（身份证：61010319810208XXXX；上海熊猫机械（集团）有限公司）
摘要：随着供水系统的不断进步，自动化控制系统被广泛应用于自来水厂的供水系统中，本文主要研究自来水厂的自动化控制系统问题，分析其在供水系统中的的重要性及其具体应用，意在利用自动化控制设备实现自来水厂的升级改造，提高水厂的制水工艺，保证居民用水的安全、稳定，希望对自来水厂的管理人员具有一定的借鉴意义。
关键词：自来水厂；自动化；供水系统；控制系统
前言
通过自来水厂的自动化处理系统，不仅能够提高水质，系统还能自动完成加药、配药等环节，提高供水系统的效率，减轻了工作人员的工作量。而PLC自动控制技术的应用则降低了水厂的能源消耗，提高了水厂的经营效益。同时自来水制水工艺的自动化系统，还能更加高效的连接各个制水换环节，增加水处理的工作效率，降低自来水厂的经营成本，因此研究自动化控制技术有助于促进水厂制水工艺的升级改造。
1基于实例背景下研究自动化控制系统的工作原理
自来水厂的自动化系统的发展大致分为三个阶段，第一个阶段是分离控制阶段，即各个子系统之间相互独立操作，彼此之间没有联系。第二个阶段是综合化处理阶段，其指的主要是控制系统中各个子系统不仅可以相互配合操作，而且还能独立运行，该阶段自动化程度较高，具有较高的工作效率。第三个阶段是自动化阶段，即自动化系统在工作时，各个子系统之间不仅能共同操作，同时还可以相互共享信息和资源，因此该自动化控制系统能够较为全面的控制水厂中各个系统[1]。目前，我国只有少数的自来水厂在供水系统中引进了自动化控制系统，绝大多数的小自来水厂仍旧停留在机械化的控制阶段。因此，政府应增加对自动化系统技术的资金投入，降低自动化控制系统的引进门槛，确保居民和企业的用水安全。以我国盐田港某供水工程为例，该自来水厂水处理规模主要为每天7万立方米左右，为了保证供水安全，该水厂采用了自动化控制系统，其利用核心交换机将多个子控制系统与网络互联，同时该系统还支持互联网、T1、VPN等多种网络形式，从而实现对整个供水系统的控制。另外，该水厂将调度中心的交换机与控制系统中的核心交换机器，使用GE线路连接，同时将自来水厂的各个子系统连接起来，既保证了各个系统的独立性，还保证了主控制系统对各个辅助系统的控制和调度。除此之外，为了确保各个系统的独立性，该自来水厂还分别安装路由器，从而实现网络的分离工作。由上述实例可以看出，水厂的自动化系统主要是通过运动执行模块，即PLC系统实现对供水系统信息、状态、功能参数、运动以及电源开关等模式的控制管理。
2自动化控制系统在水厂中的应用研究
2.1自动化控制功能在中央控制室中的应用
中央控制室主要由台计算机、打印机以及投影仪等设备组成，其中控制室的计算机是实现中央自动控制功能的主体，其主要工作原理是，通过安装网卡和光交换模块，连接PLC自动控制系统，与此同时计算机将影像数据传输至视频分配器，然后利用视频分配器，将影像数据投射到投影仪屏幕上，便于工作人员实现控制、管理、报警等工作[2]。因此，中央控制系统能够实现对各个子系统的控制功能。例如，可以实现远程控制设备的开、关。通常来说，只有在一定的条件下，才能控制设备开启和暂停，避免发生人员的误操作，而且自动化系统的每个远程控制都需要工作人员人为的进行确认，保证设备的使用安全。另外，中央自动控制功能还具有自动报警功能，一旦发生事故，系统闪烁不同颜色的信号灯，启动自动报警程序，同时系统自动将故障位置以及故障信息发送给控制室，缩减维修人员的故障排查时间，提高维修效率。另外，报警系统能够提供相关的故障信息，有助于事后故障分析。除此之外，中央自动控制系统还能实现数据的存储、分析、查询等工作，如控制系统可以自动输入设备的相关信息，生成相关的数据报表，便于管理人员查阅，而且还可以根据供水系统设备的相关参数、故障数据，系统自动展开分析，便于企业管理人员作出科学、合理的企业决策。
2.2PLC系统自动化控制功能的应用
PLC系统主要由CPU、电源、现场设备、通讯模块以及输入、输出模块等组成，电池模块的主要作用是向设备内其他模块提供电量，保持其他模块正常运转。CPU模块则通过自身的MPI接口与显示屏相连接，实现MPI连接模式，有利于操作人员在中控室操纵监控设备，而通讯模块则需要利用以太网以及光交换模块，将PLC与中央控制室相连接，令中央控制室可以随时监控供水系统设备的运行状态[3]。
