论文部分内容阅读
水厂自动化的改进和升级是目前全国各大水厂发展的主要特点。伴随着技术的更新换代,系统控制设备和机电仪表设备的发展,滤池自动化、投加自动化、泵站自动化、水质检测自动化技术逐步成熟,使得对新时代自动化水厂的管理以及建设越来越成为水厂工作人员需要面对的问题。如何管理自动化水厂,如何在水厂自动化建设中选择合适的设备也都需要专门的研究和分析。
1 自动化的发展方向及生产管理
1.1 降低成本
由于经济条件限制,我国的水厂自动化设计需要具有一定的特点,以促进水厂自动化在国内的发展。提高水厂自动化设计国产设备比率,是我们必需要走的路。事实上,很多水厂自动化是建立在控制部分国产设备的基础上,这种土洋结合设备配置的方法有效地降低了自动化投资。但在自动化运行中会出现设备误动作或故障的现象,这就需要自动化设计工作中逐步提高设备国产化使用比率降低自动化自动化投资的同时,加强控制系统可靠性,提高控制程序智能化程度。也就是说技术设计人员要熟悉水厂国产设备的性能,准确设定设备监控报警信号,发挥自动化监控及保护的功能,加强设计方案的安全性和可靠性。只有在自动化设计我作中加强和改善这个问题,才能有效降低水厂自动化投资、提高水厂自动化运行安全系数。
1.2 技术更新
自动化水厂的出现,使老式水厂落后于潮流。改造老式水厂成为当前水厂自动化工作的任务之一。老式水厂的工艺、布局、设备千差万别,每个水厂改造都要具体分析,只有把自动化技术与生产工艺合理结合,才能达到成功改造、节约投资的目的。
在老式水厂改造工作中出现一种趋势,就是着重保证净水系统自动化,这是在现阶段根据实际情况作出的选择。净水系统的两大工艺滤池和投加又是其中的重点。滤池设备多使用进口设备,可靠性较好。技术人员不约而同地主要研究力量放在了投加系统,尤其是净水剂投加方面。对于投加净水剂的实践研究应用,下面的例子较好地体现了其发展特点。福州东南区水厂高位药池重力投加自动化改造,体现了新旧工艺结合的特点。该厂的改造抓住了投药自动化的本质原理,利用反馈信号控制调节阀,不改变原来的建筑结构,仍然依靠重力作为投加动力。改造工作不仅节约了土建设备投资,而且新旧生产系统较好地柔和。镇江金西水厂的投矾自动化改造,体现了技术人员对控制系统改造持有比较新颖的思路。他们没有采用流动电流控制器,利用原水流量计和滤前水浊度计构成控制系统。另外针对在控制净水剂投加时预防突变因素的功能较弱,上海闵行水厂利用的模糊控制功能对信号进行改善,使投加量随原水参数变化的实时性得到加强,当原水流量变化率100%时,滤前水浊度能够保持在5NTU左右。这3个例子都成功地实现了老式水厂净水剂投加的自动化改造,投资成本低、效果比较好。三者都涉及到自动化系统的研究,体现了国内水厂自动化技术深入发展的趋势,技术人员从过去的单纯引进阶段,进入自行研究时期。
1.3 加强管理
自动化水厂的生产管理是水厂自动化应该考虑的问题。在实际生产中,不少水厂经过几年地运行,自动化变成手动,这种现象多出现在早期建设的自动化水厂中。
出现这种现象的原因是多方面的。其一是设计思想、方案不清晰,与实际水厂生产管理脱节。比如,有的水厂在自动化设计的同时,增加了过多的手动操作设备,不仅造成重复投资,还使生产人员生产了不正确的依赖心理。另外由于技术人员不了解生产实际情况,其设计往往与生产实际有出入,造成自动化设计局部失败。第二个原因是生产管理人员没有认识到水厂自动化的管理方法。有的水厂将职工仍然按照老式水厂生产模式,片面地把人员划分为电工、机械工、制水工和泵房值班机电工等。各岗位明显的条块分割,不完全适应水厂自动化生产的需要。自动化水厂应该以控制系统为单元进行安全效益生产管理,不同于老式水厂以孤立的设备落实管理制度。第三,管理人员不能切实掌握自动化水厂的技术维修工作。目前流行的控制系统虽然具有较好的可靠性,经过数年运行后也会因设备老化出现不同的故障。由于网络通讯线老化引起的通讯误报警、出现组件变形导致接触不良、个别组件输入点损坏等等,这些都要求生产管理人员根据实际情况及时处理设备维护问题。
