多數未建立水質定期檢測制度。

九十年代初，我縣曾建起一批農村供水工程，多以自然村為單位建設，設計標準低，建設規模小，供水能力小，水質未經任何凈化處理，水廠運營達不到盈利標準，導致負債經營。據調查，我縣現有農村供水工程中，有相當一部分缺乏有效管理，農村供水工程量大面廣，單個工程規模小，管理難度大。不少村鎮供水工程只有1-2人管理，多為沒經過技術培訓的農民。技術水平低，管理意識淡薄，有一部分供水工程產權不清，存在管理機構不健全，管理方式、手段落后及管理規章制度不完善等諸多問題。

二、禮泉縣實施農村供水管理現代化的可行性、必要性和緊迫性

摘要：本文分析了莊浪縣農村人飲信息化建設情況及存在的問題，發現了農村人飲工程信息化建設還存在很多不足和短板，針對問題提出了統籌未來人飲工程信息化工程建設，運用互聯網、信息化手段對傳統水務建設、管理和服務模式進行重構，確保農村人飲工程能夠長期、持久地發揮效益，為莊浪縣實現鄉村振興戰略提供有力的飲水安全保障。

關鍵詞：農村飲水安全；信息自動化；問題；規劃

1發展現狀

截至目前，莊浪縣農村飲水安全工程項目實現了供水全面覆蓋，共解決了全縣18個鄉（鎮）293個村9.2萬戶39萬人農村飲水安全問題，全面實現了農村生活用水自來水化。根據現場調研情況，目前莊浪縣6個水廠的自動化和信息化建設已經完善，主要實現了液位監測、流量監測、濁度監測、壓力監測和工業電視系統監控等。另外，部分泵站已實現自動化控制，但未實現泵站的遠程控制。

2存在的問題

2.1供水用水自動化水平偏低，自動化監控手段薄弱

摘要：該文在水務自動化的基礎上，利用計算機技術及網絡技術，實現企業生產過程、調度管理、事務處理和決策等業務過程的信息化、智能化、專業化，從而降低企業運行成本，提高經濟效益。該文介紹了某排水公司城區污水處理監管信息平臺的建設情況，分析平臺建設的技術特點，為企業管理帶來的創新，展望平臺在智慧水務、大數據分析方向的應用。

關鍵詞：智慧水務；大數據；信息化平臺

隨著各地“智慧城市”的布局與規劃，作為城市市政重要組成部分的水務行業也正在進行“智慧”的創新改革，“智慧水務”理念也隨之產生。各水務集團利用自動化、物聯網、互聯網、云計算、IT、智能分析等技術手段，對城市水資源信息進行智慧地感知、分析、集成和應對，通過對各類關鍵數據的實時監視和智能分析，進行分類、分級預警，并利用消息推送、短信、聲光報警等方式通知相關負責人，同時給予相應的輔助決策建議，以更加精細和動態的方式管理水務運營系統的整個生產、管理和服務流程，使之更加數字化、智能化、規范化，從而達到“智慧”的狀態。從而為市民提供一個更美好的生活和工作環境，為企業創造一個更有利的商業發展環境，為政府構建一個更高效的城市運營管理環境。

1企業背景介紹

排水公司主要承擔中心市區排水以及污水的收集、處理、達標排放和污水處理系統的建設與管理。下轄福星、婁江、城東3座污水處理廠，承擔著約300km污水主管網、30余座污水提升泵站、10余座污水提升泵井，6600多座污水窨井的管理養護任務。污水日處理能力36萬m3，其中，福星污水廠處理能力為18萬m3/d，婁江污水廠為14萬m3/d，城東污水廠為4萬m3/d，尾水排放全面優于國家一級A標準。

2原監控系統介紹