我國水廠自動化在20世紀80年代得到了較大規(guī)模的發(fā)展，特別是隨著外資的引入，大量*進的自動化控制技術(shù)與設(shè)備進入我國，建成了一批全引進的水廠，使我國水廠自動化進程大大加快，自動化水平也快速提高。近年來，在我國一些發(fā)達地區(qū)，建成了少量測控管一體化的現(xiàn)代化水廠，對推動水廠實現(xiàn)綜合自動化功能起到了積極的促進作用。但由于歷史和現(xiàn)實的原因，我國水廠自動化的總體發(fā)展水平還不高，發(fā)展也不平衡。大中城市的水廠特別是發(fā)達地區(qū)的大型水廠，自動化程度很高，而小城市和城鎮(zhèn)的水廠特別是落后地區(qū)的小型水廠，自動化程度較低，甚至還是空白。而且，在一些已實現(xiàn)自動化的水廠中，雖然其自動化系統(tǒng)和設(shè)備與其他行業(yè)如化工、電力等相比并不差甚至更*，但是，其功能并未充分發(fā)揮出來。有的自控系統(tǒng)從未運行過，一直處于閑置狀態(tài)；有的運行一段時間后變?yōu)榱耸謩?，甚至處于癱瘓狀態(tài)，造成了自動化系統(tǒng)和設(shè)備的極大浪費。根據(jù)對近40個引進水廠自動化設(shè)備的調(diào)查資料表明：單項設(shè)備運行情況基本良好的占78.3％，基本運行正常的占11.7％，設(shè)備故障極多已被拆換替代的占5.7％，設(shè)備從未投入使用的占4.3％［1］。對于這些水廠自動化中出現(xiàn)的問題，究其原因，與目的、設(shè)計、設(shè)備和管理等多種問題有關(guān)。
1　水廠自動化的目的
　　對水廠實施自動化的根本目的認識不夠全面或出現(xiàn)偏向，是造成一些水廠自動化系統(tǒng)未能充分發(fā)揮作用的一個原因。水廠實現(xiàn)自動化的根本目的是提高生產(chǎn)的可靠性和安全性，實現(xiàn)、低耗和供水，獲得良好的經(jīng)濟效益和社會效益。但是，有的水廠實現(xiàn)自動化是為了趕時髦，將其作為一種點綴；有的水廠是迫于形勢，在大批水廠紛紛實現(xiàn)自動化的情況下，自己也不能不上；有的水廠使用的自動化功能過于復(fù)雜，特別是在考察自動化水平較高的水廠后，更是盲目地提高標準；有的水廠則自動化功能過于簡單，主要是對自動化不熟悉，缺乏必要的信心，怕造成麻煩；有的水廠是為了湊合貸款數(shù)，不得已而配置自動化系統(tǒng)和設(shè)備。這些不正確想法的存在，使水廠實現(xiàn)自動化的根本目的發(fā)生了偏向，造成了自動化設(shè)計不切合水廠實際，不注重生產(chǎn)過程特別是關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)的自動化，并忽略了在運行和管理模式方面的相應(yīng)改革，從而導(dǎo)致自動化未能充分發(fā)揮作用，甚至建成后處于閑置狀態(tài)。
2　水廠自動化的設(shè)計
2.1　未解決的相關(guān)理論問題
　　在水廠自動化中，工藝理論對自動化提出的控制要求本身存在未解決的理論問題或理論不夠完善，使控制未能達到規(guī)范化和*化，系統(tǒng)運行達不到理想的控制狀態(tài)，從而影響了自動化的實際運行效果。
