摘要：中国人口众多，水资源不足，水资源分布不均。因此，有必要通过泵站对水资源进行合理配置，这就需要对泵站机组进行有效配置，以满足人们生活和社会生产的需要。这也使得泵站的运行管理更加高效。因此，自动控制技术逐渐取代半自动技术在供水工程中发挥作用。
关键词：自动化控制系统；自来水厂；供水工艺；应用；
随着我国社会主义市场经济的飞速发展，电气的自动化控制系统在工业生产中也随之得到了越来越广泛的运用，而当前我国供水工程建设通常采用的是传统控制系统，面对我国城市化的不断建设和发展，其日常的运行管理和维护成本日益提高，导致了经济效益降低的后果。
一、中国供水自动化的发展历程
从我国供水开始建设，不断发展到今天，供水自动化程度已经发生了翻天覆地的变化，根据不同程度的自动化控制技术，我国供水自动化的发展历程大致可分为半自动化、全自动化以及综合自动化。（1）半自动化。半自动化的运行管理模式中，人工发挥了主要作用，设备运行、控制系统的开关机等指令都是由操作人员发出的，设备检修，通讯、检测等环节也是依靠工作人员的经验进行的，即供水主要使用开环控制的形式；（2）全自动化。供水全自动化运行管理模式主要使用的是闭环控制的形式，供水机组的运行和保护控制是由水位继电器以及压力继电器等自动化设备完成的；（3）综合自动化。综合自动化技术自问世以来就在各个行业中广泛应用，相比于以往的自动化技术，其具有功能更加丰富、结构更加集成、运行管理更加智能化、操作监测更加便利等优势。
二、电气自动化控制系统的优点
电气自动化控制系统对计算机系统以及互联网实时监控系统进行了结合，在安置相应的软件包后，能够对的作业过程中各个部分的设备进行不间断的检测与数据汇报，通过这种方式收集来的数据，有着传统人工记录无法比拟的全面性和可靠性，可以说引用电气自动化控制系统能够极大程度地帮助水厂减少管理过程中的信息误差，提高整体的生产质量。
三、关键工艺自动控制设计
1.影响次氯酸钠投加量的因素分析。（1）清水库进水流量。清水库进水流量的大小对投加量有直接影响，而这个流量会因用水调度或工艺等方面而发生较大变化，没有特定规律，可通过比例控制方法来解决。（2）水中氨氮含量。目前水厂的次氯酸钠投加，一般采用氯胺消毒，水中的氨氮含量是投加过程最主要的影响因素。（3）清水库出水流量。清水库的出水流量越小，滤后水在水库中滞留的时间越长，次氯酸钠混合、反应、挥发的程度越大。（4）清水库水位。清水库水位高低不同，会对次氯酸钠的混合、反应产生一定的影响。次氯酸钠受温度和光照影响易分解，会造成出厂余氯值的不稳定，所以尽量保存在避光的场所，并且一般应在14d内进行更换，夏季时最好在10d内。
2.次氯酸钠投加量自动控制设计。整个药剂投加控制，采用现场手／自动及远程手／自动两种控制模式。在现场可通过触摸屏实现远程自动及本地操作切换，当状态为远程时，此系统由控制室通过上位机进行操作，当状态为本地时可由相关人员在本地通过触摸屏进行计量泵的启停及相关参数的设定。本地控制优先级高于远程模式，也提高了系统的安全性。手动控制模式分为就地手动控制和远程手动控制两种。手动控制需要人工计算加药量，容易出现偏差，一般处于备用状态，当自动模式出现问题时采用手动控制方式。为了使计量泵更精准的进行加药，采用PID调节系统进行加药控制，利用下式得出理论加药量QL。
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再通过流量计得出的监测值QS与QL进行闭环PID调节，通过PLC控制计量泵的工作频率使实际加药量与理论加药量的绝对值一直保持在一个固定的范围内实现精确加药。