2 自动化的设备选型
设备选型工作是水厂自动化系统设计的一个重要环节,选择设备要满足控制要求,并注意设备投资的经济性。在关键设备选择上,进口设备运行的可靠性相对较高。目前在水厂自动化设计中,可编程序控制器、主要水质仪表、滤池阀门、投加自动化设备多选用进口设备。
2.1 合理选择进口设备
选择进口设备要实际了解其工作性能,这样可以合理选择到投资较低的设备。例如水厂投加、水质检测自动化设备,进口设备报价就有很大差别。一些开发中国市场较早的外国公司,例如首都、爱尔多斯公司,市场较广,进入中国市场早期报价较高,其报价降低幅度不大,同样的设备报价要高出其它公司1/3左右。相反对于一些市场面不大的公司,例如W&T、霍尼威尔等公司的报价相对较低,其设备性能也基本相同。由于这些公司产品使用不多,其性能不为大家熟悉,在使用过程中可能需要进行某些技术摸索,所以选用较少。如果企业具有一定的技术力量,就应该抓住有利的市场形势,采用他们的产品,可以大降低水厂自动化投资。通过广泛了解进口设备,不难发现同一家公司或销售商的不同设备报价也有区别,这也为我们在选择控制设备时降低投资提供了条件。
控制设备PLC的国外供销商纷纷进入中国市场,比较流行的PLC品牌包括美国AB、德国西门子、日本三菱以及法国、西班牙、韩国的产品。美国AB公司PLC软件功能比较齐全(目前只有AB公司的产品具有专门的模糊控制功能),但价格较高。三菱PLC价格相对低廉,能够满足水厂自动化控制的要求。另外,监控制软件也是自动化设计需要选择的,比较著名的监控软件是美国FIX软件,最近推出了V6.15中文版本。另外还有国产组态王、台湾的炎黄,以及很多专业公司的配套软件,均能实现一定规模的水厂自动化监控要求。
2.2 合理配置国产设备
目前在自动化设计工作中,选择国产(或中外合资)控制检测设备较可靠的包括:压力传感器、流量计、浊度计、流动电流控制仪、监控电脑、各种电缆、防雷器等等。有较多品牌的产品以供选择,只有选用了产品质量好的控制设备才能符合水厂自动化控制的要求、达到设计可靠性要求。一般来说,采用进口技术的合资或独资企业的产品可靠性可以与进口设备媲美。例如V型滤池采用的水位计、堵塞度计,我们在实践中使用了E+H公司技术的国产产品,其性能、外观和进口产品完全相同,报价却相差1/3以上。另外,在设备选型问题上不要采用一家公司或销售商的配套选型方案,这样的设备报价往往较高。能够真正了解产品性能,通过自己的设计将不同品牌的设备合理布置在一个水厂控制系统当中,是降低水厂自动化投资的一种有效方法。所以在水厂自动化设计工作中,恰当选择设备能够较大幅度降低投资,降低幅度可以超过10%~20%。
现在水厂潮流是气水反冲洗V型滤池,水厂自动化的重点之一就是滤池站。滤池管廊基本使用气动蝶阀,有欧洲及美国多家产品都在各地水厂流行,国产气动阀门使用较少。但在深圳水涌水厂的自动化改造中,全部滤池阀门选用国产气动阀门,生产性能也比较好。
3 总结
近年来,在我国一些发达地区,建成了少量测控管一体化的现代化水厂,对推动水厂实现综合自动化功能起到了积极的促进作用。但由于历史和现实的原因,我国水厂自动化的总体发展水平还不高,发展也不平衡。所以需要通过水厂自动化的改革推动水厂的管理水平意识的提高和设备的更新换代,逐步建設成全部自动化的水厂,不仅是设备的自动化也需要水厂工作人员的管理意识和思维的“自动化”。
