1 引言
沈陽(yáng)水務(wù)集團(tuán)有限公司八水廠是沈陽(yáng)市*大*先進(jìn)、自動(dòng)化程度*高的地表水處理廠，水廠1992年建成，日供水量45萬(wàn)噸，占沈陽(yáng)市總供水量的三分之一。在現(xiàn)代化水廠中，自動(dòng)化儀表是水廠中應(yīng)用的*直接的設(shè)備，每一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程都有相對(duì)應(yīng)的儀表，通過(guò)各種在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀有效的檢測(cè)各工藝參數(shù)，儀表測(cè)定值與設(shè)定值之間連續(xù)進(jìn)行比較、反饋，根據(jù)這些參數(shù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)控制調(diào)節(jié)，從而能夠科學(xué)的指導(dǎo)生產(chǎn)、降低能耗、保證水處理質(zhì)量、確保水質(zhì)安全。儀表還具有連續(xù)檢測(cè)、越限報(bào)警的功能，便于及時(shí)處理事故。自動(dòng)化儀表按功能可大致分為兩類：一類屬于監(jiān)測(cè)生產(chǎn)過(guò)程物理參數(shù)的儀表，如監(jiān)測(cè)液位、流量、壓力等。另一類屬于檢測(cè)水質(zhì)的分析儀表，如檢測(cè)水濁度、余氯、PH值等。本文主要分析簡(jiǎn)述了自來(lái)水廠的主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，并針對(duì)這些檢測(cè)項(xiàng)目分析了循環(huán)水計(jì)量表、投入式液位計(jì)、壓力變送器、濁度儀，余氯分析儀，流量計(jì)，液位計(jì)，PH儀等常見(jiàn)的自動(dòng)化檢測(cè)儀表在自來(lái)水處理中的應(yīng)用。
2 儀表系統(tǒng)
2.1 水務(wù)工程常用儀表
水務(wù)工程常用自動(dòng)化儀表主要由三個(gè)部分組成：
(1)傳感器，利用各種信號(hào)檢測(cè)被測(cè)模擬量。
(2)變送器，將傳感器所測(cè)量的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為4-20mA電流信號(hào)，并送到可編程序控制器中。
(3)顯示器，將測(cè)量結(jié)果直觀地顯示出來(lái)，提供結(jié)果。
這三個(gè)部分有機(jī)的結(jié)合在一起，缺少其中任何一部分則不能稱為完整的儀表。自動(dòng)化檢測(cè)儀表以其測(cè)量精確、顯示清晰、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，在自來(lái)水生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，而且自動(dòng)化檢測(cè)儀表內(nèi)部具有與PLC連接的接口，更是自動(dòng)化控制系統(tǒng)中重要部分，被稱為自動(dòng)化控制系統(tǒng)的眼睛。作為自動(dòng)化控制不可或缺的組成部分，儀表在自動(dòng)化控制時(shí)起到了對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的測(cè)量作用，同時(shí)對(duì)于收集到的電氣系統(tǒng)信息也可以進(jìn)行整合，有利于生產(chǎn)管理人員進(jìn)行決策。而儀表的自動(dòng)化則是指無(wú)人條件下進(jìn)行的數(shù)據(jù)測(cè)量與處理能力，并且可以對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)行遠(yuǎn)距離傳送，所以儀表是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的前提條件。
2.2 水務(wù)工藝流程儀表系統(tǒng)
水廠工藝流程參見(jiàn)圖1所示。
3 自來(lái)水廠主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目
3.1 濁度監(jiān)測(cè)
濁度是反映水中懸浮物，泥沙、黏土、藻類、有機(jī)物質(zhì)等的含量。通過(guò)濁度檢測(cè)來(lái)分析原水經(jīng)過(guò)沉淀、過(guò)濾等一系列過(guò)程后，水質(zhì)是否達(dá)標(biāo)。包括原水濁度、質(zhì)沉淀過(guò)濾后的濁度。
3.2 余氯監(jiān)測(cè)
余氯檢測(cè)反映出經(jīng)過(guò)加氯消毒半小時(shí)后水中尚存的氯含量以確保其殺菌能力，包括濾池，送水泵房都要對(duì)余氯進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
3.3 流量監(jiān)測(cè)
自來(lái)水廠的進(jìn)出口流量是對(duì)產(chǎn)水量統(tǒng)計(jì)、水成本計(jì)算、官網(wǎng)漏失率和能源損耗計(jì)算有重要意義。流量測(cè)量根據(jù)水的流量工況、測(cè)量范圍、可靠性要求、精確度要求等不同，選擇循環(huán)水計(jì)量表等不同的測(cè)量?jī)x表。
3.4 液位監(jiān)測(cè)
自來(lái)水廠液位監(jiān)測(cè)的方法多種多樣，包括浮力式，靜壓式，電氣式，超聲波式等，目前我廠液位檢測(cè)內(nèi)容包括穩(wěn)壓井水位，濾池水位，蓄水池水位等。
3.5 壓力監(jiān)測(cè)
壓力值是指供水管道內(nèi)橫截面上承受的力。一般情況下，如果就管路和出口來(lái)說(shuō)，壓力越大，通過(guò)的流量就越大，壓力和流量成正比關(guān)系。