　　（1）絮凝理論不夠完善。加藥系統(tǒng)是一個大延時、強耦合、干擾因素多的非線性系統(tǒng)，目前廣泛采用的控制方法為：用原水流量按比例前饋調(diào)節(jié)泵 target=_blank>計量泵的頻率，用流動電流儀（SCD）反饋調(diào)節(jié)泵 target=_blank>計量泵的沖程，從而構(gòu)成加藥復(fù)合控制系統(tǒng)。由于凝聚作用本身有多種理論，決定加藥量多少的水質(zhì)成分因素在理論上還不夠完善，如原水濁度、溫度、 pH、污染因素以及非膠體顆粒干擾因素等參數(shù)變化都對SCD有很大影響，而在SCD反饋調(diào)節(jié)方法中，只采用了反映水中膠體穩(wěn)定度的參數(shù)ζ電位來代表全部水質(zhì)因素，因此該控制方法并不*符合生產(chǎn)實際。同時，傳感器縫隙小易造成堵塞，加藥后不易形成絮粒，特別是滯后反應(yīng)和水質(zhì)變化對SCD影響較大，導(dǎo)致該方法適應(yīng)性較差，準確度不夠，達不到優(yōu)化自動加藥的要求，實際使用效果并不理想［1］。在有的系統(tǒng)中，雖然采用了智能技術(shù)如專家系統(tǒng)、自學(xué)習(xí)模糊控制等方法，取得了一定效果，但并未完*加藥量優(yōu)化控制的問題。
　　 (2)加氯系統(tǒng)理論問題。在加氯系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的控制方法為：前加氯采用流量比例控制，后加氯采用余氯反饋控制。由于影響加氯效果的因素很多，如水質(zhì)、天氣、水廠的具體工藝特點等，而且后加氯存在時間滯后問題，同時對控制方法和投加氯氨存在的問題目前有不同的看法，特別是對水射器安裝位置和余氯取樣位置的規(guī)范化確定目前尚無完整的理論［1］，從而使加氯系統(tǒng)不夠規(guī)范，實際運行效果也不是十分理想。在有的系統(tǒng)中，雖然采用了一些其他控制方法，如采用雙因子控制方式（用流量和余氯控制前加氯和后加氯）或多參數(shù)非線性控制方式，取得一定的效果，但并未完*加氯系統(tǒng)存在的問題。
　　 (3)其他理論問題。如變頻供水泵和定速供水泵的臺數(shù)比例確定、變頻供水泵的自動調(diào)節(jié)方法以及供水泵的科學(xué)調(diào)度等問題，理論上還未完*，管理上還有待進一步研究。
2.2　技術(shù)規(guī)范和設(shè)計標準問題
　　到目前為止，我國在供水行業(yè)自動化控制方面，除《城市供水行業(yè)2000年技術(shù)進步發(fā)展規(guī)劃》等少量規(guī)劃性技術(shù)文件之外，尚無制定供水行業(yè)自動化控制方面的技術(shù)規(guī)范和設(shè)計標準，致使水廠在實施自動化過程中，技術(shù)上缺乏統(tǒng)一的規(guī)范性，設(shè)計上存在一定的盲目性和隨意性，不同類型的水廠自動化分別應(yīng)該達到的主要功能和主要技術(shù)指標不明確，影響了自動化系統(tǒng)配置的科學(xué)性和合理性。而在其他行業(yè)，如水電行業(yè)，國家有關(guān)部門早已經(jīng)頒布了相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和設(shè)計標準，這對該行業(yè)的自動化設(shè)計和實施起到了積極的促進作用。
2.3　專著和文章問題
　　我國供水行業(yè)的自動化起步較晚，總體發(fā)展水平也不高，致使在供水自動化方面發(fā)表的文章數(shù)量有限，總體質(zhì)量也不太高，出版的專著更少，既不利于在實施自動化時提供必要的理論指導(dǎo)和技術(shù)參考，也不利于行業(yè)內(nèi)的技術(shù)交流和經(jīng)驗交流，影響了自動化知識普及和提高的速度。而在其他行業(yè)，如電力，除有大批專著可供參考外，還有大量的文章可供參閱。另外，每年還舉行眾多的技術(shù)研討會和交流會，這對提高該行業(yè)的自動化水平起了很大地推動作用。當然，這與該行業(yè)從業(yè)人數(shù)多、技術(shù)力量雄厚、期刊數(shù)量大等多種因素有關(guān)。
2.4　設(shè)計中存在的一些具體問題
