水厂自动化范文10篇

摘要：我国有些水厂自动化系统的功能并未充分发挥出来，有的系统甚至处于闲置状态，对于这些水厂自动化中存在的问题，从目的、设计、设备和管理方面进行了探讨。

关键词：水厂自动化设备管理自控设备

我国水厂自动化在20世纪80年代得到了较大规模的发展，特别是随着外资的引入，大量国外先进的自动化控制技术与设备进入我国，建成了一批全引进的水厂，使我国水厂自动化进程大大加快，自动化水平也快速提高。近年来，在我国一些发达地区，建成了少量测控管一体化的现代化水厂，对推动水厂实现综合自动化功能起到了积极的促进作用。但由于历史和现实的原因，我国水厂自动化的总体发展水平还不高，发展也不平衡。大中城市的水厂特别是发达地区的大型水厂，自动化程度很高，而小城市和城镇的水厂特别是落后地区的小型水厂，自动化程度较低，甚至还是空白。而且，在一些已实现自动化的水厂中，虽然其自动化系统和设备与其他行业如化工、电力等相比并不差甚至更先进，但是，其功能并未充分发挥出来。有的自控系统从未运行过，一直处于闲置状态；有的运行一段时间后变为了手动，甚至处于瘫痪状态，造成了自动化系统和设备的极大浪费。根据对近40个引进水厂自动化设备的调查资料表明：单项设备运行情况基本良好的占78.3％，基本运行正常的占11.7％，设备故障极多已被拆换替代的占5.7％，设备从未投入使用的占4.3％［1］。对于这些水厂自动化中出现的问题，究其原因，与目的、设计、设备和管理等多种问题有关。

1水厂自动化的目的

对水厂实施自动化的根本目的认识不够全面或出现偏向，是造成一些水厂自动化系统未能充分发挥作用的一个原因。水厂实现自动化的根本目的是提高生产的可靠性和安全性，实现优质、低耗和高效供水，获得良好的经济效益和社会效益。但是，有的水厂实现自动化是为了赶时髦，将其作为一种点缀；有的水厂是迫于形势，在大批水厂纷纷实现自动化的情况下，自己也不能不上；有的水厂使用的自动化功能过于复杂，特别是在考察自动化水平较高的水厂后，更是盲目地提高标准；有的水厂则自动化功能过于简单，主要是对自动化不熟悉，缺乏必要的信心，怕造成麻烦；有的水厂是为了凑合贷款数，不得已而配置自动化系统和设备。这些不正确想法的存在，使水厂实现自动化的根本目的发生了偏向，造成了自动化设计不切合水厂实际，不注重生产过程特别是关键工艺环节的自动化，并忽略了在运行和管理模式方面的相应改革，从而导致自动化未能充分发挥作用，甚至建成后处于闲置状态。

2水厂自动化的设计

摘要：本文分析、讨论了自动化系统的防雷问题，着重阐述了水厂自动化控制系统的综合防雷措施。

关键词：水厂自动化系统防雷瞬间过电压

随着计算机技术(Computer)、控制技术(Control)、通讯技术(Communication)、显示技术(CRT)的发展和广泛应用，目前水厂的自动化控制普遍采用由工业计算机IPC或可编程控器PLC组成的集数据采集、过程控制和信息传送于一体的监控网络。由于这些设备大量采用高度集成化的CMOS电路和CPU单元，其对瞬间过电压的承受能力大幅降低，成为水厂受雷电损害的主要设备。所以对自动化系统采取有效的保护措施是非常必要的，明析瞬间过电压产生途径和危害是正确采取防护措施的前提。

