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现代化水厂自控系统运行中存在的问题探究
更新时间:2016-12-01 来源:《中国新技术新产品》 作者:金盾

1水厂自动化控制系统现状 

我国在水处理自动化控制系统以及水处理装置上研究和开发相对较晚,到20世纪90年代,随着我国城市发展的需要,各种水处理厂才逐步地引进了自动控制系统。经过了20年的发展和不断完善,我国在自动化控制和信息化应用上取得了不少的进步,但是与国外目前的水处理水平相比,我国还落后10年以上,主要体现与几下几个方面: 

(1)水处理设备上的差距。我国的水处理设备与国外的差距大于水工艺与国外的差距,而水专用设备的理论研究、制造与国外的差距又大于通用设备与国外的差距。要提高我国水处理的水平,关键是要提高水处理的装备水平,特别是要提高水处理专用机械设备的水平,这是我国水处理行业的当务之急。 

(2)自动化控制系统水平不高。我国目前的水处理公司,很多都是按照固定的模式来进行水处理,这样容易导致出现异常情况。随着各种水污染事件的爆发,我国的水处理企业开始使用自动监控系统对水质进行检测,这些监控软件提供上有亚控、力控以及国外的iFix、Intouch、WinCC。这些监控系统整体来说还处于半自动化的状态,还需要大量人工操作,这也加大了系统的误差。 

(3)系统化程度不高。现代的水处理过程是一个集计算机技术,网络技术,过程控制技术,水处理技术为一体的系统工程,而我国的水处理公司使用的水处理系统很容易造成“信息孤岛”现象。由于这些系统中的过程控制技术与计算机技术等没有很好地对接,没有很好地维护,最后造成数据不准确,控制精度不高,而不得不使用人力来作为补充。 

2水厂自动化控制系统组成 

我国的水厂自动化控制系统一般都由中央控制层、现场PLC控制层、设备层组成的系统结构。 

如图1所示,整个水厂自动化控制系统可以分为中央控制层、现场PLC控制层、设备层。 

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中央控制室包含了管理站,报警打印机、报表打印机等后台主机,主要负责通过大屏实施的监控系统的状态,搜集监控数据,接受报警信息,通过下方控制指令进行远程控制。中央控制室与PLC控制层通过高速以太网进行连接。

现场PLC控制层包含了取水泵房、加药房、V型滤池、污泥处理池和送水泵房等几个PLC站。这些PLC站上运行有各种自动控制程序,并通过以太网发送采集数据给中央控制室。常见的PLC有施耐德Premium系列,西门子S7系列。设备层包含了系统中使用到的各种水质检测设备,工艺参数检测设备以及现场电气控制设备。操作人员可以手动的操作这些设备做到就地的控制。 

3自动化控制系统存在的问题 

(1)系统的可靠性问题 

自动化控制系统的可靠性对水厂的生产至关重要,而实际的生产过程中各种因素都可能导致系统的不可靠,主要包含以下几个方面: 

①硬件的可靠性,其中最重要的是系统中各种水质检测设备的可靠性,然后是系统中各种机械设备的执行精度,最后是系统以太网传输的可靠性。 

②软件的可靠性,主要是包含了系统中加药问PLC站,加氯系统PLC站中的PLC程序的可靠性,由于每个水厂的实际因素都有差异,所以每个水厂的控制算法也不同,控制精度就可以出现问题。系统中的报警系统的可靠性也是很关键的问题。

(2)系统的稳定性问题 

自动化控制系统的稳定性问题,而实际的生产过程中各种因素都可能导致系统的不稳定,主要包含以下几个方面: 

①硬件的稳定性,主要是系统中各种设备是否稳定,如系统防雷系统系统不可靠导致的系统的不稳定,系统的报警系统老化导致的系统不稳定。

②软件的稳定性,主要是系统中传输数据的稳定性,这有可能是系统中以太网设备导致的,也有可能是系统数据库服务器等关键应用宕机。

4自动化控制系统的意见与建议 

(1)提高系统的可靠性建议根据现在的水厂自动化控制系统的实际情况,可以进行的措施有: 

①所有的PLC控制程序需要根据水厂的实际情况进行修改,增加系统的检测设备,来帮助PLC的控制算法提高收敛速度。 

②系统中的软件可以使用多个备份数据库,多个备份服务器来提高软件的健壮性和可靠性。 

③系统中的报警系统应该根据多个状态来联合判断,防止仅仅直接判断一个硬件状态而导致的误报。 

④系统中的执行设备应该避免由单一的控制参数去控制执行设备,这样很容易导致系统的可靠性低。

(2)提高系统的稳定性建议 

①系统中的所有硬件都应该进行电源防雷保护,防止系统因为环境异常而出现破坏。

②水厂的维修管理制度应该规定每个设备的维修都得到及时的维护。水厂的应急管理制度应该规定每种情况下处理问题的步骤和方法。

③系统中所有选用的自动化产品都经过严格的测试,才可以保证系统稳定可靠地运行。

版权、出处:《中国新技术新产品》

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