因此将PLC系统引进供水系统中，不仅能实时监控供水系统的运行状态，还可以根据设备的参数要求，调节设备的运行状态。另外，PLC系统还增强了控制系统的可靠性和安全性，因为PLC系统各个控制组件之间彼此独立，一旦某一设备出现故障，也不会影响系统其它设备的运行，而且其还具有诊断功能，如果发现故障能及时的进行报警显示，保证整个供水系统的稳定运行，同时PLC系统可以设置不同的人员操作权限，避免相关人员产生误操作。除此之外，PLC系统增强了自动化系统的灵活性，可以采用手动、自动、手动自动相结合等多种方式进行控制系统，为维修人员故障检修带来巨大的便利。
2.3自动化控制功能在加药系统中的应用
制水工艺所采用的药液通常需要稀释后才能使用，因此将加药系统自动化控制，能够提高配比药液的精确性。以某自来水厂为例，由于其制水水源主要来自金沙江，原水的水质较易受到影响，尤其是在汛期，水中氮、氨等元素严重超标，因此为了保证水质，该水厂根据水体的具体情况，合理的进行药液配比，从而有效的去除了水体中的有害元素，保证了居民饮用水源的安全。如该水厂针对不同时期水体的具体情况，往往使用不同的制水工艺，在原水较为浑浊时候，采用聚铁的方式，进行水体净化，既能保证净化效果，保证居民的用水安全，同时还能节约水厂的生产成本，提高经营效益。而在原水污染较为严重时，通常采用次氯酸钠或者碱铝净化原水，进行消毒，因此工作人员要先将溶液稀释，然后才能投入过滤池，进行消毒工作，而该水厂通过购买先进的技术和设备，将自动化控制系统引入配药环节中，工作人员只需要将次氯酸钠或者碱铝放入配药池，然后在系统内设置好配比参数，系统就能自动实现整个配药环节。总而言之，将自动化控制系统引进该水厂的配药系统中，不仅提高了配药的精确性，而且还避免了人工操作可能会发生的安全问题。
2.4自动化功能在安防监控系统中的应用
传统的安防监控技术已经无法满足当前自来水厂的安全需求，因此建立自动化的安防监控设施，实时监控水厂区域以及整个供水系统设备的运行状态，是目前自来水厂安全建设的重要内容，以沈北新区的某乡镇自来水厂为例，该自来水厂主要利用周界防范和视频实施监控两种安全防范方式，即通过在中央控制室安装终端设备，实现对整个水厂区域的监督管理和安全防范。除此之外，该水厂还投入资金，购买并安装红外摄像仪器，将其与中央控制室的显示屏相连接，一旦发现问题，自动进行报警，确保了自来水厂的设备和人员安全。
2.5自动化控制功能在水处理技术中的应用
传统的制水工艺已经无法满足居民对于饮用水的要求，因此自来水厂为提高经济效益，扩大供水总量，正不断的升级和改进制水工艺，提高水处理技术的质量和效率，目前已经有部分企业将自动化技术引入到水处理环节和水质检测环节中，水处理工程较为复杂，例如，在净水中的沉淀环节，需要工作人员严格的控制时间，对员工的专业素质要求较高。而将自动化系统引入进水处理环节，则工作人员只需要根据原水的情况，设置好参数以及沉淀时间，就能够较好的控制沉淀效果，避免堵塞沉淀池，同时还能保证净水效果。除此之外，将自动检测技术与水处理系统相结合，也是提高水处理效率和质量的重要手段，以日本东京某自来水厂为例，该自来水厂通过购买先进的水质检测仪器以及水位测量仪器，不断的提高水厂的自动化程度，如使用电流测量仪、PH值检测仪等先进仪器，而且当地政府和水厂也在不断的增加对制水设备的研发投入，研发出各种先进的水质检测仪器，提高检测水平。由此可见，将自动化的控制设备引入进水处理技术中，能够不断完善饮用水的质量，提高水处理的效率，减少自来水厂的运营成本。
结束语
总而言之，近年来经济不断发展，城镇居民和企业的用水量也在不断攀升，传统的供水系统已经无法满足人们的用水需求。因此为了保障自来水厂供水系统的安全稳定，应增加对设备和技术的资金投入，将自动化控制系统引进到水厂的供水系统中，提高供水总量，保证居民的用水安全，同时还能提高生产效率，降低能源消耗，扩大水厂的经营效益。
参考文献：
[1]柴文军.自动化控制系统在自来水厂节能降耗中的应用探讨[J].中国设备工程，2019（14）：209-211.
[2]蒋志斌.浅谈自动化控制系统在自来水厂的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2019（07）：169.
[3]陈旭源.自动化控制系统在自来水厂供水工艺中的应用[J].净水技术，2018，37（S1）：247-248+253.