3.6 PH監(jiān)測(cè)
PH值對(duì)水質(zhì)變化、微生物繁殖、腐蝕性等有著重要影響，按照我國(guó)的《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》規(guī)定，自來(lái)水廠*終供水的PH值應(yīng)在6.5~8.5范圍內(nèi)。在自來(lái)水廠的穩(wěn)壓井、沉淀池、濾池、送水泵房等處都需要進(jìn)行PH值檢測(cè)。
4 水務(wù)儀表應(yīng)用技術(shù)
4.1 濁度儀
濁度即水的混濁程度，由水中含有微量不溶性懸浮物質(zhì)，膠體物質(zhì)所致，單位NTU。濁度儀一般都是通過(guò)探測(cè)水樣中懸浮粒子的散射強(qiáng)弱來(lái)測(cè)定水的濁度。其原理是表現(xiàn)水中懸浮物對(duì)光線透過(guò)時(shí)所發(fā)生的阻礙程度。水中含有泥土、粉塵、微細(xì)有機(jī)物、浮游動(dòng)物和其他微生物等懸浮物和膠體物都可使水中呈現(xiàn)濁度。
4.2 余氯分析儀
余氯是水中余留的游離性氯和結(jié)合性氯的總稱，余氯分析儀用來(lái)測(cè)量處理濾后水中的游離余氯。在廠區(qū)出廠水安裝余氯分析儀，實(shí)時(shí)監(jiān)控出廠水的余氯值，將測(cè)量的結(jié)果傳輸?shù)絇LC及上位機(jī)，當(dāng)實(shí)測(cè)濃度小于設(shè)定濃度時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)解加氯量，以便控制加氯量。
4.3 流量計(jì)
自來(lái)水廠中常見(jiàn)的流量計(jì)包括循環(huán)水計(jì)量表和超聲波流量計(jì)。循環(huán)水計(jì)量表是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理，根據(jù)導(dǎo)電流體通過(guò)外加磁場(chǎng)時(shí)感生的電動(dòng)勢(shì)來(lái)測(cè)量導(dǎo)電流體流量的一種儀器。其測(cè)量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響。超聲波流量計(jì)分為捆綁式和插入式，是通過(guò)檢測(cè)流體流動(dòng)對(duì)超聲脈沖的作用以測(cè)量流量的儀表。采用時(shí)差式測(cè)量原理，一個(gè)探頭發(fā)射信號(hào)穿過(guò)管壁、介質(zhì)、另一側(cè)管壁后，被另一個(gè)探頭接收到，同時(shí)*二個(gè)探頭同樣發(fā)射信號(hào)被*一個(gè)探頭接收到，由于受到介質(zhì)流速的影響，二者存在時(shí)間差，根據(jù)推算可以得出流速和時(shí)間差之間的換算關(guān)系，進(jìn)而可以得到流量值。
4.4 液位計(jì)
超聲波液位計(jì)和投入式液位計(jì)是水廠中*常用的自動(dòng)化檢測(cè)儀表，超聲波液位計(jì)的傳感器由一對(duì)發(fā)射、接受換能器組成。發(fā)射換能器面對(duì)頁(yè)面發(fā)射超聲波脈沖，超聲波脈沖從頁(yè)面上反射回來(lái)，被接收換能器接收，根據(jù)發(fā)射至接收的時(shí)間可確定傳感器與液面之間的距離，即可換算成液位。投入式液位計(jì)是利用液體靜壓與高度成比例的原理，通過(guò)先進(jìn)的傳感元器件將靜壓轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，可以直接投入到液體中。
4.5 壓力變送器
壓力變送器是一種壓力傳感器，接受壓力變量，然后依據(jù)一定比例轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，*后將標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出的儀表。壓力變送器主要將液體的物理壓力參數(shù)轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)傳送給數(shù)顯表。其工作原理是將采集到的壓力信號(hào)傳遞到電子設(shè)備，就是將水壓的力學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?，由于電子信?hào)與電流大小成正比，因此可通過(guò)隔離片及原件內(nèi)的填充液壓傳送至測(cè)量膜片的兩側(cè)。
4.6 PH儀
PH儀是測(cè)量和反應(yīng)溶液酸堿綜合度的重要工具。原水的PH值一般波動(dòng)較大，且受當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件影響而各有不同，為了滿足生活用水的PH值要求，自來(lái)水廠需要進(jìn)行PH值的檢測(cè)，PH值在6.5-8.5范圍內(nèi)的自來(lái)水才能進(jìn)入供水管網(wǎng)。PH分析儀使用氧化還原電*的方法來(lái)檢驗(yàn)水中的酸堿度，測(cè)量范圍是0-14，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)原水的PH值和出廠水的PH值。
5 結(jié)束語(yǔ)
自動(dòng)化儀表在自來(lái)水廠自動(dòng)化控制中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，合理的使用在線儀表能夠?qū)崿F(xiàn)水廠的現(xiàn)代化管理，為供水水質(zhì)提供有力保證。選用儀表時(shí)應(yīng)做到穩(wěn)定可靠，操作簡(jiǎn)單，安裝方便，能連續(xù)測(cè)量，反應(yīng)靈敏，便于維護(hù)。在儀表日常巡視中要檢查采樣水流速，緩沖液用量以及儀表報(bào)警燈是否正常。