一、瞬间过电压的产生

瞬间过电压是指在微妙至毫秒之内所产生的的尖峰冲击电压而非一般电源上的所谓过压(一般电源过压可能维持数秒及以上)，瞬间过电压有两种产生途径：雷击和电气开关动作。

1、一般构筑物避雷网只能保护其本身免受直击雷损害，雷击会通过以下两种方式破坏电子设备：①直击到电源输入线，经电源线进入而损害设备，因电力线上安装的各种保护间隙和电力避雷器，只可把线对地的电压限制到小于6000伏(IEEEC62.41)，而线对线无法控制。②以感应方式(电阻性、电感性、电容性)偶合到电源、信号线上，最终损害设备。

1水厂自动化的目的

对水厂实施自动化的根本目的认识不够全面或出现偏向，是造成一些水厂自动化系统未能充分发挥作用的一个原因。水厂实现自动化的根本目的是提高生产的可*性和安全性，实现优质、低耗和高效供水，获得良好的经济效益和社会效益。但是，有的水厂实现自动化是为了赶时髦，将其作为一种点缀；有的水厂是迫于形势，在大批水厂纷纷实现自动化的情况下，自己也不能不上；有的水厂使用的自动化功能过于复杂，特别是在考察自动化水平较高的水厂后，更是盲目地提高标准；有的水厂则自动化功能过于简单，主要是对自动化不熟悉，缺乏必要的信心，怕造成麻烦；有的水厂是为了凑合贷款数，不得已而配置自动化系统和设备。这些不正确想法的存在，使水厂实现自动化的根本目的发生了偏向，造成了自动化设计不切合水厂实际，不注重生产过程特别是关键工艺环节的自动化，并忽略了在运行和管理模式方面的相应改革，从而导致自动化未能充分发挥作用，甚至建成后处于闲置状态。

2水厂自动化的设计

2.1未解决的相关理论问题

在水厂自动化中，工艺理论对自动化提出的控制要求本身存在未解决的理论问题或理论不够完善，使控制未能达到规范化和最优化，系统运行达不到理想的控制状态，从而影响了自动化的实际运行效果。（1）絮凝理论不够完善。

加药系统是一个大延时、强耦合、干扰因素多的非线性系统，目前广泛采用的控制方法为：用原水流量按比例前馈调节计量泵的频率，用流动电流仪（SCD）反馈调节计量泵的冲程，从而构成加药复合控制系统。由于凝聚作用本身有多种理论，决定加药量多少的水质成分因素在理论上还不够完善，如原水浊度、温度、pH、污染因素以及非胶体颗粒干扰因素等参数变化都对SCD有很大影响，而在SCD反馈调节方法中，只采用了反映水中胶体稳定度的参数ζ电位来代表全部水质因素，因此该控制方法并不完全符合生产实际。同时，传感器缝隙小易造成堵塞，加药后不易形成絮粒，特别是滞后反应和水质变化对SCD影响较大，导致该方法适应性较差，准确度不够，达不到优化自动加药的要求，实际使用效果并不理想［1］。在有的系统中，虽然采用了智能技术如专家系统、自学习模糊控制等方法，取得了一定效果，但并未完全解决加药量优化控制的问题。

目前，我国北方大部分中小型水厂均采用两级泵站的管理模式，即：由深井泵组成一级泵站采取地下水至水厂蓄水池进行水处理；而后，由二级加压泵站向用户管网供水。控制方式一般为人工控制的继接方式，自动化水平低，水、电资源浪费严重，设备事故隐患多、管理困难。我们为某县自来水厂开发了一套由上位机、可编程控制器(PLC)、变频器、相应传感器及执行机构组成的水厂微机集散控制系统，该系统已连续运转三年，性能稳定可靠，提供了一种针对中小型水厂的，以节能降耗、提高自动化水平为主要目的的技术改造方案。

1系统的主要功能

该水厂的基本情况为：一级泵站包括5口深井，每口深井配备22kW多级潜水泵1台，共同向一蓄水能力为2000m3的蓄水池蓄水；加压泵组为5台45kWDL型立式泵，向管网加压供水。对控制系统的设计要求是：对水厂的设备运行及生产状况进行自动化控制和管理。该控制系统的基本功能如下：