1 自动化的发展方向及生产管理
1.1 降低成本
由于经济条件限制,我国的水厂自动化设计需要具有一定的特点,以促进水厂自动化在国内的发展。提高水厂自动化设计国产设备比率,是我们必需要走的路。事实上,很多水厂自动化是建立在控制部分国产设备的基础上,这种土洋结合设备配置的方法有效地降低了自动化投资。但在自动化运行中会出现设备误动作或故障的现象,这就需要自动化设计工作中逐步提高设备国产化使用比率降低自动化自动化投资的同时,加强控制系统可靠性,提高控制程序智能化程度。也就是说技术设计人员要熟悉水厂国产设备的性能,准确设定设备监控报警信号,发挥自动化监控及保护的功能,加强设计方案的安全性和可靠性。只有在自动化设计我作中加强和改善这个问题,才能有效降低水厂自动化投资、提高水厂自动化运行安全系数。
1.2 技术更新
自动化水厂的出现,使老式水厂落后于潮流。改造老式水厂成为当前水厂自动化工作的任务之一。老式水厂的工艺、布局、设备千差万别,每个水厂改造都要具体分析,只有把自动化技术与生产工艺合理结合,才能达到成功改造、节约投资的目的。
在老式水厂改造工作中出现一种趋势,就是着重保证净水系统自动化,这是在现阶段根据实际情况作出的选择。净水系统的两大工艺滤池和投加又是其中的重点。滤池设备多使用进口设备,可靠性较好。技术人员不约而同地主要研究力量放在了投加系统,尤其是净水剂投加方面。对于投加净水剂的实践研究应用,下面的例子较好地体现了其发展特点。福州东南区水厂高位药池重力投加自动化改造,体现了新旧工艺结合的特点。该厂的改造抓住了投药自动化的本质原理,利用反馈信号控制调节阀,不改变原来的建筑结构,仍然依靠重力作为投加动力。改造工作不仅节约了土建设备投资,而且新旧生产系统较好地柔和。镇江金西水厂的投矾自动化改造,体现了技术人员对控制系统改造持有比较新颖的思路。他们没有采用流动电流控制器,利用原水流量计和滤前水浊度计构成控制系统。另外针对在控制净水剂投加时预防突变因素的功能较弱,上海闵行水厂利用的模糊控制功能对信号进行改善,使投加量随原水参数变化的实时性得到加强,当原水流量变化率100%时,滤前水浊度能够保持在5NTU左右。这3个例子都成功地实现了老式水厂净水剂投加的自动化改造,投资成本低、效果比较好。三者都涉及到自动化系统的研究,体现了国内水厂自动化技术深入发展的趋势,技术人员从过去的单纯引进阶段,进入自行研究时期。
1.3 加强管理
自动化水厂的生产管理是水厂自动化应该考虑的问题。在实际生产中,不少水厂经过几年地运行,自动化变成手动,这种现象多出现在早期建设的自动化水厂中。
出现这种现象的原因是多方面的。其一是设计思想、方案不清晰,与实际水厂生产管理脱节。比如,有的水厂在自动化设计的同时,增加了过多的手动操作设备,不仅造成重复投资,还使生产人员生产了不正确的依赖心理。另外由于技术人员不了解生产实际情况,其设计往往与生产实际有出入,造成自动化设计局部失败。第二个原因是生产管理人员没有认识到水厂自动化的管理方法。有的水厂将职工仍然按照老式水厂生产模式,片面地把人员划分为电工、机械工、制水工和泵房值班机电工等。各岗位明显的条块分割,不完全适应水厂自动化生产的需要。自动化水厂应该以控制系统为单元进行安全效益生产管理,不同于老式水厂以孤立的设备落实管理制度。第三,管理人员不能切实掌握自动化水厂的技术维修工作。目前流行的控制系统虽然具有较好的可靠性,经过数年运行后也会因设备老化出现不同的故障。由于网络通讯线老化引起的通讯误报警、出现组件变形导致接触不良、个别组件输入点损坏等等,这些都要求生产管理人员根据实际情况及时处理设备维护问题。
