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智能化水處理自動化系統(tǒng)研究

2019-09-10 10:23李宇光
關(guān)鍵詞:水處理自動化應(yīng)用

李宇光

【摘 要】隨著 自動化技術(shù)的發(fā)展,該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)等許多行業(yè)。自動化技術(shù)能有效降低能耗、減少污染,降低工作成本,有效提高工作效率,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的統(tǒng)一。文中對 自動化技術(shù)進(jìn)行了概述,指出該技 術(shù)的特點(diǎn),分析了 自動化技術(shù)在多種行業(yè)中的應(yīng)用,并重點(diǎn)闡述了 自動化技術(shù)在水處理行業(yè)的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】水處理;自動化;應(yīng)用

我國不斷提升的科學(xué)技術(shù)水平,促進(jìn)了各類智能化設(shè)備、自動 化設(shè)備的形成,該趨勢下也促使了各領(lǐng)域及行業(yè)逐漸將自動化和智 能化作為了新發(fā)展方向,特別是有關(guān)于國計民生的水處理行業(yè)中智 能化設(shè)備的運(yùn)用,不但能將水處理工作效率與質(zhì)量提高,同時也能 推動水處理自動化遠(yuǎn)程監(jiān)控和恒定壓力調(diào)節(jié)無人化的實(shí)現(xiàn)。

1 系統(tǒng)構(gòu)成分析

1.1 設(shè)備工藝系統(tǒng)

智能化水處理設(shè)備自動化系統(tǒng)中的工藝系統(tǒng)主要是由三大關(guān)鍵裝 置所組成,即機(jī)械過濾器、活性炭過濾器以及精密過濾器。同時,還包括 一些配套設(shè)備,如:水泵、閥門、消毒儀器、反滲透高壓泵、膜堆主體等。整 個工藝系統(tǒng)的操作原理都是圍繞水處理、給水這兩方面進(jìn)行設(shè)計的。

1.2 控制系統(tǒng)

智能化水處理設(shè)備自動化系統(tǒng)中的控制系統(tǒng)主要是由控制回路、變 頻器、閥門電動裝置以及可編程控制器所組成。該系統(tǒng)一般都被應(yīng)用在 水處理工藝設(shè)備以及給水工藝設(shè)備的控制回路上,以便可以豐富各工藝 設(shè)備的應(yīng)用功能,使之在水處理過程中發(fā)揮出真正的實(shí)效作用。

1.3 信號采集系統(tǒng)

智能化水處理設(shè)備自動化系統(tǒng)中的信號采集系統(tǒng)主要針對所有水 處理工藝設(shè)備的運(yùn)行參數(shù),進(jìn)以對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析,從而根據(jù) 分析結(jié)果,來判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),以便為促進(jìn)水處理工作的順利開展 創(chuàng)造良好的條件。

1.4 保護(hù)系統(tǒng)

智能化水處理設(shè)備自動化系統(tǒng)中的保護(hù)系統(tǒng),主要負(fù)責(zé)處理整個水 處理系統(tǒng)故障問題,進(jìn)以通過中斷或介質(zhì)的排放,來達(dá)到對水處理工藝 設(shè)備的全面保護(hù)。

1.5 操作與人際界面系統(tǒng)

智能化水處理設(shè)備自動化系統(tǒng)中的操作系統(tǒng)和人機(jī)界面系統(tǒng),是兩 個最為核心的組成部分,其可以幫助相關(guān)工作人員靈活運(yùn)用智能水處理 設(shè)備,進(jìn)而更好的提高水處理工作效率和工作質(zhì)量。

2 工作特點(diǎn)分析

2.1基于PLC作為自動化控制系統(tǒng)