　　水廠的生產(chǎn)過程是一個較為復(fù)雜的連續(xù)過程，對于其自動化系統(tǒng)的設(shè)計要求較高，涉及眾多技術(shù)和設(shè)備，設(shè)計本身具有一定的難度，故在有些水廠自動化設(shè)計中存在的問題較多，影響了自動化功能的發(fā)揮，甚至影響了系統(tǒng)的正常運行。
　?。?）缺乏統(tǒng)一的發(fā)展規(guī)劃。在有些水廠自動化設(shè)計中，對控制系統(tǒng)的持久性和未來發(fā)展規(guī)劃一致性考慮不夠全面，導(dǎo)致控制系統(tǒng)開放性和擴展性不夠，造成系統(tǒng)很快落后于生產(chǎn)發(fā)展的需要。
　?。?）功能設(shè)置過于復(fù)雜。在有些水廠自動化設(shè)計中，由于片面追求高標準，致使功能設(shè)置過于復(fù)雜，而忽略了水廠的實際工藝情況和管理水平，使系統(tǒng)的故障率增高，而維護管理又跟不上，導(dǎo)致關(guān)鍵工藝的自動控制得不到保證。
　　（3）功能設(shè)置過于簡單。在有些水廠自動化設(shè)計中，工藝過程的功能設(shè)置過于簡單，達不到控制要求，特別是關(guān)鍵工藝的控制要求，造成雖有自動化系統(tǒng)，但關(guān)鍵工藝(如投藥等)仍由手動完成的現(xiàn)象，失去了實現(xiàn)自動化的實際意義。
　?。?）設(shè)置過多的手動功能。有些設(shè)計為了在自動化系統(tǒng)故障時不影響生產(chǎn)，而設(shè)置了過多的手動操作功能，從設(shè)計上就將自動化系統(tǒng)置于可有可無的地位，既造成了設(shè)備的重復(fù)投資，也使生產(chǎn)人員產(chǎn)生了不正確的依賴心理，加上運行管理改革力度不夠，出現(xiàn)了自控設(shè)備擱置不用而仍由人工手動操作的現(xiàn)象。
　?。?）設(shè)計人員水平不夠。水廠的自動化設(shè)計涉及眾多技術(shù)和設(shè)備，要求設(shè)計人員既要掌握*的控制技術(shù)，又要熟悉生產(chǎn)工藝過程，同時對設(shè)備也要有相當?shù)牧私狻５谟行┰O(shè)計中，由于設(shè)計人員對生產(chǎn)實際情況或?qū)M口設(shè)備的性能了解不夠，導(dǎo)致設(shè)計與實際生產(chǎn)有出入或出現(xiàn)設(shè)備選擇不當，滿足不了工藝要求，造成了自動化系統(tǒng)局部失敗。如有的設(shè)計中濾池出水閥選擇了兩位閥，雖配置了完備的自動化控制設(shè)備，但卻無法實現(xiàn)濾池水位的自動調(diào)節(jié)功能。
3　水廠自控設(shè)備存在的問題
　　設(shè)備方面存在的問題也是影響水廠自動化系統(tǒng)正常運行的一個主要因素，具體表現(xiàn)在如下幾個方面：
　　（1）質(zhì)量問題。水廠中有些設(shè)備容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，如堿度計、氯氨測定儀、溶解氧測定儀、濃度測定儀、壓差變送器、加氯機、泵 target=_blank>計量泵、調(diào)節(jié)閥、電磁流量計等，這些質(zhì)量問題有的是設(shè)備本身的質(zhì)量不過關(guān)，有的則是安裝或維護質(zhì)量達不到要求，但均影響了自動化系統(tǒng)的正常運行。
　?。?）配套問題。在有的水廠自動化系統(tǒng)中，外圍設(shè)備如傳感器、測量儀表及執(zhí)行機構(gòu)本身并無質(zhì)量問題，而是精度不夠或穩(wěn)定性達不到系統(tǒng)要求，即與系統(tǒng)配套不合理，也是影響自動化系統(tǒng)正常運行的一個原因。
