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農(nóng)村水廠（站）自動(dòng)化設(shè)備現(xiàn)狀及展望
作者:admin 時(shí)間：2021-02-25 16:54
通常我們說起的水廠自動(dòng)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(wù)、云水務(wù)等利用了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)的水務(wù)平臺(tái)。那么這些技術(shù)能不能應(yīng)用在農(nóng)村水廠（站）呢？能否幫助農(nóng)村水廠（站）實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制呢？
農(nóng)村水廠（站）是指分布在全國(guó)農(nóng)村的、供應(yīng)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(gè)項(xiàng)目投資少、管理力量薄弱，甚至沒有收益。農(nóng)村水廠建設(shè)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(shè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的必要嗎？
自動(dòng)控制系統(tǒng)是為了幫助水廠正常運(yùn)行，減輕人員操作負(fù)擔(dān)，減少浪費(fèi)水，甚至提高水廠運(yùn)行水平、確保水質(zhì)、水量。
目前很多沒有自控設(shè)備的水廠都是采用定時(shí)供水或者過量供水的模式運(yùn)行。定時(shí)供水是每天定點(diǎn)開關(guān)水廠供水，老百姓家里只能在供水時(shí)間段盡量的儲(chǔ)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(shí)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(fèi)。這時(shí)候就需要自動(dòng)控制設(shè)備來輔助水廠運(yùn)行，清水池低水位時(shí)，開始凈化設(shè)施，清水池高水位時(shí)關(guān)閉凈化設(shè)施，隨時(shí)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(guān)凈化設(shè)施。
水廠的運(yùn)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(dòng)控制就很難保證投藥的準(zhǔn)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(shè)施關(guān)閉了也要關(guān)閉投藥裝置。
還有沉淀排泥、反洗等工藝環(huán)節(jié)的自動(dòng)控制，以及對(duì)水廠運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視，都是非常需要自動(dòng)控制系統(tǒng)。
我從事農(nóng)村水廠（站）自動(dòng)控制系統(tǒng)的安裝工作有十多年的時(shí)間，接觸到了多種類型的水廠控制，根據(jù)其功能特點(diǎn)以及發(fā)展歷程簡(jiǎn)單分析如下：
第一代：開關(guān)式自控
是由接觸器繼電器等電氣元件組成的最簡(jiǎn)單、最基本的控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)清水池液位自動(dòng)控制凈水設(shè)施啟停，加藥裝置、消毒裝置的自動(dòng)啟停，低液位報(bào)警、低液位保護(hù)，沉淀裝置定時(shí)排泥等，開關(guān)時(shí)自控是第一代水廠控制系統(tǒng)。
第二代：?jiǎn)纹瑱C(jī)、PLC（LOGO）自控
單片機(jī)（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(chǔ)存、執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算數(shù)運(yùn)算等一系列操作。有了PLC等設(shè)施的幫助，農(nóng)村水廠的自控設(shè)施就有了比較大的進(jìn)步，可以執(zhí)行比較復(fù)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(jì)量泵自動(dòng)切換、藥劑自動(dòng)配置等等。同時(shí)隨著遠(yuǎn)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(cè)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(yīng)用，可以全方位的監(jiān)控水質(zhì)的指標(biāo)，同時(shí)使農(nóng)村水廠的自動(dòng)控制更加精準(zhǔn)。配合在線儀表可以進(jìn)行更高級(jí)別的自動(dòng)控制，可以根據(jù)原水的水量、濁度、出水的濁度指標(biāo)等來自動(dòng)調(diào)節(jié)絮凝劑的投加量，可以根據(jù)出水的余氯指標(biāo)來調(diào)節(jié)。在線儀表的應(yīng)用可以從水的質(zhì)、量方面精準(zhǔn)操控，確保農(nóng)村水廠能夠保質(zhì)、保量的運(yùn)行。
第四代：PLC+物聯(lián)網(wǎng)+終端
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，以及手機(jī)、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(shí)現(xiàn)了手機(jī)遠(yuǎn)程控制，可以通過手機(jī)APP軟件（電腦終端軟件）監(jiān)控水廠的運(yùn)行。從而使水廠的現(xiàn)場(chǎng)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(jī)終端連接，在千里之外，操作管理員也可以通過手機(jī)來查看水質(zhì)、各工藝環(huán)節(jié)的運(yùn)行狀況，可以監(jiān)控并調(diào)節(jié)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化控制。
第五代：PLC+物聯(lián)網(wǎng)+云平臺(tái)、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(wù)時(shí)代，通過新研發(fā)的通訊芯片，利用專業(yè)、開放式的云平臺(tái)和大數(shù)據(jù)、人工智能，無數(shù)個(gè)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(jié)合氣象、水庫(kù)河流數(shù)據(jù)、居民用水?dāng)?shù)據(jù)等實(shí)時(shí)調(diào)整水廠運(yùn)行狀態(tài)。更加開放的APP系統(tǒng)，可以使監(jiān)管單位、供應(yīng)商、運(yùn)行單位等實(shí)時(shí)掌握本轄區(qū)或本單位的農(nóng)村水廠運(yùn)行狀態(tài)。人工智能系統(tǒng)可利用大數(shù)據(jù)分析實(shí)時(shí)的掌控各水廠運(yùn)行情況，并根據(jù)數(shù)據(jù)平臺(tái)信息，提供水廠運(yùn)行的需求提示、最佳參數(shù)和設(shè)置。客戶端也可以通過云平臺(tái)享受更多的便捷，比如運(yùn)行管理客戶端可利用云平臺(tái)、攝像頭進(jìn)行電子巡檢，收費(fèi)客戶端可直接利用云平臺(tái)、智能水表進(jìn)行收費(fèi)管理，供應(yīng)商可利用云平臺(tái)遠(yuǎn)程協(xié)助解決設(shè)備故障、設(shè)備維護(hù)服務(wù)。
目前由于農(nóng)村水廠的項(xiàng)目實(shí)施水平、投資限制和網(wǎng)絡(luò)信號(hào)未普及等實(shí)際情況，還是以第一代、第二代為主流，逐步實(shí)現(xiàn)第三代、第四代自動(dòng)控制系統(tǒng)，并最終整合各平臺(tái)，實(shí)行第五代智能云平臺(tái)。
我公司在西南片區(qū)主要推行的為第三代和第四代自動(dòng)控制系統(tǒng)，并預(yù)留接口，為升級(jí)為第五代云平臺(tái)做好準(zhǔn)備，希望隨著國(guó)家網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)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(hù)團(tuán)隊(duì)（維護(hù)儀表、各類自動(dòng)化設(shè)施）的建成，能夠真正實(shí)現(xiàn)農(nóng)村水廠建得好，管得好，讓老百姓喝上放心水。
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