(1)保证用户管网供水压力恒定。操作人员设定管网压力后，系统根据设定值和压力传感器采取的管网实际压力信号，采用1台调速泵配合1～4台恒速泵的运行模式，自动调整加压泵站中恒速泵的启动台数和调速泵的转速，在较高的精度范围内保证管网的压力恒定。无论用水高、低峰均可在保证供水压力的前提下最大限度地节省电能。同时，减少了由于无谓磨损、频繁启停等原因对水泵造成的损害；以及用水低峰时，由于管网压力过高造成跑、冒事故，浪费宝贵的水资源。

(2)蓄水池水位自动控制。由于用户用水量的变化较大且具有随机性，而水厂对蓄水池内水位控制的精度要求较高。故在水位控制系统的设计中，采用模糊算法在保证蓄水池水位维持在标准范围内的前提下，合理安排潜水泵的启动台数，避免潜水泵的频繁启停及无效运转。

(3)自动倒泵功能。为防止某台水泵长期不运转发生锈蚀，由PLC控制4台水泵定期轮换作为变量泵运转，即自动倒泵功能。

一、系统说明

1.水厂工业控制的特点：1开关量多、模拟量少，以逻辑顺序控制为主，闭环回路控制为辅；2对无故障运行有极高要求；3易于组态的编程；4需要高效互连的网络；5环境比较苛刻。

根据“实用、可*、经济、先进”的原则，采用分级分散控制，集中管理的集控模式，整个水厂的自动化控制系统按照工艺流程及生产区域，分为四个部分：上位计算机监视与控制系统；高速工业以太网网络传输系统；现场控制站单元系统；取水泵站三遥系统。整个系统在保证现场设备各个子控制系统相对独立的前提下，使检测系统、电气系统、遥测系统与计算机控制系统相协调，保证整个自动化控制系统能按工艺要求和操作规程实现设备运行自动化，上位计算机监控管理站实现对整个生产过程的检测、统计分析及管理工作，达到无人职守的目的。

上位计算机监视与控制系统（中央监控管理站）：由两台互为热备的计算机系统构成，其中一台计算机以监控为主（操作员站1），另一台以管理为主（操作员站2/兼工程师），两者通过计算机网络对各分站做到无人职守。两台计算机均使用高性能的工业级控制计算机，通过在计算机上安装专用的工业控制类应用软件平台，实现中文显示界面下的对整个生产工艺流程及设备运行状况的动态显示与监控；动态显示与监控的数据包括：整个水厂工艺处理过程运行状态总貌，系统中主设备的状态、有关参数以及控制回路中过程变量与设定值的偏差等。

上位计算机监控系统经过软件组态，可实现以下的功能：

----信号的指示、报警、处理及警示；

1．各主要泵站建立基于现场总线的测控系统

现场总线在水工业领域的普遍应用，导致了传统控制系统结构的变革，形成了新型的网络集成式分布控制系统———现场总线控制系统，这是继集散式控制系统后的新一代控制系统。它把来自不同厂商而遵守同一协议规范的自动化设备，通过现场总线连接成系统，实现自动化的各种功能；同时把DCS集中与分散相结合的集散系统结构变成了新型全分布式结构，把控制功能彻底下放到现场，依*智能设备的计算、通信能力，在现场进行许多复杂计算，形成真正分散在现场的完整的控制系统，提高控制系统运行的可*性；还可以借助现场总线网段以及与之有通信连接的其他网段，实现异地远程自动控制；还可以提供传统仪表所不能提供的阀门开关动作次数、故障诊断等信息，便于操作管理人员更好、更深入地了解生产现场各自控设备的运行状态。

