第４４卷第５期 ２０１８年５月 学术研究 Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ 化工设计通讯 Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ 水厂供水系统自动化控制 郝志慧 （忻州市水务（集团）有限责任公司，山西忻州０３４０００） 摘要：水在Ａ４（１及城市的发展中都不可缺少，这关系到国计民生。目前我国水厂供水的系统中都有低自动化、低效率及 较差的可靠性等问题，直接影响当前居民日常生活及经济的发展需求。所以，研究供水系统自动化的控制以探讨出更有效的办 法解决供水问题，是目前经济快速发展时期中亟需解决的问题。就水厂的供水系统的自动化控制进行探讨。首先从水厂供水系 统的自动化控制的发展情况进行阐述，然后再分析水厂供水系统出现的问题，最后根据出现的问题提出相应措施。 关键词：水厂；供水系统；自动化控制；探讨 中图分类号：ＴＵ９９１．６２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００３—６４９０（２０１８）０５—０２５２—０２ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｗａｔｅｒ Ｐｌａｎｔ 爿 ０Ｚｈｉ一 ｆ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｉＳ ｉｎｄｉｓｐｅｎｓａｂｌｅ ｉｎ ｔｂｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｅｏｐｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｉｔｙ，ｗｈｉｃｈ ｉＳ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｎａｔｉｏｎａ１ ｅｃｏｎｏｍｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｅｏｐｌｅ’Ｓ ｌｉｖｅｌｉｈｏｏｄ．Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ，Ｃｈｉｎａ’Ｓ ｗａｔｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｌ１ ｈａｖｅ １ＯＷ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ｌＯＷ ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ ｆａｎｄ ｐｏｏｒ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ｉｔ ｗｉｌ１ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｄａｉｌｙ ｌｉｆｅ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｎｅｅｄｓ ｏｆ ｒｅｓｉｄｅｎｔｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｉＳ ｍｏｒｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｗａｙ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｓｕｐｐｌｙ．Ｉｔ ｉＳ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ａ ｐｒｏｂｌｅｍ ｔｈａｔ ｗｅ ｎｅｅｄ ｔｏ ｆａｃｅ ａｎｄ ｓｏｌｖｅ ｉｎ ｔｈｅ ｐｅｒｉｏｄ ｏｆ ｒａｐｉｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｔｈｉｓ ＰａＤｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｗａｔｅｒｗｏｒｋｓ．