摘要：自動化水廠的投運(yùn)，大大的提高了供水質(zhì)量與水廠的工作效率，降低了制水成本與員工的勞動強(qiáng)度。但是由于國內(nèi)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、人員等條件所致，水廠自動化存在的許多問題仍需要我們不斷改進(jìn)和完善。本文結(jié)合作者的工作經(jīng)驗(yàn)，分析了水廠自動化中存在的問題，并提出對策。

　　關(guān)鍵詞：水廠自動化,控制設(shè)備,問題,對策

　　隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，人們生產(chǎn)生活中對水質(zhì)水量的要求越來越高，供水水質(zhì)水量和經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的矛盾也日益突出。為了處理矛盾，滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平提高的需要，提升出廠水質(zhì)，降低凈化水能耗，減輕水廠工人的勞動強(qiáng)度，水廠采用自動化控制。隨著自動化控制技術(shù)越來越成熟，我國水廠自動化進(jìn)程大大加快，自動化水平也快速提高。但是，總體來看系統(tǒng)的使用效果不太理想。具體分析造成自動化系統(tǒng)的這種高投人低效能的原因，與設(shè)計(jì)、設(shè)備和管理等多種問題有關(guān)。最主要的原因是設(shè)備本身的質(zhì)量問題, 其次是管理上和設(shè)計(jì)上存在的問題。

　　1、 水廠自動化控制的含義

　　自動化控制的含義, 在水廠一般理解為兩種控制方式: 一為全自動化控制, 即無人值班控制模式。所有的工藝控制過程全部自動調(diào)節(jié)和自動控制。例如, 何時(shí)應(yīng)開幾臺取水泵和出水泵、何時(shí)出水壓力應(yīng)保持多少、加藥和加氯過程全自動調(diào)節(jié)、快濾池的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和自動反沖等過程, 完全不必進(jìn)行人工設(shè)定, 而是由計(jì)算機(jī)程序自動解決。這種控制模式在我國貸款項(xiàng)目中曾設(shè)計(jì)和使用過, 但投產(chǎn)一段時(shí)間后,由于一些設(shè)備的自然壽命和使用環(huán)境的改變以及其他種種原因, 逐漸不能完全達(dá)到自動化的程度。多數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙�種控制模式, 即集散型控制模式。所以在我國水廠中實(shí)際上并沒有真正全自動控制的水廠。

　　2、水廠自動化控制中設(shè)備存在的問題

　　水廠自動化控制中設(shè)備存在的問題可以分為單項(xiàng)設(shè)備運(yùn)行上存在的問題和系統(tǒng)運(yùn)行上存在的問題。

　　根據(jù)了解的情況分析, 單項(xiàng)設(shè)備運(yùn)行上存在的問題, 絕大多數(shù)是產(chǎn)品本身質(zhì)量問題和日常維護(hù)保養(yǎng)問題造成的，系統(tǒng)不能達(dá)到自動調(diào)節(jié)的運(yùn)行效果, 則最主要的是由于工藝控制理論不夠完善, 對客觀情況的認(rèn)識還未達(dá)到應(yīng)有的深度造成的，下面試對各類原因進(jìn)行分析。

　　2.1產(chǎn)品質(zhì)量存在的問題

　　2.1.1自控儀表和設(shè)備質(zhì)量問題

　　從調(diào)查中可知, 進(jìn)口設(shè)備中計(jì)量泵、壓力變送器、低量程濁度儀、pH測定儀、電導(dǎo)測定儀、余氯測定儀、液位變送器、溫度變送器、監(jiān)控主機(jī)、PLC或RTU等儀表和設(shè)備80%以上運(yùn)行良好或正常，而問題較多的設(shè)備如堿度計(jì)引進(jìn)后從未投產(chǎn)或因運(yùn)行中故障極多而被拆除占2/ 3, 氨氮測定儀、溶解氧測定儀有1/ 3因使用中故障極多以至引進(jìn)后從未投入生產(chǎn), 濃度測定儀和差壓變送器有1/ 4因運(yùn)行中問題較多而停用，這些產(chǎn)品嚴(yán)重地影響了水廠自動化系統(tǒng)運(yùn)行。

