【摘要】实现自动化控制是当前水厂发展和管理的需要，尤其是老水厂进行自动化升级改造势在必行。本文通过黄河水处理系统现有工艺情况，通过收集和分析关键、岗位的关键数据，如水位、压力、流量等，搭建水厂运行过程的自动化报警系统，实现水厂工况的在线预警。
【关键词】水厂；自动化报警；研制；应用
地表水处理厂一般包括：取水、预沉、沉淀、澄清、过滤、消毒、外输等生产过程，工艺控制点多、设备多、生产工况影响因素多，随着自动化技术的成熟，实现水厂运行工况远程控制及故障预警成为大势所趋，而老水厂的自动化改造更是各级水司迫切需要解决的问题。本文以黄河水处理系统为例，对老水厂自动化报警系统的研制和应用进行探讨。
1.研制的必要性
1.1国内水厂目前存在岗位人员少、管理设备多、厂区面积大等问题，尤其是夜间如巡检跟不上，一旦出现警情时难以及时反应，厂区范围较大，各岗位距离远，紧急情况时相互支援的时间较长。
1.2各处理厂因进水水质、处理工艺等的不同，对自动化控制的要求也存在差异,专业公司在设计远程控制系统时存在对生产数据不熟悉、管理要求不明确的问题，在系统后期的维护、完善、扩充等方面存在不足。因此，老水厂远程自动化改造依托水厂现有人员，在掌握自动化控制技术的前提下，自行设计、安装和应用显得尤为必要。
1.3 一般水厂只设置外输加压清水池水位和管网压力两个报警，由于这两个报警在整个系统的末端，一旦发生报警整个系统将达到事故的边缘，给值班人员处理事故的时间太短，如果处理不当将导致事故的发生。并且出现报警时中心控制室只发出滴滴声，值班人员需要在电脑上查找才能发现报警内容，这给本来就不充足处理故障的时间又增加了难度。
2.方案设计
根据自身特点在生产运行与管理中存在的安全隐患,提出了以水厂自控系统为基础的PLC声响报警系统,为运行管理人员组建一套先进自动化报警系统,有效提高了突发生产事故处理的速度与效率,保障供水安全。
2.1设计思路
在系统的前段和系统末端重要位置地方报警系统，前段设备出现故障报警时能第一时间进行处理，不会影响末端的设备正常运行。具体方法为：在中心控制室内安装一台PLC作为主站，提升泵站、加药间、清水泵房内PLC作为从站。从站内根据实际情况编写各自的报警程序。主站利用厂内光纤网络读取从站PLC内的报警状态，在把信号输出到中控室内的语音提示器上，从而达到用语音的方式来发出报警信息的目的。网线和交换机起数据传输作用，通讯时，站点的识别是通过PLC的不同IP地址编号来实现的。
2.2 主要报警数据有：水位、流量、压力、加药通断等参数。
3.实施
3.1泵站流量、压力等参数的采集与报警程序。
实际工程中，我们要面对很多的工程量，如压力、流量、水位等，他们要用各种类型的传感器进行测量，传感器再将测量值通过输出标准电压、电流等标准信号供PLC采集，PLC的模拟量输入模块将该电压、电流等模拟量转换成数字量-整型数。在PLC程序内部要对应的信号进行比较、运算时，常需将该信号转换成实际的物理值，这样这个数值才有实际意义。
报警程序主要用到的是比较指令，就是比较两个数的大小，比较成立就输出高电平，不成立就是低电平。
在输水管道上安装压力变送器，用屏蔽线把变送器的输出信号接至PLC的模拟量输入模块一组输入端子上，流量传感器的输出信号接至另外一组模拟量输入模块端子，PLC内写好模拟量处理及报警程序。
3.2澄清池加药状态采集
澄清池是在辐射池予沉沙正常运行前提下，保证三级过滤工艺所要求进水水质不高于3NTU的重要操作单元。在这一单元内，通过投加药剂，使之不高于50NTU的一次水中的大部分致浊物质得以去除。澄清池是以投加聚合氯化铝混凝澄清运行的。如果药剂间至澄清池的加药管线断裂，造成澄清池出水浊度升高从而影响整个系统的水质安全。黄河水处理是泥水分离的过程，分离的过程需要加混凝剂，一旦加药不及时会造成出水浊度高，影响水厂的正常运行。由于加药管线埋在地下出现故障后不容易发现，存在严重的隐患。
水流开关，当达到一定流量后将水流信号转换为开关式电信号的传感器件。它主要用在检测管内药液是否流动和流动的量是否达到要求，同时靠开关电接点输出一个信号的通断状态。在加药间至百米池出水口加药管处安装水流传感器，当有药液流出时且达到要求时，传感器的触头闭合，这一信号传至百米池值班房内的PLC上。
3.3中控室PLC控制柜内安装PLC建立主站。
在工业控制过程中有时候一个CPU并不能完全满足现场的控制要求，这时CPU之间就可以采用主从的方式进行通讯，也就是一个CPU作为主站，其它CPU作为从站的通讯方式。
在主从通讯过程中，所谓主从就是主站可以与每个从站直接通讯，下达命令接收反馈。从站与从站之间不能相互通讯，不能相互指挥。
当被控制的设备分散处在距离比较远的地方，一般在被控设备近处设置从站，以减少输入的信号线和输出的控制线。简单地说主动发起通讯的就是主站，被动发送数据的就是从站建立主从站的目的就是为了对各岗位的报警信息进行集中处理。
3.4安装语音提示器
语音提示器由语音模块、控制电路、喇叭、电源和外壳构造成的放音器，可以用来播报产品信息，安全提示性语句，门铃音乐或者报警声音的工具，在信息传播上有很广泛的使用。
语音提示器用于报警提示，在报警信息产生时，及时用语音提醒运行人员，以尽快采取措施，控制事态的发生。
3.5画面组态
组态软件，上位机软件的一种。又称组态监控软件系统软件。它是指一些数据采集与过程控制的专用软件。它们处在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。
组态软件的作用为：可以读写不同类型的PLC、仪表、智能模块，采集工业现场的各种信号，从而对工业现场进行监视和控制，可以以图形和动画等直观方式呈现现场信息，以方便对被控流程的监视也可以直接对控制系统发出指令、设置参数干预现场操作流程等
4.结束语
本报警系统针对水厂运行特点以及以往安全事故中发现的薄弱环节进行重点优化，实用性强。同时该报警系统具有联动报警功能，报警信息能立即传至中控室的上位机上，并能用语音进行提醒，值班人员根据报警信息分析警情的类型和危急情况，第一时间进行处理，提高运行人员的反应速度，作为保障水厂安全运行的重要手段。