Ｆｉｒｓｔ，ｉｔ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｗａｔｅｒｗｏｒｋｓ，ｔｈｅｎ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆｗａｔｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆｗａｔｅｒｗｏｒｋｓ，ａｎｄ ｆｉｎａｌｌｙ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒ ｐｌａｎｔ；ｗａｔｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍ；ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ；ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ 水厂供水系统的生产因为涉及知识众多而作为一项复杂 的综合性工程，该工程对水厂供水系统自动化控制的水平要 高且还要对不同的控制类的技术以及设备要熟知；从供水的 质量、安全性及供水成本的降低到控制系统的优化设计都有 不少的挑战，也推动了我国水厂供水自动化控制的水平提高。 １水厂供水系统自动化控制的发展以及现状 ２０世纪８０年代改革开放引导了国外先进的技术及资 金进入我国兴建大型水厂，我国也因此用于了城市建设的大 型水厂。但随着我国经济高速的发展和人民日益高需求的供 水，供水量的增加是市民们最大的要求。所以相关部门也重 视水厂供水系统的自动化控制，以应对人们生活所需。 但目前针对水厂供水系统在城市发展的目标而适应的话， 对发展速度越来越快的城市而言，必须要从供水系统的规模 甚至是供水量上面考虑城市发展的要求，这样的需求对于我 国的水厂而言都是非常大的挑战；再者就是在匮乏的水资源 以及短缺的能源大背景之下，城市的合理用水才是给水系统 要考虑的重要环节。在可持续发展的思路下，保证城市的安 全供水系统之后，必须以节水为目标开展现代化的改造以及 设计。水厂供水系统的自动化发展也得益于自动化控制系统 以及计算机等学科的迅猛发展；以相关的数学方法和应用现 代的控制理论来对管网和泵站相关的配置以及城市的水压和 水量等信心建立数学模型；优化工作一般用先进的计算机来 进行操作；给水系统最佳的工作状态必须要利用现代的控制 工程来控制。这样能够保证供水系统在可靠经济的系统运行 以及调度管理下，能够对人们对用水的水压、水质与水量的 需求进行满足。可以理解，水资源的保护以及城市可持续发 展得益于水厂供水系统的自动化控制。 ２水厂供水系统自动化控制的发展探讨 其主要的特点有三点，分别是系统的可靠性、先进性、可拓 展性。自动化控制的供水系统中设计的ＰＬＣ控制，所以，供 水系统中的网络无扰动切换通过了工业以太网和冗余的控制 网的保障，数据存储以及交换没有产生影响，以及自主诊断 和恢复的技术保证了数据发送时候具备安全和稳定性。如果 认清水厂供水系统的自动化控制的问题所在，就可以更好地 探讨发展的方向。 ２．１分析水厂供水系统的问题 ２．１．１水厂供水的成本过高 我国水厂在发展中遇到最大的问题就是过高的供水成本 以及过低的利润，这是多种原因综合起来的。①税款，水厂 供水中的成本还要计算税款，这就是由于供水过程的众多环 节都要涉及的缴纳，水源到水厂设备处理的净化水再 到终端用水这些环节都要考虑其中；②安装与维护成本，供 水用户需要对终端供应的设备进行铺设以及工作人员去维护； ③特殊国情决定，水在我国作为公品无法进行市场定价， 也导致水的价格偏低，相对应利润也变少了。 ２．１．２不足的水厂供水能力 导致水厂的供水不足有两方面因素。①人为的因素，我 国经济发展加快了工业化以及城市化，用水量也会因此飙升， 而且用水增多的范围不断扩大，这才会出现用水的需求没有 跟上供水的能力；②环境的原因，全球近几年来随着不断加 剧的全球变暖现象，降水量不断减少，这是全球变暖导致的 些气候问题，所以水厂中的采水情况就变得越来越严峻。 