　　還有些產(chǎn)品在質(zhì)量上也存在較多問題, 如加氯機(jī)漏氣、真空調(diào)節(jié)器漏氣、加氯量達(dá)不到額定值、計(jì)量泵膈膜破裂、變頻系統(tǒng)元器件不過關(guān)、電磁流量計(jì)無法正常工作等等，個(gè)別產(chǎn)品甚至是國內(nèi)淘汰產(chǎn)品, 如有的電磁閥故障后拆開檢修時(shí)發(fā)現(xiàn),該閥的結(jié)構(gòu)形式在國內(nèi)早已淘汰，由于這些設(shè)備的影響, 致使自動化系統(tǒng)時(shí)常發(fā)生故障, 無法正常運(yùn)行。

　　2.1.2配套設(shè)備質(zhì)量問題

　　水廠自動化控制是一個(gè)系統(tǒng)工程,它必須頭腦清晰、思維科學(xué)、反應(yīng)敏捷(計(jì)算機(jī)、電腦),還需要手腳靈敏(執(zhí)行設(shè)備)、耳聰目敏(檢測儀表),才能長期健康地運(yùn)行。因此除了自控設(shè)備、自控儀表必須質(zhì)量有保證外,即使是一些次要的配套設(shè)備也必須忠于工藝要求,密切配合主體系統(tǒng),才能使自動化系統(tǒng)整體運(yùn)轉(zhuǎn)起來，然而我們在調(diào)查中發(fā)現(xiàn),很多環(huán)節(jié)的自動化系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)不起來, 并非是自控系統(tǒng)上存在問題, 或是自控儀表、自控設(shè)備存在問題,而是配套設(shè)備存在著質(zhì)量問題,如變頻設(shè)備故障;濾池清水閥門開啟度不穩(wěn)定,不能按指令動作到位;鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)燒毀等故障;嚴(yán)重地防礙了泵房自動控制和濾池自動反沖的正常進(jìn)行。

　　2.1.3軟件質(zhì)量問題

　　關(guān)于產(chǎn)品質(zhì)量問題, 還包括計(jì)算機(jī)軟件及PLC程序編制上存在的問題，有的水廠經(jīng)常發(fā)生計(jì)算機(jī)“死機(jī)”現(xiàn)象, 有的原設(shè)計(jì)只允許一格一格進(jìn)行濾池沖洗, 卻常有兩三格濾池同時(shí)沖洗現(xiàn)象發(fā)生，諸如此類,都是軟件質(zhì)量問題,它們造成控制和調(diào)節(jié)的紊亂,自控?zé)o法正常進(jìn)行。

　　2.2備品備件缺乏,檢修困難，維修機(jī)制落后

　　有些引進(jìn)設(shè)備在運(yùn)行中發(fā)生故障后,由于沒有備品備件,國內(nèi)無法修復(fù),而請?jiān)�產(chǎn)品供應(yīng)商前來修理,則時(shí)間很長,而且費(fèi)用極高。目前，供水企業(yè)設(shè)備維修大多數(shù)采用的仍然是以計(jì)劃預(yù)防性為主的維修制度，大修理周期的確定一般有兩種：運(yùn)行臺時(shí)(日)累計(jì)或定期維修。多數(shù)水廠是依據(jù)設(shè)備運(yùn)行臺時(shí)，即當(dāng)累計(jì)運(yùn)行至一定時(shí)數(shù)時(shí)，定為一個(gè)大修理周期，開始對機(jī)器進(jìn)行大修理。而有一些水廠不考核運(yùn)行臺時(shí)，只對機(jī)器做年修理，即以一年為一個(gè)大修理周期，每年高峰供水前，對所有的機(jī)泵進(jìn)行例行檢修。但這種維修制度無論是按臺時(shí)還是按年度確定大修理周期的方法，都帶來了很大的問題，既有過修之嫌，又存有估計(jì)不到的維修不足，造成事故停機(jī)的可能。如廣州市自來水公司擁有供水泵組二百余組。在檢修過程中，發(fā)現(xiàn)有故障的泵組只占10%左右，80%—90%的檢修是過剩維修，這對企業(yè)的人力、物力造成嚴(yán)重浪費(fèi)，另外經(jīng)常拆裝水泵，也會降低設(shè)備的正常性能，所以必須改進(jìn)原有的維修方式。

