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摘要：本文对水厂生产工艺中常用的几种自动化仪表进行了分类总结。并简要介绍了该类别仪表的工作原理及应用场合。以桂林市自来水公司城北水厂自动化在线仪表的应用情况为例，供水生产中的自动化在线仪表进行了介绍。
关键词：供水生产控制参数；水厂自动化仪表分类；工作原理
Abstract: This paper sums up several automation instruments commonly used water production process. And briefly introduces the working principle and application of this type of instrument. With the application of the Guilin Water Company Chengbei waterworks automation on-line instrument as an example, automatic on-line instrument water production was introduced in this paper.
Key words: parameter to control the production of water supply; water plant automation instrument classification; working principle
中图分类号: TN830.1
随着供水生产企业自动化程度的日益提高，水厂生产中大量使用自动化仪表，现以桂林市自来水公司城北水厂为例，介绍在水厂常用的几种自动化仪表。城北水厂是利用第四批日元贷款兴建的供水项目。总设计供水能力为20万M3/日，分二期建设，一期工程供水能力为10万M3/日，2005年建成投产，是桂林市自来水公司第一个自动化控制管理的净水厂，采用了大量的先进设备和仪器。在此，我来介绍一下城北水厂的自动化仪表。
概述
在自动化控制过程中，仪表仿佛自动化系统的眼睛，严密的监测相应的工艺参数。仪表把检测到的数据传输给PLC或计算机，然后由PLC或计算机进行计算和比较，看是否满足工艺的设定和要求，如果有偏差，则发出控制指令给执行器，立即进行调整，从而保证系统的在最优结合点达到系统稳定。由于仪表具有连续检测、越限报警的功能，便于值班人员及时发现和处理事故。仪表是实现计算机控制的前提条件。所以在自动化系统中，仪表具有非常重要的作用。二、城北水厂应用的仪表的分类 城北水厂所用的仪表大致可分为两大类：一类属于监测生产过程物理参数的仪表，如检测温度、压力、液位、流量、重量等。另一类属于检测水质的分析仪表，如检测水的浊度、pH值、溶氧、余氯、电导率、SCD值等。除了电磁流量计（上海爱尔美特）、浊度计（美国HACH）、SCD游动电荷检测仪（美国MILTONROY）、化工钢瓶电子秤（常州METLER TOLEDO）以外，其他仪表均由德国E+H公司提供。此外，配电系统中使用的电流、电压等仪表在此不作赘述。
三、城北水厂自控系统监测的参数1.自控系统的构成城北水厂的自控系统由水厂管理层和现场控制两级系统构成，按集中管理、分散控制的原则进行监控。厂级计算机系统(即主站)设在水厂中心控制室，根据工艺流程。现场设有4个分站：取水泵房分站、反应沉淀池与加氯加药分站、滤池和反冲洗泵房分站、送水泵房及变配电室分站。在线仪表的数据均送到现场分站，然后送到中心控制室以进行显示、控制和记录、报警。
2. 各分站监测参数①取水泵房分站监测参数运行参数：吸水井水位、水泵出口压力等。②反应沉淀、加氯加药分站水质参数：源水温度、浊度、溶解氧、加药前源水PH值、加药后源水PH值SCD值、沉淀池出口浊度。运行参数：沉淀池水位、溶解池液位、氯瓶重量。③滤池和反冲洗泵房分站水质参数：滤后水浊度。运行参数：滤池水位、水头损失、空压机供气管道压力、反冲洗水泵压力。
④送水泵房及变配电室分站水质参数：出厂水流量、余氯、浊度、PH值。运行参数：出厂水压力、流量、清水池水位等。四、城北水厂中的仪表及其工作原理
