临邑县供水总公司 山东省德州市 251500
摘要：随着我国现代化进程的不断加快，电气自动化控制系统得到了广泛的应用，即不仅运用到工业生产中，还被广泛地应用到供水工程的建设中，为了提高供水工程建设的效率、保障水厂的安全运行提供了重要的保障。同时，在水厂中应用电气自动化控制系统还能够有效推动我国水厂的稳定和长久发展。基于此，该文在全面分析电气自动化控制系统所发挥重要作用的基础上对电气自动化控制系统在水厂中的具体应用进行了探究。
关键词：电气自动化技术；水厂；应用
前言：电气自动化技术通俗来说是一个包括电力、电子、计算机和信息技术等诸多方面，是一门综合性较强的学科，其在实用性方面具有非常大的优势。其主要特点是机电结合、强弱结合、软硬件结合、电工技术与电子技术结合、元件与系统相结合等。其在生产、生活中的应用相对广泛，更是在人类社会工业化进程中起到了不可替代的作用。
1.水厂自动控制系统分析
1.1结构形式
水厂分布多个单元，不同单元都有自身的控制系统，这些系统采用最新的控制模式，对水厂运行进行全方位的监控和保护。另外，其控制点分布相对比较特殊，可以针对水厂的不同位置实施针对性监控，并通过网络技术及时传输数据，使水厂可以实现自动化控制。这种监控模式可以对以往水厂人力投入过多的问题进行有效改善，并且自动化模式也可以彻底规避水厂运行过程中人为因素产生的错误，保证水厂的有序运转，减轻水厂在经济方面的负担。
1.2工艺流程
自来水厂是将整个工艺按控制单元划分，主要包括：取水泵房自动控制系统、送水泵房自动控制系统、加矾自动控制系统、加氯自动控制系统、格栅配水池控制系统、反应沉淀池控制系统、滤池和活性炭吸附池气水反冲洗控制系统、配电控制系统、水厂中央控制室自动化调度系统，这些工艺单元内设备相对集中。根据这些特点，自控系统较多采用 PLC+IPC 的集散控制系统（DCS）模式。采用 PLC+IPC 系统的水厂自动化控制设计，一般是采用多主站加多从站结构，能够较好的满足水厂自动化的监控、保护要求。控制点分布在水厂内不同的位置，采用就近控制原则，在设备集中区分别设置不同的 PLC站对该区域设备进行监控，再通过通讯网络，各 PLC 站之间进行数据通讯，实现整个水厂的自动化控制。各水厂根据实际情况，其工艺流程千差万别，设备有增有减，但基本的流程都相似。其主要工艺过程大都是：取水：通过多台大型离心泵将江、河、地表等处的水抽入净水厂；药剂的制备与投加：按工艺要求制备合适的混凝剂，并投入混凝剂及氯气，达到混凝和消毒的目的；混凝：包括混合与絮凝，即源水投入混凝剂后进行反应，并排出反应后沉淀的污泥；平流沉淀：与混凝剂反应后的水低速流过平流沉淀池，以便悬浮颗粒沉淀，并排出沉淀的污泥；过滤沉淀：水通过颗粒介质（石英砂）以去除其中悬浮杂质使水澄清，并定时反冲洗石英砂；送水：多台大型离心泵将自来水以一定的压力和流量送入供水管网。
2.我国水厂中电气自动化的应用现状
2.1水净化处理技术
水净化处理是水厂作业中的重要环节，对水质的保障起到决定性的作用。水处理过程中，需要采用电气自动化设备净化过程进行操作和监控。在水质沉淀与过滤过程中，电气自动控制系统可以对滤池的冲洗和反冲洗进行控制，冲洗过程中，电气化自动控制系统可以根据需求控制冲洗的时间和频率以及冲洗的量，实现全智能化控制作业。通过冲洗和反冲洗可以净化滤池，从而提高水的净化质量。此外，水净化处理还需要进行消毒，水净化过程中通过加氯可以杀死水中的微生物，起到消毒灭菌的效果。消毒净化过程中，可以利用电气自动化系统进行严格的把控，使投氯的量和时间都能够标准化、合理化执行。同时，漏氯系统还能对过量的氯进行吸收和过滤，从而防止水中氯的含量超标，在达到消毒的基础上，保证水的质量。