中樞部分的PLC,是計算機(jī)信息 管理與現(xiàn)代水循環(huán)系統(tǒng)的有效結(jié)合,在多核CPU和電腦的綜合布控 下,依據(jù)信息技術(shù)控制各級硬件并發(fā)布指令,通過邏輯算法的優(yōu) 化,無需升級改造系統(tǒng)線路與程序便可將各硬件系統(tǒng)的優(yōu)勢最大限 度發(fā)揮,推動水處理系統(tǒng)工作效率與智能化水平的提升,并實(shí)現(xiàn)更 高的費(fèi)效比,可將傳統(tǒng)線控處理系統(tǒng)取代。水處理工藝流程通常都十分復(fù)雜,尤其是在處理個別化學(xué)水的過程 中,針對處理程序而言多以個別繼電器實(shí)現(xiàn)控制。而因該類控制方式具 有較為復(fù)雜的安裝接線流程和相對困難的程序修改,故而在后期維護(hù)時 具有較為龐大的工作量,這會降低水處理系統(tǒng)的可靠性及其使用頻率。要想將控制中繼電器存在問題改善,可采用PLC控制程序。而對于PLC 編程來說,在使用方面具備便捷、可靠性高、運(yùn)行環(huán)境要求低等優(yōu)勢,故而其使用極為廣泛。水處理系統(tǒng)中,借助PLC 自動化控制可實(shí)時 控制、自動化檢測水處理,并促進(jìn)水處理效率的提升,將生產(chǎn)期間不必 要的能源消耗減少,推動企業(yè)水處理系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的實(shí)現(xiàn)。

2.2 變頻器特點(diǎn)分析

變頻器在智能化水處理自動化系統(tǒng)中,占有著很重要的位置,其集 結(jié)了微電子、電力電子等多種技術(shù)優(yōu)勢,能夠很大程度上推動水處理系 統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動化。另外,變頻器自身具有很強(qiáng)的調(diào)速性以及軟啟動和軟中 斷功能,在實(shí)際應(yīng)用時,可以大大提升水處理工作效率,且操作性能也是 十分簡便,所以該設(shè)備也可用作反滲透設(shè)備的水泵啟動裝置,即在反滲 透系統(tǒng)啟動時,變頻器可以對其膜壓力的上升速度進(jìn)行有效控制,進(jìn)而 最大化保障反滲透設(shè)備的安全運(yùn)行。

智能化水處理設(shè)備自動化系統(tǒng)優(yōu)化措施

3.1 科學(xué)設(shè)置通信網(wǎng)絡(luò)

因監(jiān)控站無法完成非直控水處理設(shè)備的適應(yīng),而為了確保有效發(fā)揮管理機(jī)制的作用,就需以信息層結(jié)構(gòu)、設(shè)備層結(jié)構(gòu)和控制層結(jié) 構(gòu)等多個層級結(jié)構(gòu)來細(xì)化監(jiān)控系統(tǒng)。其中,信息層結(jié)構(gòu)是將以外網(wǎng) 作為個水處理單位彼此信息共享的實(shí)現(xiàn)依據(jù),同時立足于原有基礎(chǔ) 上也能進(jìn)行全新、較強(qiáng)實(shí)用性水處理產(chǎn)品的開發(fā);而控制層結(jié)構(gòu)是 圍繞隧道區(qū)域控制器網(wǎng)絡(luò),在標(biāo)準(zhǔn)總線的運(yùn)用下開展組網(wǎng)工作,如 此一來可實(shí)現(xiàn)水處理信息傳輸速度的提升,為信息提供兼容性、實(shí) 效性保障,進(jìn)而推動水處理遠(yuǎn)程自動化監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)。而在不斷提升 的科技技術(shù)水平背景下,針對現(xiàn)有的智能水處理需求而言,傳統(tǒng)以 外網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模式已無法有效滿足,創(chuàng)新與優(yōu)化是必經(jīng)道路,同時通過 結(jié)合現(xiàn)場總線構(gòu)成全新、完整的網(wǎng)絡(luò)模式,能為智能水處理自動化 系統(tǒng)提供正常運(yùn)行的保障,推動水處理效果的提升。

