電氣自動化技術在水處理過程中的應用

鄭小玉

城市建設進程逐步推進，在此期間對水資源的需求量也在持續攀升，此時如何有效保證水資源供應品質、減少浪費均是值得重點探討的內容。供水企業需要順應時代發展趨勢，積極優化既有發展模式，突破傳統方式帶來的束縛。例如，在水處理環節可以引入電氣自動化技術，在此類技術的支持下，提高資源供應效率，緩解乃至從根本上消除供水不足的問題。鑒于此，文章以水處理為背景，探討電氣自動化技術在其中的應用要點，以期起到拋磚引玉的作用。

一、電氣自動化技術概述

電氣自動化技術集多類主流技術于一體，是包含計算機技術、信息處理技術在內的多種形式的集合體，其在促進工業生產自動化方面有顯著的作用。于水處理領域，電氣自動化技術的關鍵在于合理操控機械設備，由其以自動化的方式完成水處理環節中的各項操作，在保證水處理效果的前提下，盡可能提高水處理效率，朝著水資源節約化利用的方向邁進?？v觀全球工業發展狀況，自動化水平已然是衡量工業化程度的重要標準之一，因此積極推進自動化建設進程具有必要性。具體至我國的水處理領域，面對水資源緊缺的環境，需要注重電氣自動化技術的應用，在此類技術的驅動作用下，提高水處理工作水平。

二、電氣自動化技術在水處理中的應用形式

（一）通信技術的應用

通過通信技術的應用，能夠拉近溝通的距離，實現遠程無線網絡通信，同時所構建的通信網絡具有互聯互通的特性，數據的共享水平得以提高。有線網絡和無線網絡均較為常見，兩者均以射頻技術、紅外技術為核心，但各自在傳輸介質方面有明顯的差異化特征，如有線網絡的應用應得到數據線的支持，而無線網絡則無需建立該硬件條件。具體至水處理領域，無線網絡的應用具有可行性，其能夠高效控制水處理領域的相關參數，進而促進電氣自動化技術應用水平的提高。并且，無線網絡在組織分配能力、功效控制方面的表現均為優異。無線網絡可監測水處理設備，根據數據判斷各類設備的運行情況，技術人員可結合現場反饋的信息做遠程控制。

（二）數字儀表技術與現場總線技術的應用

在設備信息傳輸方面，可以聯合應用到數據儀表技術和現場總線技術，由于彼此具有互用性，給設備的高效率運行提供了保障。在水處理環節，通過兩項技術的應用，可減少變送器的使用量，達到降低成本、提高效率多重效果。

（三）工業以太網技術的應用

水處理階段，若網絡負荷較重，易威脅到整個水處理自動化系統的運行狀態，導致其缺乏足夠的穩定性，不利于水處理工作的順利推進。為增強系統的穩定性，可采用工業以太網技術，具體涉及雙工通信技術、負載自動化平衡技術等，各自均有獨特的應用優勢，可以根據實際情況做合理的選擇。在水處理自動化系統的設計中，可以富有針對性地采用工業以太網技術，在此支撐作用下，提高系統的穩定性，使系統在日常運行中有效抵御外界環境的影響，降低系統運行風險。工業以太網技術框架如圖1所示。

現階段，電氣自動化技術在水處理領域取得廣泛的應用，相繼有更多的水廠著力于電氣自動化技術的應用工作。在應用電氣自動化技術后，可以建立具有高度自動化特征的水處理控制系統，對數據的操作更為高效，可以完成自動化采集、處理一系列操作，也能夠加強對水處理流程的有效控制。電氣自動化技術集多類技術于一體，相比于單一技術形式，其對水處理過程的控制水平較高，能夠更為有效地保證水處理效果。

（一）自來水加氯控制

自來水處理環節，可以在過濾前后做加氯操作，用于提高自來水的品質。在水過濾前，按照特定的用量適量摻氯，關鍵作用在于清理水中的雜質。經過過濾后，還需進一步加氯，其作用在于殺菌、消毒。為此，需要以自動化的理念為引導，建立加氯系統，具體如圖2所示。按照特定的流程、精準的用量完成加氯操作后，提高水的品質。

利用電氣自動化技術手段對水進行處理必須依靠無線網絡的使用才能夠實現自動化的功能，通過使用無線網絡，能夠使整個處理過程實現遠程無線控制，所以無線網絡是電氣自動化技術手段的重要依托。利用無線網絡實現電氣自動化技術功能所需要消耗的電量較少，而且能夠使技術相關的組織結構和分布方式更加靈活、方便，能夠有效保障水處理效果。利用無線網絡將實現遠程控制的目的，使電氣自動化技術手段發揮出最大價值，提高水處理的工作效益。與此同時，無線網的應用也能夠使遠程對水進行處理和控制的過程中對各類機械設備進行遠程的監督與檢測，這樣可以幫助工作人員實時觀察處理設備的運行水平，一旦處理設備出現故障問題利用無線網絡設備會向工作人員或者是主機發送故障信號，這樣可以幫助故障的排查和處理獲得更好的工作效率，減輕負責檢修的工作人員的工作強度。通過使用無線網絡在對整個水處理過程進行監控時，一些智能化的電氣自動化技術系統也能夠實現自主排查的能力，如果運行中出現錯誤或故障，智能化的技術系統會主動進行自我檢修，并且會采取一些匹配的方案來降低故障所帶來的危害和影響。所以無線網對電氣自動化技術在水處理中的應用有著無法替代的重要作用，相關企業為了實現電氣自動化技術功能必須首先建立的便是良好的無線網絡系統。