在仪表的选择上，仪表的精确度是一个重要参数。在正常使用条件下，仪表测量结果的准确程度，误差越小，精确度越高。对于控制而言，高精度意味着高的调控灵敏度，系统响应更加灵敏，因此，从检测的角度来看，仪表的精确度越搞越好，但是从系统稳定的角度来看，仪表的灵敏度并不是越高越好，细微的调节有时候对于工艺要求来说并不是必需的，频繁的系统响应会给执行机构带来大量的执行动作从而减少设备的使用寿命。因此，在仪表精度远远高出工艺控制要求的场合，往往会在系统中设定一个反应区域，只有在工艺参数超出这个区域的时候，系统才会作出控制动作。
1. 水位测量
在水厂中，为了对吸水井和滤池以及清水池等的水位进行监测，液位计是很常用的一种仪表。液位计分为浮球式液位计、静压(或差压)式液位计、电容式液位计和超声液位计等几种。城北水厂多处使用了超声液位计。超声液位计的传感器由一对发射器、接收器组成。发射器面对液面发射超声波脉冲，超声波脉冲从液面上反射回来，被接收器接收。根据发射至接收的时间可确定传感器与液面之间的距离，即可换算成液位。超声液位计属于非接触测量，可靠性高，安装简单、方便，且不受测量介质的粘度、密度等物理特性影响，因此多用于药池、药罐、排泥水池等的液位测量。超声液位计的缺点是有一定的盲区，且价格较贵。2. 流量测量 流量测量分为两种，一种用于流量检测，参与过程控制；另一种仅仅用于流量的计量。在城北水厂采用的是电磁流量计用于对取水和送水流量的计量，不仅是对取水、供水量的数据进行检测和计量，同时也为工艺参数如单位电耗等参数提供重要依据。其中原水的流量还参加一次加氯的比例控制。
电磁流量计的原理是应用法拉弟电磁感应定律，由传感器和转换器组成。在测量中，液体本身为导体，磁场通过安装在管路中的两个线圈产生。线圈由交流或直流电源励磁，磁场作用于管道内流动的液体，流动的液体相当于在切割磁力线，从而在管道中产生一个与被测流体平均流速V相对应的电压，与管道绝缘的两个电极监测液体的感应电压，从而可以计算出相应的流量。
3.浊度的测量 浊度是水处理工艺中一个重要的工艺参数。水厂负责供应居民生活用水和工业用水，浊度是一项非常重要的水质指标。水体所以会浑浊，是因为在水体中存在微细分散的悬浮性粒子，可以使水透明度降低。从检测原理上，浊度仪可分为目视浊度仪和光电浊度仪两大类。光电浊度仪检测原理就是，当一定强度的光线射过定量的水体时，不同浊度的水体中的悬浮性粒子削弱了水的透光性，使透过的光的强度发生变化，从而在另一端光敏检测件检测到光的强度发生变化，得出水的浊度。光电浊度仪按照其设计原理又可分为透射光浊度仪和散射光浊度仪。由于散射光浊度仪对水的低浊度有较高的灵敏度，准确度高，相对误差小，重复性好，水的色度不显示浊度，且散射光与入射光强度比可呈线性关系，故散射光浊度仪的应用已越来越广泛。
城北水厂在沉淀后水、滤后水及出厂水的测量中，采用HACH 1720D/E系列浊度仪。测量原水采用1720E和E+H公司0~9999NTU高浊度检测仪配合使用，以对应桂林浑水季节浊度突然增加，而平时水浊度却普遍较低的情况。
4.其他检测仪表
此外，在城北水厂还应用了压力表、化工电子钢瓶秤、pH计、溶氧检测仪、余氯分析仪、电导率检测仪、SCD游动电荷检测仪等仪表对各工艺流程的参数进行检测。
在仪表的保护方面，除了对仪表进行良好的日常维护以外，考虑到城北水厂位于雷区，地形平坦、空旷，容易遭受雷击，仪表设备的被雷击损坏可能性很高。因此，安装品质优良，动作可靠的避雷器，是不可或缺的保护措施。
作者简介： 王桂英女 出生年月 1978.2 本科 2000年8月畢业于东北大学检测技术与仪器专业 学士学位 桂林市自来水公司信息自动化管理中心 工程师 广西壮族自治区桂林市民主路48号市自来水公司信息自动化管理中心
关键词：供水生产控制参数；水厂自动化仪表分类；工作原理
Abstract: This paper sums up several automation instruments commonly used water production process. And briefly introduces the working principle and application of this type of instrument. With the application of the Guilin Water Company Chengbei waterworks automation on-line instrument as an example, automatic on-line instrument water production was introduced in this paper.
