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摘要：以供水能力15×104m3/d的吳中水廠為例，介紹運用電氣自動化控制技術，提高生產管理效率，保障供水可靠性，實現了自來水廠生產流程全自動的應用功能和各車間無人值守。通過分析，對自來水廠應用自動化技術帶來的一系列生產管理、人員管理問題進行了思考和探索。

關鍵詞：自來水廠;電氣自動化;無人值守;生產管理;人員管理

蘇州吳中供水有限公司下屬吳中水廠建于1996年，供水能力為15×104m3/d，取用太湖水作為水源水。2019年吳中供水公司對吳中水廠實施臭氧-生物活性炭深度處理工藝改造，出廠水水質優于GB5749—2006《生活飲用水衛生標準》，結合改造工程將電氣自動化控制應用到水廠各車間全流程，進一步提高了制供水安全保障能力和生產效率，提升了水廠生產管理水平。

1吳中水廠自來水生產工藝簡介

1.1太湖水源地取水口

吳中水廠水源地位于蘇州吳中區太湖寺前村，太湖水通過湖底2根直徑為1.2m的管道流至取水泵站，湖體水質指標常年符合《地表水環境質量標準》中的Ⅲ類水要求。

1.2取水泵站

取水泵房建造有電壓等級35/6kV的變電所和一級泵房，將由取水口流入的太湖水加壓提升，通過16.5km原水管道壓送到吳中水廠進行凈化處理。

1.3水廠折板絮凝平流沉淀池

吳中水廠建有4組折板絮凝平流沉淀池，其前端安裝靜態混合器與原水管道串聯，加入混凝劑和消毒劑后，經過折板反應池絮凝進入沉淀池沉淀，最后通過集水槽收集上清液至濾池過濾。

1.4污泥脫水車間

吳中水廠沉淀池及絮凝池排水通過管道流入污泥脫水處理車間，經尾水收集、加藥濃縮、推流均質，最后進入脫水設備進行泥水分離。

1.5砂濾池

吳中水廠有8組普通快濾池、6組V型濾池。沉淀池出水流入砂濾池，過濾后的水再流到深度處理車間進一步凈化，濾池反沖洗水回用到原水管道。

1.6加藥間

加藥間包括混凝劑和消毒劑投加系統兩個部分，運用計量泵將配制好的液態凈水劑和次氯酸鈉投加到靜態混合器內。

1.7深度處理車間

采用臭氧-生物活性炭吸附深度處理技術，砂濾池過濾后的水匯總進入深度處理車間，首先進行3階段臭氧曝氣反應，然后進入活性炭濾池凈化處理。經過深度處理的水再經全面消毒后進入水廠清水庫儲存，炭濾池反沖洗水回用到原水管道。

1.8二級泵房

二級泵房與10kV變電所合建。水泵機組將儲存在清水庫的凈水加壓，通過輸水管道輸送至城市供水管網的各個用戶。

2電氣自動化控制系統的應用

吳中水廠中控室與二級泵房控制室合建，在取水泵站、沉淀池、砂濾池、深度處理車間、加藥間、脫水機房、臭氧制備車間設立現場PLC(可編程控制器)站，用于實現現場數據采集和設備控制。各PLC站配有人機界面，方便巡檢操作。PLC站獨立于中控室進行本區域及相關工藝過程的監控，并帶有不同級別的訪問保護。廠區所有機電設備設三級控制模式：就地、現場PLC控制、水廠中控室?，F場PLC控制、水廠中控室級均設有“手動/自動”兩種控制方式，就地控制級設有“就地/遙控”兩種方式。現場控制單元與中控室控制優先權，以“申請優先”的方式通過程序確定，為無擾動切換。當上級中控室監控設備發生故障，不影響泵站的運行，操作人員可通過現場PLC站按預先設置的運行模式來監控水泵機組的運行。當現場PLC站發生故障時，可通過就地機旁箱上的“就地/遙控”選擇開關切換實現就地手動操作，機組仍能正常操作運行。對取水泵站及二級泵站這兩個泵站，主要是通過電氣自動化技術應用實現水質、水量、電量的數據傳輸和人機交互、自動控制。水源地建立有水源水質在線監測預警體系，對耗氧量、氨氮、DO等指標實時在線監測。取水泵站建有原水預處理裝置，與水質預警體系聯動可實現高錳酸鉀、粉末活性炭自動投加。二級泵房建有出廠水在線監測預警體系，對出廠水水質實時監控，同時在線水質儀表數據均與政府監管部門共享。泵房機組能自動調節運轉頻率或者增、減泵，而且保持分時恒壓或分時恒流量供水狀態。變電所高壓開關柜采用微機綜保裝置及網絡儀表，直接安裝在開關柜上，實施繼電保護、電量參數測量、狀態信號采集和數據變送，并通過現場總線上傳自動化控制系統。在濾池的每個濾格設PLC控制臺，可獨立完成恒水位、反沖洗的自動控制，操作面板上可實現獨立于PLC的手動操作控制。濾池的自動反沖洗由濾池PLC控制單元和濾格PLC子站共同完成。沉淀池排泥閥及排泥機具備時間周期、排泥機運行距離、往返頻次等可調節功能，實現精準排泥。加藥間次氯酸鈉、硫酸鋁、聚氯化鋁藥劑的稀釋、投加均實現自動控制，自動加藥系統與水源地水質、過程水水質、出廠水水質實現多參數聯動，根據各工藝點在線儀表數據反饋實現智能調節。污泥脫水車間根據調節池液位、流量等參數實現自動加藥、自動脫水運行控制。水廠自動化系統還建立運行實時報警功能，包括水質報警、網絡通信狀態報警、設備運行報警和故障報警等。現場發生報警系統立即提示，彈出報警框告知事件情況，并發出警報聲。所有事件均按站點分別記錄在相應的站點報警庫內，既可以總覽全部報警事件，也可以按站點查詢報警事件。水廠自動化系統建立有自動報表功能，數據采集周期、匯總值、歷史曲線趨勢圖均可自由調整設置。能自動生成廠、站各類運行日報、周報、月報、年報等運營數據，并實現數據分析報告。例如，可對水泵機組在不同運行頻率下流量、用電量等數據生成能耗分析報告；對臭氧濃度、氧氣與用電量之間生成運行成本測算報告；對各工藝點水質數據結合用藥量、濾池反沖洗強度、周期等數據之間生成水質指標去除率與藥耗、自用水率分析報告，指導生產；對流量、水質指標、藥耗等數據信息之間生成分析報告，摸索規律。通過智能化分析，有效指導生產運行管理工作。

