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      活動鏈接：2013年控制網(wǎng)技術專題---引領水工業(yè)智能化新時代 

   水工業(yè)是以城市及工業(yè)為對象，以水質為中心，從事水資源的可持續(xù)開發(fā)利用，以滿足社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展所需求的水量作為生產(chǎn)目標的特殊工業(yè)。它是隨著水的商品化和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)而逐步形成和完善的新興工業(yè)，它是水的開采、加工、輸送、回收及利用的綜合產(chǎn)業(yè)。其產(chǎn)業(yè)主體是自來水公司（或供水公司）、污水處理廠等，并包括為水工業(yè)服務的水工業(yè)制造業(yè)，廣泛涉及科研、設計、工程、設備加工、管理等相關領域。

   “十一五”期間，在國家“節(jié)能減排”國策指導下，國家環(huán)保投資力度加大，污水處理設施建設實現(xiàn)了“井噴式”發(fā)展，新增城鎮(zhèn)污水日處理能力6500萬噸，城市污水處理率達到77%。而“十二五”期間，污水處理基礎設施建設行業(yè)將延續(xù)“十一五”期間的高速發(fā)展趨勢，行業(yè)研究專家預測，十二五期間城鎮(zhèn)污水處理設施建設資金總需約為1539.69億元人民幣。未來五年，國家政策性資金投入、政策扶持等利好將會繼續(xù)促進水工業(yè)的快速發(fā)展。

   自動化技術在水工業(yè)的應用

   自動化技術廣泛的應用于水工業(yè)，首先是水處理廠各工段的過程控制，采用了以PLC或DCS為硬件的集散型控制系統(tǒng)，即集中管理和監(jiān)視、分散控制的計算機控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由中央控制室微機和現(xiàn)場終端二級組成。它集計算機技術、控制技術、通訊技術以及顯示技術于一體，通過通訊網(wǎng)絡將中央級監(jiān)控站和若干現(xiàn)場子站連接起來，實現(xiàn)集中監(jiān)測管理和分散控制。對于一些帶有管網(wǎng)的大型水處理廠，控制系統(tǒng)采用SCADA系統(tǒng)，以實現(xiàn)對于遠程設備的監(jiān)控。在現(xiàn)場控制級，關鍵工段的控制算法不僅采用傳統(tǒng)的PID閉環(huán)調節(jié)，而且引入了模糊控制和專家系統(tǒng)，起到一定的節(jié)能降耗的作用。

   近幾年國家環(huán)保局對污水廠的達標排放控制加強，要求所有污水廠出水必須設在線水質監(jiān)測系統(tǒng)，對出水的流量、pH、COD、總磷、NH4-N在線監(jiān)測，并通過有線或無線通訊傳輸?shù)疆數(shù)氐沫h(huán)保部門，使管理部門及時了解污水廠的運行情況和水質達標情況。

   總之，自動化的控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線、光纖通訊、無線通訊、儀表檢測系統(tǒng)等技術均廣泛應用于水處理行業(yè)。

   第二是水處理廠的安防系統(tǒng)，包括閉路監(jiān)控系統(tǒng)、圍墻的周邊報警系統(tǒng)和門禁系統(tǒng)。基于寬帶網(wǎng)絡傳輸?shù)木W(wǎng)絡視頻監(jiān)控技術，為用戶提供視頻、圖片、聲音、數(shù)據(jù)的采集、傳輸、儲存、處理的一種全新視頻監(jiān)控管理平臺，同時隨著寬帶網(wǎng)和光纖技術的發(fā)展，100/1000Mbit/s網(wǎng)絡的成熟，網(wǎng)絡系統(tǒng)采用集工控、管理、閉路監(jiān)控于一體的光纖以太網(wǎng)通訊，并組成光纖環(huán)網(wǎng)提高系統(tǒng)可靠性，同時通過軟件實現(xiàn)設備的彈性分組，使處于網(wǎng)絡任意位置的設備，根據(jù)不同功能分別處于同一物理區(qū)段，實現(xiàn)雙網(wǎng)合一，達到了共用同一個網(wǎng)絡，傳輸工控信號和聲音、圖像信號的目的。

   第三是水廠的管理信息化系統(tǒng)，運用自動化及信息化的技術手段，集成自動化監(jiān)控系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、智能化分析系統(tǒng)的水廠生產(chǎn)管理化系統(tǒng)，實現(xiàn)先進管理理念，從而降低物耗、能耗，提高生產(chǎn)效益，并應用成熟的運行、財務等管理軟件，以及數(shù)據(jù)庫軟件，實現(xiàn)辦公的自動化。

   此外，隨著通訊技術的發(fā)展，電信行業(yè)形成了移動、電信、聯(lián)通三大運營商，水處理廠以及水廠間、管網(wǎng)的數(shù)據(jù)通訊不再局限于局域網(wǎng)，而是利用公共資源，實現(xiàn)了工業(yè)設備與民用設備的完全兼容，通過ADSL、GPRS等有線或無線通訊實現(xiàn)遠距離的數(shù)據(jù)交換，降低了運行成本。

