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農(nóng)村水廠（站）自動化設備現(xiàn)狀及展望

作者:admin 時間：2021-02-25 16:54

通常我們說起的水廠自動化控制系統(tǒng)，是指采用了SCADA系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)、IPC+PLC系統(tǒng)等的水廠自控，甚至目前的智慧水務、云水務等利用了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)的水務平臺。那么這些技術能不能應用在農(nóng)村水廠（站）呢？能否幫助農(nóng)村水廠（站）實現(xiàn)自動控制呢？

農(nóng)村水廠（站）是指分布在全國農(nóng)村的、供應農(nóng)村生活飲用水的小型水廠，這些水廠基數(shù)大、分布散、單個項目投資少、管理力量薄弱，甚至沒有收益。農(nóng)村水廠建設過程中存在缺陷，或者管理跟不上，造成水廠不能持續(xù)發(fā)展，那么這些農(nóng)村水廠還有建設自動控制系統(tǒng)的必要嗎？

自動控制系統(tǒng)是為了幫助水廠正常運行，減輕人員操作負擔，減少浪費水，甚至提高水廠運行水平、確保水質(zhì)、水量。

目前很多沒有自控設備的水廠都是采用定時供水或者過量供水的模式運行。定時供水是每天定點開關水廠供水，老百姓家里只能在供水時間段盡量的儲備水，不能很好的滿足老百姓的用水需求。過量供水是指每天隨時都供水，老百姓用不掉的水則通過清水池溢流，造成了大量的水資源浪費。這時候就需要自動控制設備來輔助水廠運行，清水池低水位時，開始凈化設施，清水池高水位時關閉凈化設施，隨時保證給居民供水的清水池保持一定的水量，按用水需求開關凈化設施。

水廠的運行環(huán)節(jié)就涉及到投加絮凝劑、消毒劑，這些投藥若不是自動控制就很難保證投藥的準確性，原水渾濁度高了，需要增加投藥量，原水比較清澈就要降低投藥量，凈化設施關閉了也要關閉投藥裝置。

還有沉淀排泥、反洗等工藝環(huán)節(jié)的自動控制，以及對水廠運行狀態(tài)的監(jiān)視，都是非常需要自動控制系統(tǒng)。

我從事農(nóng)村水廠（站）自動控制系統(tǒng)的安裝工作有十多年的時間，接觸到了多種類型的水廠控制，根據(jù)其功能特點以及發(fā)展歷程簡單分析如下：

第一代：開關式自控

是由接觸器繼電器等電氣元件組成的最簡單、最基本的控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)根據(jù)清水池液位自動控制凈水設施啟停，加藥裝置、消毒裝置的自動啟停，低液位報警、低液位保護，沉淀裝置定時排泥等，開關時自控是第一代水廠控制系統(tǒng)。

第二代：單片機、PLC（LOGO）自控

單片機（mcu）是單片微控制器，PLC（Programmable Logic Controller）是可編程邏輯控制器，可以采用編制的程序，來儲存、執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算數(shù)運算等一系列操作。有了PLC等設施的幫助，農(nóng)村水廠的自控設施就有了比較大的進步，可以執(zhí)行比較復雜的工藝命令，比如纖維過濾的氣水反洗、V型濾池的氣水反洗、投藥裝置的計量泵自動切換、藥劑自動配置等等。同時隨著遠程通訊交換模塊的出現(xiàn)，使水廠控制系統(tǒng)具備了遙控取水泵、遙測高位水池或者中間水池等遙控能力。

第三代：PLC+在線儀表

隨著各類在線儀表的應用，可以全方位的監(jiān)控水質(zhì)的指標，同時使農(nóng)村水廠的自動控制更加精準。配合在線儀表可以進行更高級別的自動控制，可以根據(jù)原水的水量、濁度、出水的濁度指標等來自動調(diào)節(jié)絮凝劑的投加量，可以根據(jù)出水的余氯指標來調(diào)節(jié)。在線儀表的應用可以從水的質(zhì)、量方面精準操控，確保農(nóng)村水廠能夠保質(zhì)、保量的運行。
農(nóng)村水廠（站）自動化設備現(xiàn)狀及展望(圖4)

第四代：PLC+物聯(lián)網(wǎng)+終端

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，以及手機、電腦、一體化顯示屏等智能終端的普及，使農(nóng)村水廠逐步實現(xiàn)了手機遠程控制，可以通過手機APP軟件（電腦終端軟件）監(jiān)控水廠的運行。從而使水廠的現(xiàn)場管理向辦公室管理轉(zhuǎn)變，從一人管一廠向一人管多廠轉(zhuǎn)變。PLC控制系統(tǒng)通過通訊模塊和互聯(lián)網(wǎng)、手機終端連接，在千里之外，操作管理員也可以通過手機來查看水質(zhì)、各工藝環(huán)節(jié)的運行狀況，可以監(jiān)控并調(diào)節(jié)設備運行參數(shù)，從而實現(xiàn)了全自動化控制。
農(nóng)村水廠（站）自動化設備現(xiàn)狀及展望(圖5)

第五代：PLC+物聯(lián)網(wǎng)+云平臺、大數(shù)據(jù)+終端

大數(shù)據(jù)和人工智能真正將我們農(nóng)村水廠帶入了智慧水務時代，通過新研發(fā)的通訊芯片，利用專業(yè)、開放式的云平臺和大數(shù)據(jù)、人工智能，無數(shù)個農(nóng)村水廠（PLC端）、億萬的農(nóng)村居民用水端（智慧水表）加入其中，可以更加智能的結合氣象、水庫河流數(shù)據(jù)、居民用水數(shù)據(jù)等實時調(diào)整水廠運行狀態(tài)。更加開放的APP系統(tǒng)，可以使監(jiān)管單位、供應商、運行單位等實時掌握本轄區(qū)或本單位的農(nóng)村水廠運行狀態(tài)。人工智能系統(tǒng)可利用大數(shù)據(jù)分析實時的掌控各水廠運行情況，并根據(jù)數(shù)據(jù)平臺信息，提供水廠運行的需求提示、最佳參數(shù)和設置?？蛻舳艘部梢酝ㄟ^云平臺享受更多的便捷，比如運行管理客戶端可利用云平臺、攝像頭進行電子巡檢，收費客戶端可直接利用云平臺、智能水表進行收費管理，供應商可利用云平臺遠程協(xié)助解決設備故障、設備維護服務。

目前由于農(nóng)村水廠的項目實施水平、投資限制和網(wǎng)絡信號未普及等實際情況，還是以第一代、第二代為主流，逐步實現(xiàn)第三代、第四代自動控制系統(tǒng)，并最終整合各平臺，實行第五代智能云平臺。
我公司在西南片區(qū)主要推行的為第三代和第四代自動控制系統(tǒng)，并預留接口，為升級為第五代云平臺做好準備，希望隨著國家網(wǎng)絡基礎建設完善、農(nóng)村水廠智能控制系統(tǒng)的普及、專業(yè)高效的維護團隊（維護儀表、各類自動化設施）的建成，能夠真正實現(xiàn)農(nóng)村水廠建得好，管得好，讓老百姓喝上放心水。

浙江華晨環(huán)保一體化凈水器智慧水務設備

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