过程现场总线是一种国际性的开放式的现场总线标准，是5种最具影响力的现场总线技术之一，主要应用于可编程的逻辑控制器。PROFIBUS可使分散式数字化控制器从现场底层到车间级网络化。这种系统分为主站和从站：主站决定总线的数据通信，当主站得到总线控制权（令牌）时，没有外界请求也可以主动发送信息；从站为外围设备，典型的从站包括：输入输出装置、阀门、驱动器和测量发送器。它们没有总线控制权，仅对接受到的信息给予确认或当主站发出请求时向它发送信息。

2．建立管网信息管理系统

目前，公用给排水管网系统正在结合新水不锈钢项目的要求进行全面技术改造，经过改造后，将实现分质供水与分质排水，要建成九套公用管网系统，相应的改造信息化解决方案包括两大部分：一是以静态信息为主体的管网地理信息系统，二是以动态信息为主体的管网运行调度系统。

总体配置：

摘要：由于自来水厂对人们生活的影响非常大，日常的电能等消耗较大，所以将电气自动化和自来水厂运营结合起来，可以提高节能降耗的效率。基于此，在简要介绍自动化控制系统以及自来水厂制水的基础上，就如何将自动化控制系统有效应用于自来水厂的节能降耗中进行研究分析，以供参考。

关键词：自动化控制系统;自来水厂;节能降耗

1自动化控制系统简介

自动化控制系统控制过程可分成闭环控制系统和开环控制系统。前者又叫做反馈控制系统，也就是通过输出量和期望值之间的差距来实施控制，后者又叫做顺序控制系统，由检测元件、执行机构以及被控对象所构成，广泛应用于化工、机械等领域。从给定信号上来看，自动化控制系统又可分为程序控制系统、随动控制系统和恒值控制系统。自动化控制系统应用范围也从机械和化工等领域扩展到了医学、生态学等领域，不仅对整体社会的发展具有极大推动作用，而且对于社会组织机构以及个人均有一定影响。

2自来水厂的制水以及自动化系统的构成

2.1自来水厂的制水。自来水厂为人们的生活、工作提供必要的水资源，满足人们生活工作需求，所以在城市社会发展中扮演着不可替代的角色。随着人们用水需求的增加，自来水厂在制水和送水工艺上也进行了改良，比如在制水上引进先进的深度处理技术，能满足国家对水质水量上的要求。比如在送水方面应用了互联网送水控制技术，对送水过程进行全面监督控制。此外，关于自来水厂的制水流程，主要包括取水、制备和添加药剂、混凝、沉淀和送水几个环节，在自来水产制水流程控制上采用了自动化控制仪表设备，使用分布集散的控制系统对制水工艺进行自动化控制与管理。2.2自动化控制系统的构成。自动化控制系统在自来水厂中运用时是在多个多层级的控制站中的运用，比如在一级控制站中运用，采用的是PLC自动控制系统，在研究其节能降耗作用时，需要对该控制系统的结构进行综合分析。该自动化控制系统由CPU、电源和模拟量一级通讯等硬件配置构成，在设置自来水基架拨号时选择16进制，0号主基架子的拨码要统一设置为off状态。

[摘要]通过对礼泉县农村人饮管理现状的调查、分析，指出农村人饮供水存在的问题，并提出农村供水管理发展的必然趋势：供水规模化、水处理自动化以及管理现代化。结合实际情况分析了实施此项计划的可行性、必要性和紧迫性及实施后带来的社会效益。

[关键词]科学发展供水管理现代化信息化

一、礼泉县农村饮水工程现状

礼泉县地处关中平原中部，距咸阳市30km。县域总面积1018km。总人口48.37万人，其中农业人口42.76万人，占总人口的88%。县内属暖温带半湿润大陆性季风气候，地势南低北高，南部属平原区，北部属黄土苔原区及黄土高原沟壑区。经过对全县农村饮水现状的调查研究，结果显示，截止2009年5月，全县已建成使用的农村供水工程有71处，受益人口29.1万人，占全县农村人口的59%。日供水规模为8284m。调查还显示，仍有17.1万人饮用不安全的井水或窖水，自来水普及率为59.01%。随着09年第三期农村饮水安全项目的实施，再建26处人饮工程，解决5.22万人的饮水安全问题。届时自来水普及率将上升至71.1%。在这已建饮水工程当中国，没有一处实行设备自动化控制，运行在线监控及管理也未达到现代化要求。大多数水厂采用加氯消毒措施，多数未建立水质定期检测制度。