   水工業(yè)未來發(fā)展給自動化行業(yè)帶來的機遇 

   隨著經(jīng)濟的發(fā)展，日益嚴重的水資源短缺和水環(huán)境污染不僅嚴重困擾著國計民生，而且已經(jīng)成為制約社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的主要因素。目前，在全國近700個城市中，400余個城市常年供水不足，其中有100多個城市嚴重缺水，日缺水量達2000萬立方米。 

   在水資源短缺的同時，水源污染日趨嚴重，隨著工業(yè)化和人口城市化過程的加快，我國水源污染問題日趨嚴重，其主要污染源為工業(yè)廢水、農(nóng)藥、生活污水以及各種固、氣體廢棄物等，其中工業(yè)廢水的危害更為嚴重。不少江河湖泊的水質仍在逐漸變差，工業(yè)發(fā)達地區(qū)水域污染尤為嚴重。 

   近年來，中國城市化水平迅速提高，作為城市基礎設施重要組成的供水、排水設施建設和更新的投資需求巨大。而在國家大力倡導低碳、綠色發(fā)展的基調下，對于水資源污染的治理工程已經(jīng)廣泛開展，這無疑將給自動化產(chǎn)品和技術帶來廣闊的市場空間。

   其一，“十二五”期間我國城鎮(zhèn)污水處理設施和配套管網(wǎng)建設力度將持續(xù)加強。污水處理廠效能的發(fā)揮，在很大程度上取決于管網(wǎng)配套是否到位，而基礎設施建設又無法一蹴而就。有業(yè)內人士表示，管網(wǎng)配套滯后是此前高速建設的遺留問題，已經(jīng)成為制約城鎮(zhèn)污水處理能力的“短板”。在“十二五”規(guī)劃中，加大污水配套管網(wǎng)的建設力度被列為城鎮(zhèn)污水處理設施建設的重要目標和任務。《節(jié)能減排十二五發(fā)展規(guī)劃》提出， “十二五”時期新建配套管網(wǎng)16萬公里。據(jù)統(tǒng)計，我國現(xiàn)有城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)總量為僅為16.6萬公里，其建設力度之大可見一斑。相信在相關的政策指導下，新建項目和改造項目將持續(xù)增加，這對于PLC 、變頻器、SCADA以及MES等工廠信息化產(chǎn)品的市場發(fā)展都將產(chǎn)生積極的影響。

   其二，污泥處理和再生水利用將成為新的增長點。中國水網(wǎng)研究報告指出，截至2010年年底，我國污水處理廠所產(chǎn)生的污泥量達2200萬噸，其中有80%沒得到妥善處理，而全國平均再生水利用率也不足10%。今年，國務院辦公廳正式發(fā)布《“十二五” 全國城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設施建設規(guī)劃》，規(guī)劃明確到2015 年，全國新建污泥處理處置規(guī)模518萬噸（干泥）/年，新建污水再生利用設施規(guī)模2675萬立方米/日，根據(jù)規(guī)劃，“十二五”期間，污泥處理處置設施建設投資347億元，再生水利用設施建設投資304億元。據(jù)悉，“十二五”期間，北京新區(qū)將以建設規(guī)模化污水處理廠和再生水處理廠為重點，力爭于“十二五”末實現(xiàn)建成18座污水處理廠、5座再生水廠目標，屆時，全區(qū)總污水處理能力可達日處理45.23萬立方米，相當于五分之一個昆明湖的水量。而其他城市的相關規(guī)劃也將相繼出臺。這一新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對于包括自動化產(chǎn)品在內的設備供應及工程服務相關公司都將是個前景無限的市場。

   其三，根據(jù)《節(jié)能減排“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，重點流域水污染防治工程也將成為未來五年水工業(yè)發(fā)展重點。我國將實施一批水污染綜合治理項目。推動受污染場地、土壤及其周邊地下水污染治理，重點推進湘江流域重金屬污染治理。大力推進重點行業(yè)污水處理設施建設，“十二五”時期造紙、紡織、食品加工、農(nóng)副產(chǎn)品加工、化工、石化等行業(yè)分別新增污水日處理能力300 萬噸、60萬噸、60萬噸、600萬噸、200萬噸、300萬噸。這無疑將推動相關檢測儀表，以及SCADA、RTU等大型流域監(jiān)控系統(tǒng)的應用發(fā)展。

   此外，兩會期間，有人大代表援引權威數(shù)據(jù)稱，我國1/5的地表水國控斷面水質為劣V類，湖泊富營養(yǎng)化日趨嚴重，部分飲用水水源地水質安全受到威脅。實際上，頻頻發(fā)生的環(huán)境事故早已敲響警鐘。來自監(jiān)察部的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，中國水污染事故近幾年每年都在1700起以上。確保飲水安全是關系國計民生的大事， 《國家環(huán)境保護“十二五”規(guī)劃 》明確提出堅持以人為本，將喝上干凈水、呼吸清潔空氣、吃上放心食物等擺上更加突出的戰(zhàn)略位置，切實解決關系民生的突出環(huán)境問題。基于此領域的發(fā)展驅動，相關檢測、分析儀表及監(jiān)測系統(tǒng)都將迎來利好。

    摘自《自動化博覽》2012年第十期