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一、 前言
    自動(dòng)化在線儀表是水廠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)最直接的檢測(cè)設(shè)備，被稱為自動(dòng)化的"眼睛"，其準(zhǔn)確性直接影響到自動(dòng)化控制的精度。在自來水廠中應(yīng)用好自動(dòng)化在線儀表來進(jìn)行監(jiān)控，能降低消耗、確保供水安全、保證水質(zhì)和壓力的穩(wěn)定性，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

二、自來水廠的工藝簡(jiǎn)介
    自來水廠的任務(wù)就是對(duì)源水進(jìn)行加工處理，使水質(zhì)符合生活或部分工業(yè)用水的各種要求。常見制取自來水的過程主要分為幾個(gè)步驟：混凝、沉淀、過濾、消毒和存儲(chǔ)，工藝流程圖如下所示。
   

                                 （圖1）

三、主要自動(dòng)化在線儀表的介紹
    在水處理過程中，經(jīng)常要對(duì)水在各個(gè)工藝環(huán)節(jié)中的濁度、PH等過程參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)水質(zhì)情況對(duì)水處理過程加以控制，使其最終達(dá)到規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。常用到的自動(dòng)化在線儀表有：鹽度計(jì)、濁度計(jì)、余氯計(jì)、超聲波液位計(jì)、PH計(jì)、流動(dòng)電流探測(cè)儀（SCD儀）、流量計(jì)等。

                          (表1)

四、主要自動(dòng)化在線儀表的應(yīng)用
    自動(dòng)化在線儀表在自來水廠中的應(yīng)用大多基于閉環(huán)控制系統(tǒng)，在線儀表的測(cè)量值作為反饋，系統(tǒng)中采用PID算法，各系統(tǒng)PLC與中控室計(jì)算機(jī)通訊。PID算法如下：
             U＝Kp[e(t)+∫e（t）*dt/T1＋TD*de（t）/dt ]+U0

    U:調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)；e(t):調(diào)節(jié)器的偏差信號(hào)，它等于測(cè)量值和給定值的之差；Kp：調(diào)節(jié)器比例系數(shù)；T1調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間；TD：調(diào)節(jié)器的微分時(shí)間；       U0：輸出補(bǔ)償。

    現(xiàn)介紹自來水廠常用的自動(dòng)加藥系統(tǒng)、自動(dòng)加氯系統(tǒng)和恒壓供水系統(tǒng)的組成。

4.1自動(dòng)加藥系統(tǒng)
    在自來水廠中SCD儀常與源水流量計(jì)一起構(gòu)成前饋--反饋控制的混凝自動(dòng)投加系統(tǒng)。控制原理如圖所示，根據(jù)流量計(jì)測(cè)量到的源水流量，通過PLC來改變變頻器的頻率，從而控制投藥計(jì)量泵的電機(jī)轉(zhuǎn)速；SCD儀采集反應(yīng)池的反應(yīng)情況，控制計(jì)量泵的沖程。

    從而達(dá)到改變投藥量的目的，在單純以源水流量比例控制下引入SCD反饋環(huán)節(jié)能夠進(jìn)一步提高沉淀水濁度的合格率和穩(wěn)定性，降低藥耗，并能根據(jù)源水水質(zhì)及反應(yīng)效果靈活地對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置與調(diào)整。

                               （圖3）

（2）后加氯
    后加氯以濾后水流量為前饋量（比例環(huán)節(jié)）、濾后水余氯為反饋量組成閉環(huán)系統(tǒng)，根據(jù)工藝需要的余氯設(shè)定值，輸出4~20mA電流控制加氯機(jī)進(jìn)行投加，有效地保證后加氯系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，較好地適應(yīng)水量和水質(zhì)的變化，達(dá)到消毒的效果。

                                    （圖4）

4.3恒壓供水系統(tǒng)
    恒壓供水系統(tǒng)控制原理如下所示，由"管網(wǎng)壓力信號(hào)（由壓力傳感器所測(cè)--控制器--變頻器--水泵機(jī)組）"構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)。當(dāng)進(jìn)入小流量區(qū)域后，系統(tǒng)進(jìn)入休眠狀態(tài)；當(dāng)壓力傳感器測(cè)到管網(wǎng)壓力降低至下限時(shí)，自動(dòng)喚醒系統(tǒng)投入工作，確保供水壓力恒定。

    此控制方式可降低電機(jī)啟動(dòng)電流和配電容量，能把變壓器的容量下降至傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式時(shí)的40 ~ 50%；較傳統(tǒng)閥門控制方式節(jié)約電能20 ~ 30%，甚至更高；水泵機(jī)組的磨損減少，能夠取得很好的經(jīng)濟(jì)效益。   

                                   （圖5）

4.4其他的系統(tǒng)
    另外，由兩個(gè)壓力傳感器或一個(gè)壓力傳感器和一個(gè)超聲波液位計(jì)組成恒水位控制系統(tǒng)可控制濾池恒水位的過濾；而由PH計(jì)、流量計(jì)、計(jì)量泵還可以組成加堿系統(tǒng)，確保水的PH值，原理同后加氯相似。

五、注意的問題
（1）當(dāng)前流行的自動(dòng)化在線儀表品牌有：HACH、W&T、ALLDOS和E+H等。選型要特別注意避免幾個(gè)誤區(qū)：一是過分追求低價(jià)位。二是盲目追求進(jìn)口儀器。三是盲目選型。不同廠家的儀器在測(cè)試原理、適用領(lǐng)域、測(cè)量范圍、運(yùn)行條件及費(fèi)用、維護(hù)的難易程度等方面存在較大差異，各企業(yè)水質(zhì)差異也較大，場(chǎng)地環(huán)境也不一樣。用戶一定要結(jié)合自身的實(shí)際情況綜合考慮，選擇適合自己特點(diǎn)的在線儀器，切不可盲目選型安裝。

（2）自動(dòng)化在線儀表要按照說明書的規(guī)范安裝，盡可能靠近采樣點(diǎn)，減少系統(tǒng)的延遲時(shí)間；
并設(shè)專職人員對(duì)在線水質(zhì)儀表進(jìn)行維護(hù)、管理。

（3）每天都要檢查儀表的讀數(shù)是否正常，有沒有警報(bào)；并且要建立健全的檔案管理制度。

六、結(jié)束語
    自動(dòng)化在線儀表在自來水廠自動(dòng)化控制中應(yīng)用越來越廣泛，合理地使用在線儀表，能夠?yàn)楣┧|(zhì)提供有力保證。另外，適當(dāng)增加閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)，對(duì)一些關(guān)鍵生產(chǎn)場(chǎng)所進(jìn)行直接監(jiān)視，可為安全生產(chǎn)提供更有效保障。