　?。?）備品備件問題。有些設(shè)備發(fā)生故障后，由于缺乏備品備件而一時無法修復(fù)，這對進口設(shè)備尤為明顯。如果由原產(chǎn)品供應(yīng)商修理，則時間長、費用高，特別是有的產(chǎn)品已更新?lián)Q代而根本無法得到備品備件，造成了這些設(shè)備的檢修十分困難，從而導(dǎo)致這些設(shè)備長時間處于癱瘓狀態(tài)，影響了自動化系統(tǒng)的正常運行。
　?。?）檢修和改造問題。對于部分進口設(shè)備如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，由于外商對通信協(xié)議和通信軟件的公開性不夠，且本身的技術(shù)要求也較高，既增加了這些設(shè)備的維護和檢修難度，也降低了自動化系統(tǒng)的開放性，影響了系統(tǒng)的正常更新和改造工作。而且很多進口通信設(shè)備較難與國內(nèi)設(shè)備互聯(lián)，致使更新和改造困難，從而降低了自動化系統(tǒng)的合理性和統(tǒng)一性。
4　管理方面存在的問題
　　水廠自動化系統(tǒng)建立后，管理水平滯后是影響自動化功能正常發(fā)揮的一個重要因素。由于管理人員受自身素質(zhì)和傳統(tǒng)觀念的束縛，未能在管理方面進行及時的調(diào)整和改革，導(dǎo)致管理水平落后，無法適應(yīng)水廠自動化的發(fā)展需要。如何提高管理水平和管理人員素質(zhì)是自動化水廠目前面臨的一個重要課題。
　?。?）不注重設(shè)計、安裝、調(diào)試過程的人員參與。很多水廠在建設(shè)自動化系統(tǒng)時，由于受人員和素質(zhì)的限制，常采用交鑰匙工程的方式，這樣在建設(shè)時輕松省事，但后患無窮，由于沒有自己的技術(shù)力量參與設(shè)計、安裝、調(diào)試過程，導(dǎo)致投產(chǎn)后出現(xiàn)很多問題，影響了系統(tǒng)的實際運行效果。
　　（2）對自動化系統(tǒng)和設(shè)備不夠熟悉。由于值班人員缺乏必要的技術(shù)知識，對自動化系統(tǒng)和設(shè)備不夠熟悉或掌握不夠，導(dǎo)致設(shè)備得不到正常的保養(yǎng)、調(diào)校和檢修，造成儀表精度降低或設(shè)備故障；導(dǎo)致軟件得不到必要維護和調(diào)整，造成因一些小軟件故障得不到及時處理而影響系統(tǒng)正常運行；有的甚至出現(xiàn)誤操作或引起人為故障。
　?。?）缺乏完善的自動化管理規(guī)程。水廠實現(xiàn)自動化后，其運行管理和維護管理已和傳統(tǒng)水廠不一樣，但不少水廠在這方面的改革力度不夠，缺乏滿足自動化生產(chǎn)需要的管理規(guī)程，如崗位職責、運行管理制度、操作規(guī)程和設(shè)備維護保養(yǎng)及檢修規(guī)程等，致使運行管理滿足不了生產(chǎn)需要，維護管理達不到要求。
　?。?）缺乏專業(yè)的、穩(wěn)定的維護隊伍。自動化系統(tǒng)和設(shè)備雖然具有較高的可靠性，但也會出現(xiàn)故障，需要維護人員盡快排除。同時，設(shè)計情況與實際運行情況不一定*一致，即使與投入運行時一致，過一段時間后也會有所變化，另外經(jīng)過一段時間的實際運行后，一般都需要對系統(tǒng)中存在的某些缺陷進行改進，以使系統(tǒng)更加優(yōu)化，這就要求維護人員對自動化系統(tǒng)和設(shè)備進行必要維護和調(diào)整，特別是當生產(chǎn)工藝變化后，需要對控制系統(tǒng)進行相應(yīng)修改和開發(fā)。但是，由于缺乏專業(yè)的、穩(wěn)定的維護隊伍，使一些小的軟硬件故障得不到及時的修復(fù)和處理，漸漸由小問題變成大問題，甚至導(dǎo)致自動化系統(tǒng)癱瘓。
參考文獻 
1　吳月華.引進自動化控制設(shè)備存在的問題.給水排水