2 自动化的设备选型
设备选型工作是水厂自动化系统设计的一个重要环节,选择设备要满足控制要求,并注意设备投资的经济性。在关键设备选择上,进口设备运行的可靠性相对较高。目前在水厂自动化设计中,可编程序控制器、主要水质仪表、滤池阀门、投加自动化设备多选用进口设备。
2.1 合理选择进口设备
选择进口设备要实际了解其工作性能,这样可以合理选择到投资较低的设备。例如水厂投加、水质检测自动化设备,进口设备报价就有很大差别。一些开发中国市场较早的外国公司,例如首都、爱尔多斯公司,市场较广,进入中国市场早期报价较高,其报价降低幅度不大,同样的设备报价要高出其它公司1/3左右。相反对于一些市场面不大的公司,例如W&T、霍尼威尔等公司的报价相对较低,其设备性能也基本相同。由于这些公司产品使用不多,其性能不为大家熟悉,在使用过程中可能需要进行某些技术摸索,所以选用较少。如果企业具有一定的技术力量,就应该抓住有利的市场形势,采用他们的产品,可以大降低水厂自动化投资。通过广泛了解进口设备,不难发现同一家公司或销售商的不同设备报价也有区别,这也为我们在选择控制设备时降低投资提供了条件。
控制设备PLC的国外供销商纷纷进入中国市场,比较流行的PLC品牌包括美国AB、德国西门子、日本三菱以及法国、西班牙、韩国的产品。美国AB公司PLC软件功能比较齐全(目前只有AB公司的产品具有专门的模糊控制功能),但价格较高。三菱PLC价格相对低廉,能够满足水厂自动化控制的要求。另外,监控制软件也是自动化设计需要选择的,比较著名的监控软件是美国FIX软件,最近推出了V6.15中文版本。另外还有国产组态王、台湾的炎黄,以及很多专业公司的配套软件,均能实现一定规模的水厂自动化监控要求。
2.2 合理配置国产设备
目前在自动化设计工作中,选择国产(或中外合资)控制检测设备较可靠的包括:压力传感器、流量计、浊度计、流动电流控制仪、监控电脑、各种电缆、防雷器等等。有较多品牌的产品以供选择,只有选用了产品质量好的控制设备才能符合水厂自动化控制的要求、达到设计可靠性要求。一般来说,采用进口技术的合资或独资企业的产品可靠性可以与进口设备媲美。例如V型滤池采用的水位计、堵塞度计,我们在实践中使用了E+H公司技术的国产产品,其性能、外观和进口产品完全相同,报价却相差1/3以上。另外,在设备选型问题上不要采用一家公司或销售商的配套选型方案,这样的设备报价往往较高。能够真正了解产品性能,通过自己的设计将不同品牌的设备合理布置在一个水厂控制系统当中,是降低水厂自动化投资的一种有效方法。所以在水厂自动化设计工作中,恰当选择设备能够较大幅度降低投资,降低幅度可以超过10%~20%。
现在水厂潮流是气水反冲洗V型滤池,水厂自动化的重点之一就是滤池站。滤池管廊基本使用气动蝶阀,有欧洲及美国多家产品都在各地水厂流行,国产气动阀门使用较少。但在深圳水涌水厂的自动化改造中,全部滤池阀门选用国产气动阀门,生产性能也比较好。
3 总结
近年来,在我国一些发达地区,建成了少量测控管一体化的现代化水厂,对推动水厂实现综合自动化功能起到了积极的促进作用。但由于历史和现实的原因,我国水厂自动化的总体发展水平还不高,发展也不平衡。所以需要通过水厂自动化的改革推动水厂的管理水平意识的提高和设备的更新换代,逐步建設成全部自动化的水厂,不仅是设备的自动化也需要水厂工作人员的管理意识和思维的“自动化”。