摘要：自来水厂是现代社会公共服务系统中不可或缺的一部分，其生产管理水平与人们的健康和用水安全息息相关。随着现代科技的不断发展，我国各地区自来水厂都逐步开展自动化改造工作。本文针对自来水厂生产过程的自动化系统设计与实现工作，先对自动化系的主要构成要素进行阐述，然后从多个角度对自动化系统的设计和实现方式进行分析。
关键词：自来水厂;生产;自动化;设计;实现
引言：
在自来水厂的经营发展过程当中，其生产效率、稳定性和安全性一直备受重视。如今以电气自动化、计算机技术的现代科技在很多生产领域中都发挥着重要的作用，而自来水厂生产过程的自动化设计与实现工作，与人们的用水体验有重要联系。针对自来水厂生产过程的自动化改造，对提升自来水厂生产效率、质量和稳定性都有重要的作用。
一、自来水厂自动化系统的主要构成
(一)数据采集系统
在当今不同领域的多种生产活动的自动化系统中，数据采集系统都是不可或缺的一部分。因为目前主流的自动化控制系统都是通过对数据的采集、分析，再以数字信号的方式进行控制。可见，数据采集系统的主要功能就是对整个系统运行产生的相关数据进行收集、转化、处理和储存，并加以利用。对于自来水厂的生产环节而言，数据采集系统重点采集的数据信息包括系统中各设备运行数据、自来水水质信息等[1]。例如，针对自来水水质的检测，检测对象包括流量、水位、PH值、浊度以及各类添加剂含量等。系统针对这些信息的检测、收集和上传，配合相关系统能够实时评估水质是否达到生产标准。
(二)监视控制系统
在自来水的自动化系统当中，监视控制系统主要是通过视频监测设备、传感器系统，对生产过程进行实时监督的主体。该系统的运行依据是数据采集系统所采集和上传的各类数据信息，以及通过传感器、视频监控系统采集点的检测数据和可视化视频材料。通过该系统，可以对自来水生产全国过程进行实时监督，并留存相关视频，严厉杜绝任何违规、违法行为的发生，同时也能对异常情况进行及时处理[2]。
(三)集散型控制系统
集散型控制系统(DCS0)主要是依托微型计算机来实现自动化控制的系统，也是自来水厂生产过程自动化体系建设的核心系统。该系统能够有效的将通讯系统、电子系统、信息系统、机械系统等有机结合起来，通过对数据的分析，结合相关生产指令，对整个生产过程进行自动化控制。集散控制系统又分为过程控制系统和监控系统，系统的运行和控制信号都通过通讯网络发出，其中充分融合了现代计算机软件、通讯、显示及传感技术。总体来讲，集散型控制系统在自来水生产过程的应用，可以实现对各类数据信息的全面收集分析，以及对生产过程的全程监督，再根据自来水生产标准，实现生产过程的自动化控制与维护管理控[3]。
二、自来水厂生产过程的自动化设计与实现策略
(一)水质监测系统
水质监测是自来水厂自动化生产中不可或缺的一部分，关系到自来水生产质量，更关系到人们的用水安全。如表1所示，在自来水厂生产过程的自动化设计中，需要设计一套自动化仪表系统，根据国家规定，对自来水的水质相关参数进行全面检测。该系统当中，需要用到的仪器包括水质浊度检测仪、酸碱值检测仪、漏氯警报装置等检测设备，以及水位测量仪、电磁流量计等流量测试设备。通过微型机与这些仪器设备进行连接，收集实时数据，再由水质分析软件及技术人员进行水质分析。
(二)自动化控制系统
1.现场控制。在自来水厂的生产活动现场控制工作中，需要对各个生产环节、区域进行视频监控和数据监控。重点监控位置包括泵房、控制室、净化池等，监控内容包括各类设备的运行状态、工作人员的工作规范性、各类外加剂的添加规范等。
2.主控制。主控制是自来水厂自动化控制的核心部分，也就是对自来水生产加工中各个环节、站点进行监控管理。如图1所示，主控制系统位于自来水厂自动化系统的核心部位，融合了GPS、交换机、计算机系统、数据库系统等主要设备，广泛收集各个环节及站点的信息。然后，系统对相关数据进行全面分析，评估整个自动化系统运行状态，实现对自来水生产过程的远距离、实施监控和控制。另外，该系统该负责将一些有决策评估参考价值的信息上传至自来水厂管理部门，为自来水厂经营管理策略规划提供重要参考依据。
(三)水处理控制系统
如今，我国自来水厂的自动化系统正逐步迈向精细化、动态化、智能化的技术领域，一些先进的现代技术、工艺逐步被应用到自来水生产自动化控制系统当中。尤其是在传统自动化控制系统中通过升级优化而具备智能化能力的系统，能够在信息处理分析以及自动化控制的过程中，协助技术人员发现系统漏洞和异常情况，再通过相应的措施进行处理，并持续提升系统的运行效率、稳定性和安全性。
(四)变频节能技术的应用
众所周知，在如今科学的发展理念下，节能增效、生态环保，成为社会各界关注的重点。在自来水生产过程的自动化设计中，也要重视现代节能环保技术的应用。在过去的自来水供应系统当中，系统面临着不同季节水源质量不同的情况，同时还面临着不同区域用水高峰期的挑战。而面对不断浮动的用水量，传统自来水厂都需要耗费大量的电能和技术资源，来保证用户的用水体验。而像变频技术这样的节能技术的应用，可以让自来水厂的控制系统在用水高峰、低峰期实现变频调控，在保证用户用水需求的基础上降低电能消耗。具体来讲，自来水厂自动化控制系统中的变频设备，主要是基于系统实际状况、用户需求情况，通过变压、变量的方式，灵活控制系统的生产强度，对设备水体转换转速、压力进行调控，达到节能的效果[5]。
(五)机电一体化系统
机电一体化系统也是自来水生产过程自动化设计与实现的重点内容，通过机电一体化系统，将传统自来水生产过程中的过滤、沉淀等环节融入到一个设备之中集中完成。这种方式一方面可以提高相关水处理环节和工艺的执行效率，另一方面还可以节约自来水厂的生产空间资源。同时，针对相关环节问题及设备故障的定位检修也更加便捷，还可以提高设备维修保养效率。另外，自来水厂生产过程自动化系统还可以加入自动排污、自动反洗技术，有助于进一步提高自来水生产质量，为用户带来更优的自来水。
结束语
综上所述，在当代社会发展过程中，自来水厂一直扮演着至关重要的角色。随着现代城市化进程不断加快，以及各类现代化技术涌现出来，自来水厂传统的生产模式已经无法跟上时代的脚步，无法满足人们更高的自来水使用要求。为此，自来水厂应当重视对传统生产模式的弊端分析，然后积极引进信息化、计算机、通讯网络、机电一体化等现代科技，通过科学的设计，实现对自来水生产过程的自动化体系建设。只有这样，才能全面提高自来水厂生产管理水平，为用户带来更好的用水体验。——论文作者:梁先西
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