我国的经济发展以及居民日常生活的用水会受到供水不足这 个大问题所影响着，可想而知，解决水厂的供水问题已经迫 在眉睫了。另外，在城镇以及农村都有水厂供水的不可靠性 的历史，城镇的不可靠主要表现在供水网的修建年代早，经 常需要对老化以及破裂的供水管问题进行修缮，这是治标不 治本的办法：农村的供水网络问题在于管道的管径，导致农 民们因为水压不足而用水不便。 一２．１．３供水安全性不够 水厂的发展必须要考虑到选址水源地，这是对水厂发展 制约的关键原因；但是纵观我国许多水厂依旧在选址的问题 呢，这就要关系到选址的时候要考虑生态的因素以及是否适 应城市发展的脚步；再加上水厂内的管理力度不够，对废水 随意的排放甚至会有污染性的废水未经过处理而排到湖泊甚 至是河流当中，污染这类的不安全问题会造成不同类型的污 染，在水厂选址的不可改变因素下，水厂的供水安全就会受 到水源污染的影响。 ２．２改进水厂供水系统的具体办法 水厂利用到的自动化控制是现代城市管理中的先进办法， 上有太多没有考虑；为何种种困难都会体现在水厂的选址上 作者简介ｔ］￣８－０３－１ ５ ］：２ ０１作圭简介：、…一¨ …币… 喜析，…郝志慧（１９７４一），男，山西忻州人，工程师，主要从事 ｌ’风倡ｊｅｌ 电气自动化技术工作。 套 嚣 山７ｌ 甘ｌ皿坝。 舸以 黝 搠 ·２５２· 化工设计通讯 学术研究 Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ 第４４卷第５期 ２０１８年５月 ２．２．１ 实现水厂供水的整合控制，降低供水成本 ２．２．３提高供水可靠性、安全性 从成本过高的问题来分析，水厂可以从整合控制的系统 来分析，这种办法不仅能够对水厂的产品成本有效降低，也 可以提高水厂的利润，而且还能够对水厂的管理能力进行提 升。控制系统的整合，必须能够实现共享的信息资源，全面 整理水厂供水系统中的具体信息，如此才可调整水厂进行统 且协调的生产状态。人力对复杂的水厂供水系统的管理是 有限的，质量以及安全等问题的可靠性就不太如意；所以随 着自动化和计算机技术的发展，采取自动化方式进行水厂的 供水系统改良是明智选择。 一日常的供水情况利用计算机对供水的水质以及调度来监 测，保证了水厂供水的质量、稳定性以及可靠性，能够对城 市的节能减排贡献一份力量。此外，水厂供水系统中的供水 质量以及可操控性可以利用先进的优化技术进行提高；环境 的恶劣已经导致水质污染严重、水资源的匮乏等问题，水厂 的供应系统要解决在城市化的进程中的顺利供水，不仅要考 虑到城市的供水服务范围以满足居民对水量和水质等安全性 要求，而且要不断增加城市的供水量以面对未来发生的不可 预测情况，从而实现供水可靠性与安全性的提升。 ３结语 ２．２．２优化水厂供水系统，提高供水能力 我国大部分的供水的模式都是利用恒定压力来进行供水 的，该模式是利用工频定速泵，其中水泵的运行是采取并联 的方式；这个问题就是水泵的供水效率很差，主要是分析工 频定速泵的原理，预设值较高的工频定速泵无法能够达到人 们对理想值的预期，水泵的运行都是低频率进行的，可想而 知供水效率很低。所以想要对水泵的供水效率进行提高的话 就要优化设计供水系统。研究表明，利用全变频泵来替换工 频定速泵，水厂供水系统的工作模式就是全变频模式，这能 够极大提高水泵的工作效率到理想的峰值。前期的投入成本 不小，不过从长远角度来考虑城市的供水系统的话这就是最 佳的办法，不仅能够节省电力还能够对工作效率进行提高。 此种方案也会随着科技的进步和应用探索，慢慢地受到普遍 的接受以及使用。 ．－．－．－．－．－．－◆－．－◆水厂供水系统自动化控制的探索也是为了人们生活质量 的提高、经济发展做出努力。在自动化控制系统运用到水厂 的供水中之后，不仅可以提高符合工业和生活的用水质量， 还可以避免生产中不合理的电能损耗，更能够对供水系统工 作的过程进行信息化的监控，利用科学技术实现了现代化的 自动化供水控制。相对而言，我国的供水自动化起步比较晚， 水厂自动化的控制发展水平明显不高，这也是基于水厂的自 动化生产复杂属性所导致的，涉及到众多的设备以及技术。 