2.2水质检测自动化技术
目前，人们对水厂质量更加关注，其质量直接影响自来水厂的稳定发展。社会范围的生产、生活都需要充足的水才能维持，其质量直接影响人们的生活质量和用水体验。因此，水厂只有做好科学的检测后，才能开始供应水。自动化监测仪表可以对自来水检测提供必要的技术支持，在检测时需要对水量、水位等进行检测。在检测过程中，使用的仪器设备种类较多，不同设备发挥着不同的作用。例如在对水流量进行测量时，不仅需要使用电磁流量计，还要用到其他类仪表，才能保证水流量的准确度。此外，在对水位、温度等进行测量时，也会使用大量的精密仪表，以保证水的安全性。特别需要注意的是检测仪表在水厂中具有重要的作用，是实现水厂自动化的根本前提。
2.3水厂综合自动化系统的应用
目前，计算机信息技术仍然处于不断发展的过程中，这就为自来水厂建立自动化的控制系统带来了保障。目前，我国的大型自来水厂几乎都建立起了高智能的自动化系统，建立自动化系统的目的除了要实现对自来水厂内部的各个环节进行自动控制以外，还要努力实现对整个供水区域进行实时的监控管理，这样能够在很大程度上降低自来水厂的成本，同时提高了管理效率，对人们的生活和各类企业的用水都具有重要意义。过程中还是会不可避免的出现故障或者错误，尤其是经历过长期使用的系统更容易出现这类问题，因此一定要在日常使用过程中对电气自动化系统进行维护，为自来水厂避免不必要的损失。自来水厂电气自动化系统设计整个水厂运作的各个环节，部门高水平的控制系统还与整个供水区域相关联，大量的数据对系统带来了一定的压力，如果系统的信息储存量不足将会严重影响系统的控制效率，甚至还会导致系统控制出现错误，导致整个水厂运作的紊乱。
2.4自动变频控制技术应用
在水处理行业中，普遍存在着用水量变化较大的问题，在不同的季节、不同的时段，用户用水的需求量有很大的差别，存在着明显的用水高峰特征，因此水处理厂供水系统的给水压力需要随用户的用水需求量变化而变化。在低峰时，如果水泵机组按高峰期的用水量运行，虽可通过调节阀门来满足用水需求，但供水能量损耗大，而且还会影响机组的正常运行。因此，根据用水需求自动控制水泵机组运行，且实现节能，是水厂自动化技术的一项重要内容。变频调速是一项有效的节能降耗技术，其节电效率很高，几乎能将因设计冗余和用水量变化而浪费的电能全部节省下来。变频调速控制技术，是指以变频调整原理为基础，在保证供水可靠性的前提下，根据供水系统用水量的变化情况，自动调整水泵工况，使之始终尽可能地在高效区间内运行，以达到降低能耗、提高效率的目的。
自动变频控制技术是比较科学，可靠性较高的一种调节水泵工况的方式。变频器是一种以变频调速技术为基础通过改变频率来调整电机转速的工业装置。作为一种先进的调速装置，变频器不但调速范围广、可靠性高、操作与维护方便，而且节电效果明显。应用变频器来实现变频节能供水，可以通过采用恒压变量或变压变量两种方式来实现。恒压变量供水系统通过调整变频器转速（即供水流量）来保证供水压力不变，该系统技术比较成熟，应用广泛。变压变量供水系统则根据用户用水量的变化同时调整变频器转速（即供水流量）和供水压力，很明显该方案节能效果更好。但是由于水头损失等受各种因素影响，难以准确确定，实际应用的很少。
结语：在自来水厂中利用自动化技术，可以有效提高自来水厂的供水稳定性，对自来水厂的立足和发展有着积极作用。因此，为了更好的发挥电气自动化技术的作用，需要提高电气自动化技术水平和质量，做好电气自动化设备的维修工作，提高自动化技术应用人员的技术水平，进而促使电气自动化技术迈向新的高度。
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