3.次氯酸钠投加过程常见问题处理。（1）管道防腐蚀性处理。次氯酸钠具有腐蚀性，为了防止腐蚀渗漏，宜采用UPVC化工管路，尽量用专用胶粘接。对于法兰及丝扣连接时，要采用耐碱密封材料。（2）管道结晶堵塞问题。次氯酸钠溶液在与水接触的地方会生碱结垢，长时间会逐渐减小管径影响投加量。应在与水接触的入口处安装疏通孔，定期疏通；或可通过酸性溶液清洗。整套次氯酸钠消毒系统从设计到实现本着安全可靠节约的原则，秉承我厂自控程度高集中控制的特点。其中有流量闭环控制的技术亮点，也解决了系统管道易受腐蚀、结晶堵塞的难题。
四、电气自动化控制系统在水厂中的运用
1.进水过程。电气自动化控制系统在水厂中的应用之一是进水过程应用。水厂中的进水处理需要经过一系列的专业净水流程来对外来水进行初步净化，净水系统作为整个水厂作业的开始阶段，首先就要对外来水的进水量进行控制，其控制方法主要是对进水口部分的水泵系统进行人工的调整和管理，根据市场的需要调整具体的进水效率，加入电气自动化控制系统后，能够对水泵进行系统的管理和控制，确保每个水泵都能够按照场内生产需求量来进行输水工作。
2.数字技术的应用。电气自动化控制系统在水厂中的应用之二是数字技术的应用。数字技术可用于数控技术、电子产品、计算机等方面，也可用于军队装备、办公自动化系统上。在水厂电气自动化中应用数字技术，多围绕互联网、计算机，简化工作流程，降低操作难度，实现智能化控制的目标。第一，现场总线和分布式控制系统。现场总线是近年发展起来的，是一种用于工业领域，可高速传输数据信息的总线。在水厂电气自动化系统中，对于现场总线的使用，多串联低压断路器、智能化的仪表仪器，使用一根电缆和远程计算机相连，便于及时将设备信息反馈至控制室，帮助技术人员了解设备的运行情况，并采用有效措施解决突发问题，提高工作效率。第二，Windows系统。Windows系统是美国微软公司研发的，经过多年的发展，成为人们喜欢的操作系统。随着近年来电气自动化的发展，逐渐将该系统引入其中，并作为自身的作业、发展规范。Windows系统的应用，为水厂电气自动化注入了新的活力，操作简便、检修方便，可直观、清晰的反映图像信息。而且，该系统所形成的数字化控制界面，也能被广大用户接受。
3.参数设置及操作记录界面组态设计。电气自动化控制系统在水厂中的应用之三是参数设置及操作记录界面组态设计中的应用。参数设置界面功能主要是各控制单元所有传感器的准确值、原始值、校准值及上、下限值的实时读取及设置、备份、修改和删除。其中，原始值为各传感器所读取的实时值，校准值是通过实验测量的每个传感器所存在的误差值，通过原始值和校准值则可得到各传感器所读取的准确值，此处涉及的计算及数值转换等都是由PLC程序编写完成的，通过监控系统读取显示。
4.送水过程。电气自动化控制系统在水厂中的应用之四是送水过程。电气自动化系统能够对市场内部每日的实际送水量进行实时记录，能够对用水量的高峰阶段以及低谷时期进行清晰反应，进而达到帮助管理者调整生产模式以及优化生产策略的结果，从而降低水厂的运营成本，提高经济效益。
总之，随着社会的不断发展，对城市供水水质提出了更高要求，水厂自动化控制系统必然成为一种趋势。借助计算机技术、网络技术、信息技术等高新技术实现水厂生产过程的自动控制，设计适合制水工艺且运行稳定的自动化供水系统，尤其是次氯酸钠的自动投加系统，可以有效的解决供水工艺过程的诸多问题，可有效保证水质，提高自来水厂的处理能力。
参考文献：
［1］张红.基于PLC的水净化设备的自动控制系统设计.2018.
［2］潘珍,浅谈自动化控制系统在自来水厂供水工艺中的应用.2019.