建立水务自动化控制系统标准

建立水务自动化控制系统标准

贾祥瑞

宁夏水投云澜科技股份有限公司，宁夏 银川  750000

摘要：近年来，中央环保部门对生态环境整理督察力度不断加大，国内各水务逐步规范运行维护工作，保证水务安全稳定运行和达标排放，提高水务运行效率和管理水平，全面提升水处理能力。各水务均采取可靠的电气系统作为水务稳定运行的动力保障，采取先进的自控系统保障水务高效运行、增强企业效益。文章通过对水务电气、自控设备系统设置及日常维护管理进行深入分析，结合自身从业经验，提出针对性意见，为合理配置自动化控制系统、强化设备维护提供参考。

关键词：水务；电气设备设置；自控设备设置；维护

1建立水务自动化控制系统标准

对现有水务配电系统进行梳理改造，将水务高低压供电系统接线型式及运行方式通过专项改造项目进行了统一。总、分配电室高压采用双进线供电，总配高压系统接线型式为单母线分段联络接线，低压系统接线型式为单母线分段联络接线；分配高压系统接线型式为单母线分段不联络接线，低压系统接线型式为单母线分段联络接线。通过上述形式改造，水务供电可靠性得以大大提升。

为保障水务安全运行，开展企业安全风险分级管控与隐患排查治理双机制建设，对生产区域进行危险源辨识，其中配电室作为重大危险源管理，因此非常有必要采取有效的电气措施及配电室标准化配置措施提高配电系统安全性。电气措施一般通过设置完善的微机保护装置、采取可靠的闭锁方式等电气措施保障配电系统安全性：配电室进出线柜采用保护、测控一体化的微机装置，监控选用馈线型保护，实现对进出线的过流速断、零序保护及测控。进线PT柜的有关信号接入本段的临近馈线柜保护装置；远方、就地信号应一并接入本柜微机保护装置。

闭锁设置是配电系统安全保障的核心。高压开关柜应满足“五防”闭锁要求；变压器门应与相应10KV出线柜设电气闭锁，同时加装电磁锁，防止误入带电间隔；高低压I回路进线开关、II回路进线开关、母联开关应配分励、过流、失压脱扣器，互为联锁，保证它们之间最多只能两台同时处于合闸状态，防止任一开关退至检修位置时造成全站或部分失电。通过完备的闭锁保护，保证运维人员进入配电室操作时无法接触到带电部分发生危险，同时杜绝因误操作造成配电系统发生安全事故。

2水务自控系统管理方法

2.1合理进行设备控制，实现智慧化运行

水务自控设计一般遵循实用性、可靠性、经济性、先进性的原则。根据这个原则，形成水务自控系统技术标准，实现污水厂设备分级控制。

运行管理调度级，即通过厂区运行管理决策系统软件中预设的运行控制模式预案，或根据历史运行经验数据记录的运行方式给出的调度运行建议，并结合管理人员人工调度决策结论向中央控制级下达调度命令，中央监控级操作人员根据调度命令进行运行参数修改及设备控制；中央控制级，即通过各厂自控系统中央控制室的中央控制站计算机进行控制的方式（有些污水厂中控室即调度室）。其作用在于采集和储存污水厂自动运行的所有设备和工艺参数数据；现场PLC自动控制级，即现场控制站PLC控制方式，设备的运行完全由PLC根据各仪表、设备测量参数以及设定的运行参数来自动控制设备的运行；现场手动（MMI）控制级，即每个现场控制站就地人机界面（MMI）如：触摸屏、现场操作站等，操作人员通过现场人机界面（MMI）输入控制指令或修改运行参数，进行现场软手动操作，运行数据送中央控制站；就地手动控制级即通过就地电控（箱）柜上的现场按钮控制方式。

2.2着力建立智慧管理平台，提升运营水平

对所属各污水厂进行提标改造，除了提升水处理工艺，着重对现有陈旧落后的自动化控制系统进行更新改造升级，综合污水厂处理工艺过程、构筑物布局、设备和检测仪表分布等相关因素，新设一套智慧污水运营管理平台。以三维数字化模型及工艺建模模型为核心构建适合企业自身需求的污水厂智慧运营管理平台：对每一个水务进行全厂、工艺段三维数字模型搭建，采用高空相机、平面巡视相机等视角建模，可形象展示具体厂站三维立体空间的结构、工艺段、运行实景的模拟情况，达到实景体验、有效监管的目标。同时根据调控目标的不同，设计不同的服务模块，包括进水单元分析模块、工艺运行状态分析模块、投加碳源优化模块、智能曝气模块、化学除磷优化模块、整体能耗分析模块等。利用生物建模技术（离线生物建模）和大数据建模智能分析技术（基于历史数据分析建模），提供上述模块的风险控制参数表和工艺运行优化方案，从而将运行风险降到最低、减少能耗药耗，实现污水厂的高效运行。

2.3低压设备的巡视和维护工作

虽然大多数用户会定期对低压配电室进行检修、除尘，但是大多数操作人员旺旺不会对包含框架开关在内的元器件进行细致的维护。低压元器件经过多年的运行，其中的操作机构、机械连接方面都可能存在的隐患。为了防止故障发生，原来常用的检查手段主要通过低压设备年检，按照常规的项目要求对开关柜进行测试，来判断当前设备是否能通过试验。而很多情况下，故障隐患在年检的过程中不能提早发现。根据专业的维护保养方案，以当前实际工况为依据，通过严格的现场检测，识别出故障的早期特征，对开关的薄弱环节及发展趋势作出科学判断，并提出有效的处理措施，真正的做到防患于未然。

2.4自控系统及仪表的巡视和维护工作

自控仪表及PLC均为精密仪器设备，要求维护人员理解和掌握设备的构造和工作原理，针对运维过程中发现的故障情况进行深入分析，方能找到解决问题的正确方法。某水务反硝化工艺段进水硝氮检测仪为电极法检测仪表，操作人员严格遵守维护手册规定，每三天用5%稀盐酸对电极进行清洗，但是仅过几个小时，检测数据就出现波动。为解决该问题，操作人员加大清洗频次，改为每天清洗一次，问题依然存在。经查阅仪表使用说明，结合安装现场实际情况，班组组织研究讨论，初步判断问题原因为安装位置不正确：现状安装位置在水流平缓段，水中杂质容易在电极上聚集结垢，影响电极检测。操作人员将仪表调整至上一工艺段出水处安装，该位置水流流速大，杂质无法聚集于电极表面。调整安装后，问题迎刃而解，仪表正常工作。

3结语

近年来，中央环保部门对生态环境整理督察力度不断加大，国内各水务逐步规范运行维护工作，保证水务安全稳定运行和达标排放，提高水务运行效率和管理水平，全面提升水处理能力。因此必须采取有效措施，强化水务安全稳定运行。目前许多水务注重水处理工艺及设备，积极探索新工艺、尝试使用新设备，但对于水务“心脏”和“大脑”却不重视，认为每年进行电气设备年检就足够了。水务应具备强有力的电气系统以及先进的自控系统，以便保障水务稳定高效运行、增强企业效益。根据自身运行实际情况，制定了完善的自动化控制设备维护保养制度和管理办法，采取一系列措施，取得了一定成效，今后将继续积极探索总结相关经验。

参考文献

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