Key words: parameter to control the production of water supply; water plant automation instrument classification; working principle
中图分类号: TN830.1
随着供水生产企业自动化程度的日益提高，水厂生产中大量使用自动化仪表，现以桂林市自来水公司城北水厂为例，介绍在水厂常用的几种自动化仪表。城北水厂是利用第四批日元贷款兴建的供水项目。总设计供水能力为20万M3/日，分二期建设，一期工程供水能力为10万M3/日，2005年建成投产，是桂林市自来水公司第一个自动化控制管理的净水厂，采用了大量的先进设备和仪器。在此，我来介绍一下城北水厂的自动化仪表。
概述
在自动化控制过程中，仪表仿佛自动化系统的眼睛，严密的监测相应的工艺参数。仪表把检测到的数据传输给PLC或计算机，然后由PLC或计算机进行计算和比较，看是否满足工艺的设定和要求，如果有偏差，则发出控制指令给执行器，立即进行调整，从而保证系统的在最优结合点达到系统稳定。由于仪表具有连续检测、越限报警的功能，便于值班人员及时发现和处理事故。仪表是实现计算机控制的前提条件。所以在自动化系统中，仪表具有非常重要的作用。二、城北水厂应用的仪表的分类 城北水厂所用的仪表大致可分为两大类：一类属于监测生产过程物理参数的仪表，如检测温度、压力、液位、流量、重量等。另一类属于检测水质的分析仪表，如检测水的浊度、pH值、溶氧、余氯、电导率、SCD值等。除了电磁流量计（上海爱尔美特）、浊度计（美国HACH）、SCD游动电荷检测仪（美国MILTONROY）、化工钢瓶电子秤（常州METLER TOLEDO）以外，其他仪表均由德国E+H公司提供。此外，配电系统中使用的电流、电压等仪表在此不作赘述。
三、城北水厂自控系统监测的参数1.自控系统的构成城北水厂的自控系统由水厂管理层和现场控制两级系统构成，按集中管理、分散控制的原则进行监控。厂级计算机系统(即主站)设在水厂中心控制室，根据工艺流程。现场设有4个分站：取水泵房分站、反应沉淀池与加氯加药分站、滤池和反冲洗泵房分站、送水泵房及变配电室分站。在线仪表的数据均送到现场分站，然后送到中心控制室以进行显示、控制和记录、报警。
2. 各分站监测参数①取水泵房分站监测参数运行参数：吸水井水位、水泵出口压力等。②反应沉淀、加氯加药分站水质参数：源水温度、浊度、溶解氧、加药前源水PH值、加药后源水PH值SCD值、沉淀池出口浊度。运行参数：沉淀池水位、溶解池液位、氯瓶重量。③滤池和反冲洗泵房分站水质参数：滤后水浊度。运行参数：滤池水位、水头损失、空压机供气管道压力、反冲洗水泵压力。
④送水泵房及变配电室分站水质参数：出厂水流量、余氯、浊度、PH值。运行参数：出厂水压力、流量、清水池水位等。四、城北水厂中的仪表及其工作原理
在仪表的选择上，仪表的精确度是一个重要参数。在正常使用条件下，仪表测量结果的准确程度，误差越小，精确度越高。对于控制而言，高精度意味着高的调控灵敏度，系统响应更加灵敏，因此，从检测的角度来看，仪表的精确度越搞越好，但是从系统稳定的角度来看，仪表的灵敏度并不是越高越好，细微的调节有时候对于工艺要求来说并不是必需的，频繁的系统响应会给执行机构带来大量的执行动作从而减少设备的使用寿命。因此，在仪表精度远远高出工艺控制要求的场合，往往会在系统中设定一个反应区域，只有在工艺参数超出这个区域的时候，系统才会作出控制动作。