3.2往自診斷和遠(yuǎn)程監(jiān)控方向開發(fā)系統(tǒng)潛能

就像計算機(jī)開機(jī)過程中會對各硬件進(jìn)行檢查一樣,智能化水 處理自動化系統(tǒng)通過PLC控制系統(tǒng)可以對各流程控制單元、各關(guān)鍵 設(shè)備、各種儀表進(jìn)行輪詢檢查。這種檢查可以定時或定頻率進(jìn)行,從而就實(shí)現(xiàn)了自診斷功能。這功能一方面提高工藝設(shè)備的安全可靠 性,有力保障水質(zhì)安全和供水安全;另一方面可以減少人的現(xiàn)場巡 檢和人的實(shí)時監(jiān)控,從而提升智能化水平,逐步過渡到無人值守。當(dāng)今社會,互聯(lián)網(wǎng)和手機(jī)無線網(wǎng)絡(luò)已相當(dāng)發(fā)達(dá),當(dāng)智能化水處 理自動化系統(tǒng)足夠可靠,足夠成熟以后,完全有可能實(shí)現(xiàn)基于互聯(lián) 網(wǎng)和手機(jī)無線網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。進(jìn)而減少用于看守的勞動力,加強(qiáng) 維修維護(hù)的能力,進(jìn)一步解放生產(chǎn)力。

3.3 合理選擇 PLC 設(shè)備

PLC 設(shè)備是智能化水處理自動化系統(tǒng)的核心部分,對其進(jìn)行合理選 擇,可以大大提高智能水處理效果,保證水處理質(zhì)量和處理效率。因此,相關(guān)工作人員在采用智能化水處理自動化系統(tǒng)時,必須對 PLC 設(shè)備的選 擇給予高度的重視,盡可能選擇高性能、高質(zhì)量的 PLC 設(shè)備,這樣不僅可 以促進(jìn)水處理自動化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集中處理或獨(dú)立處理功能,而且還能實(shí)現(xiàn) 智能水處理自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集功能、互換功能、保存功能、分析功能 以及處理功能等。同時,在選擇 PLC 設(shè)備時,還要結(jié)合智能水處理自動化 系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行需求,例如,當(dāng)處在較差的水處理環(huán)境下時,相關(guān)單位就 要選擇 2Quantom 系列的 PLC 設(shè)備或 Quantom 140 系列的 PLC 設(shè)備,這 樣既可以保證自動化系統(tǒng)的開放性和融合性,實(shí)現(xiàn)對水處理現(xiàn)場的自動 化遠(yuǎn)程監(jiān)控,又能支持水處理廠中的以太網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場總線,提高水處理 質(zhì)量和效率。

結(jié)語

智能化水處理自動化系統(tǒng)有利于水處理效率的提升,是水處理 自身得以實(shí)現(xiàn)發(fā)展、獲取更高市場競爭力的重要基礎(chǔ)。而對于智能 化水處理自動化系統(tǒng)的運(yùn)用而言,也是社會生產(chǎn)、人民生活所提出 的更高用水?dāng)?shù)量與質(zhì)量的要求。故而,隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展,我們必須正確認(rèn)識智能化水處理自動化系統(tǒng),在將其結(jié)構(gòu)明確的基 礎(chǔ)上,妥善把握智能化水處理自動化系統(tǒng)工作特點(diǎn),通過在水處理 工作中的靈活運(yùn)用,推動水處理效率與質(zhì)量的全面提升。在未來發(fā) 展中,應(yīng)當(dāng)對智能化水處理自動化系統(tǒng)應(yīng)用予以更高的關(guān)注,將智 能化水處理自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)明確,并將其工作特點(diǎn)準(zhǔn)確把握,將其 運(yùn)用至水處理實(shí)踐中,實(shí)現(xiàn)其優(yōu)勢的靈活發(fā)揮。

(作者單位:杭州蕭山供水有限公司第二水廠)

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