九十年代初，我县曾建起一批农村供水工程，多以自然村为单位建设，设计标准低，建设规模小，供水能力小，水质未经任何净化处理，水厂运营达不到盈利标准，导致负债经营。据调查，我县现有农村供水工程中，有相当一部分缺乏有效管理，农村供水工程量大面广，单个工程规模小，管理难度大。不少村镇供水工程只有1-2人管理，多为没经过技术培训的农民。技术水平低，管理意识淡薄，有一部分供水工程产权不清，存在管理机构不健全，管理方式、手段落后及管理规章制度不完善等诸多问题。

二、礼泉县实施农村供水管理现代化的可行性、必要性和紧迫性

摘要：该文在水务自动化的基础上，利用计算机技术及网络技术，实现企业生产过程、调度管理、事务处理和决策等业务过程的信息化、智能化、专业化，从而降低企业运行成本，提高经济效益。该文介绍了某排水公司城区污水处理监管信息平台的建设情况，分析平台建设的技术特点，为企业管理带来的创新，展望平台在智慧水务、大数据分析方向的应用。

关键词：智慧水务；大数据；信息化平台

随着各地“智慧城市”的布局与规划，作为城市市政重要组成部分的水务行业也正在进行“智慧”的创新改革，“智慧水务”理念也随之产生。各水务集团利用自动化、物联网、互联网、云计算、IT、智能分析等技术手段，对城市水资源信息进行智慧地感知、分析、集成和应对，通过对各类关键数据的实时监视和智能分析，进行分类、分级预警，并利用消息推送、短信、声光报警等方式通知相关负责人，同时给予相应的辅助决策建议，以更加精细和动态的方式管理水务运营系统的整个生产、管理和服务流程，使之更加数字化、智能化、规范化，从而达到“智慧”的状态。从而为市民提供一个更美好的生活和工作环境，为企业创造一个更有利的商业发展环境，为政府构建一个更高效的城市运营管理环境。

1企业背景介绍

排水公司主要承担中心市区排水以及污水的收集、处理、达标排放和污水处理系统的建设与管理。下辖福星、娄江、城东3座污水处理厂，承担着约300km污水主管网、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养护任务。污水日处理能力36万m3，其中，福星污水厂处理能力为18万m3/d，娄江污水厂为14万m3/d，城东污水厂为4万m3/d，尾水排放全面优于国家一级A标准。

2原监控系统介绍

摘要：本文分析了庄浪县农村人饮信息化建设情况及存在的问题，发现了农村人饮工程信息化建设还存在很多不足和短板，针对问题提出了统筹未来人饮工程信息化工程建设，运用互联网、信息化手段对传统水务建设、管理和服务模式进行重构，确保农村人饮工程能够长期、持久地发挥效益，为庄浪县实现乡村振兴战略提供有力的饮水安全保障。

关键词：农村饮水安全；信息自动化；问题；规划

1发展现状

截至目前，庄浪县农村饮水安全工程项目实现了供水全面覆盖，共解决了全县18个乡（镇）293个村9.2万户39万人农村饮水安全问题，全面实现了农村生活用水自来水化。根据现场调研情况，目前庄浪县6个水厂的自动化和信息化建设已经完善，主要实现了液位监测、流量监测、浊度监测、压力监测和工业电视系统监控等。另外，部分泵站已实现自动化控制，但未实现泵站的远程控制。

2存在的问题

2.1供水用水自动化水平偏低，自动化监控手段薄弱