1. 水位测量
在水厂中，为了对吸水井和滤池以及清水池等的水位进行监测，液位计是很常用的一种仪表。液位计分为浮球式液位计、静压(或差压)式液位计、电容式液位计和超声液位计等几种。城北水厂多处使用了超声液位计。超声液位计的传感器由一对发射器、接收器组成。发射器面对液面发射超声波脉冲，超声波脉冲从液面上反射回来，被接收器接收。根据发射至接收的时间可确定传感器与液面之间的距离，即可换算成液位。超声液位计属于非接触测量，可靠性高，安装简单、方便，且不受测量介质的粘度、密度等物理特性影响，因此多用于药池、药罐、排泥水池等的液位测量。超声液位计的缺点是有一定的盲区，且价格较贵。2. 流量测量 流量测量分为两种，一种用于流量检测，参与过程控制；另一种仅仅用于流量的计量。在城北水厂采用的是电磁流量计用于对取水和送水流量的计量，不仅是对取水、供水量的数据进行检测和计量，同时也为工艺参数如单位电耗等参数提供重要依据。其中原水的流量还参加一次加氯的比例控制。
电磁流量计的原理是应用法拉弟电磁感应定律，由传感器和转换器组成。在测量中，液体本身为导体，磁场通过安装在管路中的两个线圈产生。线圈由交流或直流电源励磁，磁场作用于管道内流动的液体，流动的液体相当于在切割磁力线，从而在管道中产生一个与被测流体平均流速V相对应的电压，与管道绝缘的两个电极监测液体的感应电压，从而可以计算出相应的流量。
3.浊度的测量 浊度是水处理工艺中一个重要的工艺参数。水厂负责供应居民生活用水和工业用水，浊度是一项非常重要的水质指标。水体所以会浑浊，是因为在水体中存在微细分散的悬浮性粒子，可以使水透明度降低。从检测原理上，浊度仪可分为目视浊度仪和光电浊度仪两大类。光电浊度仪检测原理就是，当一定强度的光线射过定量的水体时，不同浊度的水体中的悬浮性粒子削弱了水的透光性，使透过的光的强度发生变化，从而在另一端光敏检测件检测到光的强度发生变化，得出水的浊度。光电浊度仪按照其设计原理又可分为透射光浊度仪和散射光浊度仪。由于散射光浊度仪对水的低浊度有较高的灵敏度，准确度高，相对误差小，重复性好，水的色度不显示浊度，且散射光与入射光强度比可呈线性关系，故散射光浊度仪的应用已越来越广泛。
城北水厂在沉淀后水、滤后水及出厂水的测量中，采用HACH 1720D/E系列浊度仪。测量原水采用1720E和E+H公司0~9999NTU高浊度检测仪配合使用，以对应桂林浑水季节浊度突然增加，而平时水浊度却普遍较低的情况。
4.其他检测仪表
此外，在城北水厂还应用了压力表、化工电子钢瓶秤、pH计、溶氧检测仪、余氯分析仪、电导率检测仪、SCD游动电荷检测仪等仪表对各工艺流程的参数进行检测。
在仪表的保护方面，除了对仪表进行良好的日常维护以外，考虑到城北水厂位于雷区，地形平坦、空旷，容易遭受雷击，仪表设备的被雷击损坏可能性很高。因此，安装品质优良，动作可靠的避雷器，是不可或缺的保护措施。
作者简介： 王桂英女 出生年月 1978.2 本科 2000年8月畢业于东北大学检测技术与仪器专业 学士学位 桂林市自来水公司信息自动化管理中心 工程师 广西壮族自治区桂林市民主路48号市自来水公司信息自动化管理中心