3水廠生產自動化后帶來的管理思考

過去在水廠管理崗位的通常是工作經驗和閱歷豐富并年長的人，他們遇見和處理水廠各類情況的經驗比較多，面對整個系統情況，知道什么問題該怎么處理，但是也存在處理的滯后性。目前水質情況復雜、現場機電設備種類繁雜，許多穩定狀態的判斷可能有錯誤，因而需要自動化控制系統實現預告預警，用現場實時數據來提示生產管理者當前關注的是哪個設備、哪個儀表，是水質還是能耗，第一時間告知潛藏的隱患，這使處理的時間縮短，成本降低。當然經驗閱歷也重要，對企業來講，自動化系統的應用管理與經驗結合才是更好的結果。水廠運用數據描繪業務流程，用數據指導生產管理，實現了生產環節的健康良性發展[1-2]。在水廠各生產班組之間衡量各自生產效率、能耗、水質、事件處理、工時對比等，可促進組織效能的提升。同樣也可以通過系統的數據使員工的貢獻更好地勾勒出來，體現各自的競爭力與優勢，從而幫助企業樹立標準化模板、標準工時、標準流程等，指導生產管理，規范生產行為，保障水質穩定、生產安全。通過自動化控制系統的應用，員工可以更新生產運行管理的標準化技能、知識庫，促使員工的學習能力同步提升；高層領導可以直接接受更多的企業數據信息，基于系統智能化的貢獻做出更多更好的決策，同時也削弱了中層管理者的價值功能。由于過去生產管理職位大多會自下而上的升遷，管理者往往起步于生產一線某個崗位——化驗工、凈水工、泵站工，當實現自動化控制后，基層員工更多是由系統指令來管理，升遷的通道可能更少，而且員工受自動化控制實現的生產管理，每個工作行為都會不斷受到監控，員工也擔心自動化系統導致的技術性失業，所以企業一定要對員工進行再培訓，確保員工的能力符合企業發展的要求[3-4]。

4結語

自動化系統在吳中水廠的應用，實現了制水、加藥、濾池、泵房等車間無人值守，制水生產全流程精準自動控制，同時加強了生產數據信息在各個環節的信息互通和價值挖掘，為水廠生產管理提供了智慧輔助功能，提高了生產運營管理水平，保障了供水可靠性和穩定性，較好地實現了降本增效的目標。同時通過自動化系統的應用，構建了扁平化的水廠管理模式，也督促水廠管理崗位及一線基層崗位員工技能升級和思想觀念加速轉變，進行智能化轉型，減少對人的依賴，形成新的生產力和組織能力。

參考文獻

［1］陳天順.電氣自動化控制系統在水廠的應用[J].集成電路應用，2020，37(11)：154-155.

［2］侯晨芳.電氣自動化在水廠中的設計及管理分析[J].科技創新與應用，2019(30)：187-188.

［3］陳濤.水廠電氣二次設備及自動化改造[J].大科技，2020(11)：162-163.

［4］安玲.水廠中PLC自動化控制應用[J].信息記錄材料，2020，21(8)：114-115.

作者：楊建峰 單位：蘇州吳中供水有限公司