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      活動鏈接：2013年控制網技術專題---引領水工業智能化新時代 

   水工業是以城市及工業為對象，以水質為中心，從事水資源的可持續開發利用，以滿足社會經濟可持續發展所需求的水量作為生產目標的特殊工業。它是隨著水的商品化和產業化生產而逐步形成和完善的新興工業，它是水的開采、加工、輸送、回收及利用的綜合產業。其產業主體是自來水公司（或供水公司）、污水處理廠等，并包括為水工業服務的水工業制造業，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“節能減排”國策指導下，國家環保投資力度加大，污水處理設施建設實現了“井噴式”發展，新增城鎮污水日處理能力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將延續“十一五”期間的高速發展趨勢，行業研究專家預測，十二五期間城鎮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促進水工業的快速發展。

   自動化技術在水工業的應用

   自動化技術廣泛的應用于水工業，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，即集中管理和監視、分散控制的計算機控制系統。該系統由中央控制室微機和現場終端二級組成。它集計算機技術、控制技術、通訊技術以及顯示技術于一體，通過通訊網絡將中央級監控站和若干現場子站連接起來，實現集中監測管理和分散控制。對于一些帶有管網的大型水處理廠，控制系統采用SCADA系統，以實現對于遠程設備的監控。在現場控制級，關鍵工段的控制算法不僅采用傳統的PID閉環調節，而且引入了模糊控制和專家系統，起到一定的節能降耗的作用。

   近幾年國家環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測系統，對出水的流量、pH、COD、總磷、NH4-N在線監測，并通過有線或無線通訊傳輸到當地的環保部門，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、現場總線、光纖通訊、無線通訊、儀表檢測系統等技術均廣泛應用于水處理行業。

   第二是水處理廠的安防系統，包括閉路監控系統、圍墻的周邊報警系統和門禁系統。基于寬帶網絡傳輸的網絡視頻監控技術，為用戶提供視頻、圖片、聲音、數據的采集、傳輸、儲存、處理的一種全新視頻監控管理平臺，同時隨著寬帶網和光纖技術的發展，100/1000Mbit/s網絡的成熟，網絡系統采用集工控、管理、閉路監控于一體的光纖以太網通訊，并組成光纖環網提高系統可靠性，同時通過軟件實現設備的彈性分組，使處于網絡任意位置的設備，根據不同功能分別處于同一物理區段，實現雙網合一，達到了共用同一個網絡，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，運用自動化及信息化的技術手段，集成自動化監控系統、管理信息系統、智能化分析系統的水廠生產管理化系統，實現先進管理理念，從而降低物耗、能耗，提高生產效益，并應用成熟的運行、財務等管理軟件，以及數據庫軟件，實現辦公的自動化。

   此外，隨著通訊技術的發展，電信行業形成了移動、電信、聯通三大運營商，水處理廠以及水廠間、管網的數據通訊不再局限于局域網，而是利用公共資源，實現了工業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遠距離的數據交換，降低了運行成本。

   水工業未來發展給自動化行業帶來的機遇 

   隨著經濟的發展，日益嚴重的水資源短缺和水環境污染不僅嚴重困擾著國計民生，而且已經成為制約社會經濟可持續發展的主要因素。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廢水、農藥、生活污水以及各種固、氣體廢棄物等，其中工業廢水的危害更為嚴重。不少江河湖泊的水質仍在逐漸變差，工業發達地區水域污染尤為嚴重。 

   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、綠色發展的基調下，對于水資源污染的治理工程已經廣泛開展，這無疑將給自動化產品和技術帶來廣闊的市場空間。

   其一，“十二五”期間我國城鎮污水處理設施和配套管網建設力度將持續加強。污水處理廠效能的發揮，在很大程度上取決于管網配套是否到位，而基礎設施建設又無法一蹴而就。有業內人士表示，管網配套滯后是此前高速建設的遺留問題，已經成為制約城鎮污水處理能力的“短板”。在“十二五”規劃中，加大污水配套管網的建設力度被列為城鎮污水處理設施建設的重要目標和任務。《節能減排十二五發展規劃》提出， “十二五”時期新建配套管網16萬公里。據統計，我國現有城鎮污水管網總量為僅為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增加，這對于PLC 、變頻器、SCADA以及MES等工廠信息化產品的市場發展都將產生積極的影響。

   其二，污泥處理和再生水利用將成為新的增長點。中國水網研究報告指出，截至2010年年底，我國污水處理廠所產生的污泥量達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布《“十二五” 全國城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃》，規劃明確到2015 年，全國新建污泥處理處置規模518萬噸（干泥）/年，新建污水再生利用設施規模2675萬立方米/日，根據規劃，“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。據悉，“十二五”期間，北京新區將以建設規模化污水處理廠和再生水處理廠為重點，力爭于“十二五”末實現建成18座污水處理廠、5座再生水廠目標，屆時，全區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劃也將相繼出臺。這一新興產業的發展對于包括自動化產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《節能減排“十二五”發展規劃》，重點流域水污染防治工程也將成為未來五年水工業發展重點。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。大力推進重點行業污水處理設施建設，“十二五”時期造紙、紡織、食品加工、農副產品加工、化工、石化等行業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等大型流域監控系統的應用發展。

   此外，兩會期間，有人大代表援引權威數據稱，我國1/5的地表水國控斷面水質為劣V類，湖泊富營養化日趨嚴重，部分飲用水水源地水質安全受到威脅。實際上，頻頻發生的環境事故早已敲響警鐘。來自監察部的統計數據顯示，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， 《國家環境保護“十二五”規劃 》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略位置，切實解決關系民生的突出環境問題。基于此領域的發展驅動，相關檢測、分析儀表及監測系統都將迎來利好。

    摘自《自動化博覽》2012年第十期