　　2.3計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)存在困難

　　國內(nèi)計(jì)算機(jī)或通訊設(shè)備與進(jìn)口設(shè)備的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相連比較困難,這包括以下三方面原因: 其一,由于外商強(qiáng)調(diào)技術(shù)專利,不肯將軟件編制向用戶公開,造成聯(lián)網(wǎng)及檢修的困難。其二,由于在技術(shù)上,實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)也必須進(jìn)行處理,這些技術(shù)處理問題也存在著一定的困難。其三, 由于擔(dān)心“變動”進(jìn)口設(shè)備,可能引起預(yù)料不到的情況而影響正常生產(chǎn), 因此不敢調(diào)整變動,也就無法與國內(nèi)設(shè)備聯(lián)網(wǎng),影響了系統(tǒng)的合理性和統(tǒng)一性。

　　2.4設(shè)備選型不當(dāng)

　　設(shè)備選型不當(dāng)?shù)葐栴},主要原因可歸納為兩方面,其一, 國內(nèi)設(shè)計(jì)院對國外產(chǎn)品不夠了解,對其性能沒有完全掌握;其二, 國外承包商對我國國情不了解, 對水源水質(zhì)情況不掌握, 因此選用設(shè)備不當(dāng), 配套不合理。

　　在調(diào)查中還發(fā)現(xiàn)同一功能儀表,選用不同廠商生產(chǎn)的產(chǎn)品,其使用結(jié)果則不相同,例如低量程濁度儀,幾乎所有選用HACH公司產(chǎn)品的水廠,全部反映運(yùn)行良好，選用光華.愛而美特公司電磁流量計(jì)的水廠也幾乎全部反映運(yùn)行良好，而其他產(chǎn)品的運(yùn)行情況,不但因不同廠商不同型號而不相同, 即使同一廠商相同型號在不同水廠的運(yùn)行情況也不一樣。

　　3、解決水廠自動化技術(shù)中存在問題的主要辦法

　　3.1用國產(chǎn)設(shè)備直接取代

　　通過對國內(nèi)市場的細(xì)致調(diào)查，找到種類、性能指標(biāo)、接近于進(jìn)口產(chǎn)品后，直接取用而代之。例如：某自來水公司一水廠將國產(chǎn)在線濁度儀、計(jì)量泵應(yīng)用在自動加藥系統(tǒng)中，效果較好;引用國產(chǎn)電磁流量計(jì)和超聲波流量計(jì)對原水、出廠水進(jìn)行測量，計(jì)量較準(zhǔn)確;同時(shí)該水廠還積極利用國產(chǎn)儀表應(yīng)用在自動化系統(tǒng)的改造工程中，不僅完全達(dá)到了自控系統(tǒng)的各項(xiàng)功能技術(shù)要求，而且節(jié)約了大量的技改資金。

　　3.2自我改進(jìn)，消化吸收

　　擁有自己技術(shù)開發(fā)隊(duì)伍的水司，應(yīng)充分了解引進(jìn)設(shè)備的性能特點(diǎn)，對系統(tǒng)中存在的問題進(jìn)行仔細(xì)分析、改進(jìn)，找出解決問題的辦法。例如：某水廠的自動投礬系統(tǒng)改造，就充分體現(xiàn)了技術(shù)人員對控 制系統(tǒng)改造持有比較新穎的思路。他們沒有采用較為流行的流動電流控制器，而是根據(jù)原水水質(zhì)的特 點(diǎn)，利用原水流量和濾前水濁度作為主要控制參數(shù)，濾后水濁度和pH值、水溫作為后反饋控制參數(shù)，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，運(yùn)行效果較好。