（三）加藥控制的應用

水處理過程中，不同的環境下有時所采取的處理手段會有極大的不同，尤其是在一線城市內，許多水處理必須經過加藥方式來提高水質，而加藥的過程必須要進行有效控制，提高精準度才能夠保證水的質量和安全，所以這也將成為電氣自動化技術使用所需要完成的重要工作任務之一。電氣自動化技術會在水處理過程中對相關數值進行準確測量和預設，主動尋找水質中的特殊情況，并采取靈活參數設定方式來對加藥過程進行有效調整，用藥量、用藥時間都可以通過電氣自動化技術手段來進行自主完成，不僅極大地提高了加藥控制能力，也減輕了工作人員的工作量，更能夠提高加藥的精準性，使水處理獲得更好的效果。

四、電氣自動化技術在水處理實例中的應用

（一）水廠水質檢測

對于自來水廠，水質檢測是其自動控制的核心內容。一個自來水廠的生產質量由相關的水質檢測來確定，更傾向于借助科技賦能的手段來實現水源凈化的終極目的。在具體的水質檢測操作中，技術人員從排水和供水兩個方面著手，同時借助電氣自動化技術中的檢測系統對所測水源的質量展開專業的數據計算和記錄工作，從根本上保障水廠對水質檢測工作的專業性和可操作性。

（二）整套設備的運行

傳統的水處理方式人工耗能大、操作繁瑣等短板問題日益突出且使用矛盾明顯，在迭代更新的現代化進程中，先進的科學設備在水處理方面也逐步向現代居民的用水需求靠近，針對設備的整體運行和掌控工作，也是考驗一個大型水廠企業的管理能力和應用能力。水處理自動控制系統運行流程如圖3所示。

作為水系統中調節水廠均勻供水和滿足用戶不均勻用水的調蓄構筑物，在對清水池和蓄水池的處理過程中，電氣自動化技術也被運用的恰到好處。單就風機掌控這一項而言，水廠企業要依據水池的實際功能將其劃分，不同的水池功能亦不相同，在清水池中水處理時，要同時兼顧蓄水池里的現有水量，避免后續儲存水量不足造成用水困難的局面。

（四）濾池沖洗中的應用

在自來水的凈水流程中，過濾池的清洗對凈水流程來說有著十分重要的作用。大部分的自來水工廠都是人工進行過濾池的沖洗工作，而清洗工作，其科學精度系數要求嚴格，沖洗池的形式和結構很復雜，在鼓風機和空壓機等設備的作用下，人工很難準確地完成相關工作。為了提升工作效率，一些自來水廠決定利用電氣自動化設備對過濾池的沖洗環節進行變革。運用電氣自動化設備來實現遠程和現場的監控，有效地降低了生產成本，也降低了維護工作量。運用網絡監控系統更好實現了網絡動態操控的靈活和可靠性。

（五）變頻技術的掌控及應用

作為電氣全自動化技術中的一項主體系統，變頻功能具備一定的可調節性及靈活性，非常適用于大型城市的居民用水情況，尤其在早晚用水的高峰期階段，變頻系統可在后臺根據居民的具體用水情況，借助水泵的恒壓作用對水源展開實際的調控和操作，由此降低供水系統因自身不足帶來的水壓不夠、水流量小等生活難題，便于居民的日常生活。在系統啟動前期，技術人員需要通過實地的考察和研判，對高峰期的用水量及地區展開系統的數據分析，由此做出合理的估算數值，并將該項數值提前設置在全自動的變頻水處理系統中，以實現最終的水源調配和平衡的效果。變頻供水操作原理展示如圖4所示。

為全面提高電氣自動化技術在水處理領域的應用水平，需要加強對自動化控制系統各項關鍵要點的探索，把握技術發展方向，朝著特定的目標努力。

（一）系統的冗余處理設計

以保證系統安全性和可靠性為基本前提，開展冗余處理設計工作，使各軟件均可正常運行，以免由于軟件存在故障而影響水處理進程。在具體的實現路徑中，可增設適量的控制器件，由系統內的各類器件聯合作用，有效維持系統的良好運行狀態。

（二）遠程監控的應用

水處理工作量較大，作業具有持續性，安排專員在現場全程監控的方法顯然缺乏可行性，為此需采取遠程監控的方案，經過傳感器等相關裝置的采集后，獲得可反饋現場情況的信息，以便遠程采取控制措施。在遠程監控的方式下，可提高水處理的質量，減輕員工的勞動強度。

（三）專業程序模板的開發

考慮到各項水處理工藝的運行需求，有必要安排專業程序模板開發工作。水處理的流程較多，在同一類水的處理中，各水廠采取的控制邏輯具有某些互通之處，因此可以開發專業程序模板。在此方式下，將各水處理環節輸入模板終端，以便高效完成水處理工作?；跀祿M行分析決策，從中提取價值，用數據指導工作的開展，并全面保留數據，以便后續可根據實際需求及時查閱。數據的分析借助專業軟件實現，經過分析后判斷水處理的實際狀況。

在未來的水廠自動化系統發展中，需要持續注重電氣自動化技術的應用，配套合適的軟件和硬件，結合水處理的最新需求，對技術應用方式做合理的優化，給水處理提供可靠的技術支撐。

六、結語

綜上所述，在水廠的水處理階段，電氣自動化技術的應用具有必要性，且是重要的行業發展趨勢。作為工程技術人員，需要對電氣自動化技術予以高度的重視，結合水廠的實際條件，做合理的技術優化，持續提高水廠水處理的自動化水平。

參考文獻：

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