对水厂供水的质量以及供水安全性等问题会得到更多的保障， 这也为我国供水系统的自动化控制研究做出一丝奉献。 参考文献 ［１］邓永斌．关于水厂供水系统自动化控制的分析［Ｊ］．科技创新与应用， ２０ｉ６，ｆ１９）：１７１． －＋一◆－．－◆－．－◆－－－．．－．＿◆－．＿＋一—● － 准备切入。化工检修安全为先，来不得一点马虎。 支撑及压紧层是否完好；检查清理塔底部防涡流器等完好状 参考文献 （上接第１６９页） 况。 ［１］金勇威．浅谈丙烷脱氢（ＰＤＨ）制丙烯工艺及其危险性分析【ＪＪ．化 工设计通讯，２０１７，（４）：８４—８５． ４．４．３安装及复位 在厂家指导下装填新填料；封闭手孔；恢复如初，Ｎ２置换。 ◆－．＿．．．－．－¨－◆－．＿◆＿．＿◆＿．＿．＿．一◆一十－．－●－．－◆－．＿◆－．－◆－ ．－．－◆－．＿＋＿．－＋一 试剂易得，其应用性水平更高，这说明在激素和抗生素研究上， 所得结果也会有一定的处理难度，比如所测的标准曲线线性 方法越来越精确。较窄，如果多个元素同时测量，就会对数据分析造成一定的 ２．３其他添加剂的检测方法 其他检测剂主要包括有防晒剂、着色剂、防腐剂，但目 困难，另外，在真空紫外线区的元素通过这种方法是无法检 测的。而相对于这种方法的原子发射法，最新的研究是Ｘ一射 前来说，对于这些添加剂的检测方法，主要采用ＨＰＬＣ法， 线荧光法，可以弥补原子吸收法的缺陷，能同时对多个元素 这一技术可与不同的前处理技术相结合，实现化妆品当中非 进行检测和分析，可以在现场使用，其效率也较高，但是相 法添加物的快速分析。 比于原子吸收法来说，这类方法不适合做研究，因为，所得 ３结语 在今天，化妆品已经成为人们生活的必需品，而化妆品 出的光谱法较低，因此，这类方法仅能做一下大致的筛选。 当中的添加剂的危害也是不容小觑的，因此，对于化妆品各 ２．２激素与抗生素的检测 般来说，在化妆品当中添加激素和抗生素是违规行为， 种添加剂的监测方法，仍需要进一步的完善。而就目前来说，其主要原因是因为在化妆品中添加抗生素虽在短时间范围内 些纯天然中药化妆品，备受现代化妆品研制者的青睐，目 产生一定的效果，甚至效果比较明显，但是长期在化妆品当 前所出现的各类广告，比如说美容祛斑功效，有自首乌，芦 中使用抗生素，就会导致化妆品中抗生素的耐药性，因此， 荟等各类植物提取液应用于化妆品当中，祛痘功效，包括有 要想规范化妆品行业，就必须加大对化妆品的激素和抗生素 大黄，单身，黄芪，等各类化妆品的添加物。从这些添加物 的检测。而目前检测常用的方法有赵晓雅等提出的ＨＰＬＣ，王 的材料来说，今后的一段时间当中，植物提取物将会在化妆 敏荣等提出薄层色谱法，毛细管电泳法等。而现在ＨＰＬＣ技 品当中大量的出现，因此，必须要加快对化妆品性成分的检 术是非常成熟的，配合以高效液相色谱法能够有效地测定化 测方法，这样才能够保证化妆品安全的使用。与此同时，还 妆品当中的激素和抗生素。相比于ＨＰＬＣ法，目前ＣＥ检测技 要制定好行之有效的监管体系，加强对化妆品当中各类添 术也在较快的发展，而且这种技术不存在色谱柱污染等问题， 加物和原料的监测，保证化妆品质量，切实保障消费者的 能够提高对激素和抗生素检测的分辨率。通过对多种进行对 权益。 比研究发现，ＨＰＬＣ方法的测定能够定量描述化妆品中的激素 参考文献 ｆ１１严倩茹，邬伟魁．超高效液相色谱在化妆品禁用药物及限用物质和 和抗生素的含量，经过研究发现目前又出现超高效液相色谱 功效成分分析中的应用［Ｊ］．中国药事，２０１７，３１（１）：７４—７８． 法，其定量描述水平更胜一筹，因此被应用于化妆品激素和 ２】孟宪双，马强，白桦，等．化妆品质量安全检测技术研究进展［Ｊ］． 抗生素的检测中，而且其处理速度较快，色谱重现性好，被 ［分析测试学报，２０１６，３５（２）：１４３—１５５． 很好地应用于化妆品的监督工作中。另外，在此基础上建立 ３］党华，谢文缄，贾芳．关注有毒有害物质，提升儿童化妆品质量［Ｊ］． 了超高效液相色谱法．串联质谱法，通过样品对色谱条件、流 ［香料香精化妆品，２０１６，（３）：４７．５０． 量、质谱测定条件进行分析，发现回收率较高，流动相简单， （上接第２１５页） 一一·２５３·