　　3.3謹(jǐn)慎選用進(jìn)口設(shè)備

　　經(jīng)過近十年的運(yùn)行表明，進(jìn)口設(shè)備雖然具有許多優(yōu)點(diǎn)，確實(shí)在城市供水事業(yè)中起到了舉足輕重的作用，但是也客觀存在著一些問題，不得不引起廣大供水同仁的高度重視。我們通過多年的運(yùn)行效果表明，有的國產(chǎn)設(shè)備使用效果良好，維護(hù)也比較方便，備品備件能得到及時(shí)供應(yīng)，售后服務(wù)能得到保障。所以建議在功能、技術(shù)參數(shù)能滿足自控系統(tǒng)要求的前提下，盡可能使用國產(chǎn)設(shè)備。

　　3.4推陳出新 橫向聯(lián)系

　　在對進(jìn)口設(shè)備的性能充分了解的基礎(chǔ)上，尋找合適的廠家進(jìn)行制造，不僅解決自身的設(shè)備問題，而且還可以推而廣之，幫助其他使用同類設(shè)備的廠家排憂解難。例如：計(jì)量泵的隔膜片、加氯機(jī)的管配件等等都可以委托國內(nèi)廠家生產(chǎn)。同時(shí)要加強(qiáng)供水行業(yè)之間的技術(shù)交流，互通有無，積極推廣成熟技術(shù)，共同提高自動化技術(shù)水平。

　　3.5慎重選擇進(jìn)口設(shè)備、合理配置國產(chǎn)設(shè)備

　　選擇 進(jìn)口設(shè)備要了解其工作性能，選擇性價(jià)比較高的設(shè)備。例如投加、水質(zhì)檢測等自動化設(shè)備，進(jìn)口設(shè)備報(bào)價(jià)差別很大。要通過市場調(diào)研，重點(diǎn)選擇那些性能好、價(jià)格低、備件足、售后服務(wù)好的進(jìn)口設(shè)備，降低水廠自動化工程的投資。控制設(shè)備PLC的選型也是一 樣，不要盲目迷信國外著名品牌，例如：美國AB、德國Siemens、法國Schneider等。這些公司的PLC功能齊、性能好但價(jià)格較高。而日本的Omron、三菱以及一些國產(chǎn)的PLC，價(jià)格相對低廉，完全能夠滿足水廠自動 化控制的要求。另外比較著名的監(jiān)控軟件，例如：美國FIX、Intouch等軟件都非常好，但是價(jià)格相當(dāng)高。國產(chǎn)組態(tài)王、天工、臺灣的炎黃等很多專業(yè)公司的軟件產(chǎn)品，也完全能夠滿足水廠自動化技術(shù)要求，而且價(jià)格便宜、售后服務(wù)也好，應(yīng)該積極選用。

　　在水廠自動化工程中，可以放心地選擇國產(chǎn)檢測、控制設(shè)備，例如：水位計(jì)、流量計(jì)、壓力變送器、濁度儀、信號電纜、通訊電纜、防雷避雷器等等。目前國

　　內(nèi)有較多品牌的產(chǎn)品可供選擇，有些采用進(jìn)口技術(shù)的合資或獨(dú)資企業(yè)的產(chǎn)品性能、可靠性完全可以與進(jìn)口設(shè)備媲美，而且維修方便、配件充足。在真正了解產(chǎn)品性能的基礎(chǔ)上，將不同品牌的國產(chǎn)設(shè)備合理布置在一個(gè)水廠的控制系統(tǒng)中，是降低水廠自動化投資最為有效的方法。

　　4、結(jié)束語

　　我國的水廠自動化水平還不夠高，應(yīng)用范圍還不夠廣;只有通過刻苦學(xué)習(xí)，努力提高自身的專業(yè)技術(shù)水平，才能確保自控系統(tǒng)安全、可靠地運(yùn)行，充分發(fā)揮自動化設(shè)備的功能，達(dá)到節(jié)能降耗、確保水質(zhì)、科學(xué)管理的目的，盡快提高自動化水平，迅速與國際接軌。