活动链接：2013年控制网技术专题---引领水工业智能化新时代 

   水工业是以城市及工业为对象，以水质为中心，从事水资源的可持续开发利用，以满足社会经济可持续发展所需求的水量作为生产目标的特殊工业。它是随着水的商品化和产业化生产而逐步形成和完善的新兴工业，它是水的开采、加工、输送、回收及利用的综合产业。其产业主体是自来水公司（或供水公司）、污水处理厂等，并包括为水工业服务的水工业制造业，广泛涉及科研、设计、工程、设备加工、管理等相关领域。

   “十一五”期间，在国家“节能减排”国策指导下，国家环保投资力度加大，污水处理设施建设实现了“井喷式”发展，新增城镇污水日处理能力6500万吨，城市污水处理率达到77%。而“十二五”期间，污水处理基础设施建设行业将延续“十一五”期间的高速发展趋势，行业研究专家预测，十二五期间城镇污水处理设施建设资金总需约为1539.69亿元人民币。未来五年，国家政策性资金投入、政策扶持等利好将会继续促进水工业的快速发展。

   自动化技术在水工业的应用

   自动化技术广泛的应用于水工业，首先是水处理厂各工段的过程控制，采用了以PLC或DCS为硬件的集散型控制系统，即集中管理和监视、分散控制的计算机控制系统。该系统由中央控制室微机和现场终端二级组成。它集计算机技术、控制技术、通讯技术以及显示技术于一体，通过通讯网络将中央级监控站和若干现场子站连接起来，实现集中监测管理和分散控制。对于一些带有管网的大型水处理厂，控制系统采用SCADA系统，以实现对于远程设备的监控。在现场控制级，关键工段的控制算法不仅采用传统的PID闭环调节，而且引入了模糊控制和专家系统，起到一定的节能降耗的作用。

   近几年国家环保局对污水厂的达标排放控制加强，要求所有污水厂出水必须设在线水质监测系统，对出水的流量、pH、COD、总磷、NH4-N在线监测，并通过有线或无线通讯传输到当地的环保部门，使管理部门及时了解污水厂的运行情况和水质达标情况。

   总之，自动化的控制系统、现场总线、光纤通讯、无线通讯、仪表检测系统等技术均广泛应用于水处理行业。

   第二是水处理厂的安防系统，包括闭路监控系统、围墙的周边报警系统和门禁系统。基于宽带网络传输的网络视频监控技术，为用户提供视频、图片、声音、数据的采集、传输、储存、处理的一种全新视频监控管理平台，同时随着宽带网和光纤技术的发展，100/1000Mbit/s网络的成熟，网络系统采用集工控、管理、闭路监控于一体的光纤以太网通讯，并组成光纤环网提高系统可靠性，同时通过软件实现设备的弹性分组，使处于网络任意位置的设备，根据不同功能分别处于同一物理区段，实现双网合一，达到了共用同一个网络，传输工控信号和声音、图像信号的目的。

   第三是水厂的管理信息化系统，运用自动化及信息化的技术手段，集成自动化监控系统、管理信息系统、智能化分析系统的水厂生产管理化系统，实现先进管理理念，从而降低物耗、能耗，提高生产效益，并应用成熟的运行、财务等管理软件，以及数据库软件，实现办公的自动化。

   此外，随着通讯技术的发展，电信行业形成了移动、电信、联通三大运营商，水处理厂以及水厂间、管网的数据通讯不再局限于局域网，而是利用公共资源，实现了工业设备与民用设备的完全兼容，通过ADSL、GPRS等有线或无线通讯实现远距离的数据交换，降低了运行成本。

   水工业未来发展给自动化行业带来的机遇 

   随着经济的发展，日益严重的水资源短缺和水环境污染不仅严重困扰着国计民生，而且已经成为制约社会经济可持续发展的主要因素。目前，在全国近700个城市中，400余个城市常年供水不足，其中有100多个城市严重缺水，日缺水量达2000万立方米。 

   在水资源短缺的同时，水源污染日趋严重，随着工业化和人口城市化过程的加快，我国水源污染问题日趋严重，其主要污染源为工业废水、农药、生活污水以及各种固、气体废弃物等，其中工业废水的危害更为严重。不少江河湖泊的水质仍在逐渐变差，工业发达地区水域污染尤为严重。 

   近年来，中国城市化水平迅速提高，作为城市基础设施重要组成的供水、排水设施建设和更新的投资需求巨大。而在国家大力倡导低碳、绿色发展的基调下，对于水资源污染的治理工程已经广泛开展，这无疑将给自动化产品和技术带来广阔的市场空间。

   其一，“十二五”期间我国城镇污水处理设施和配套管网建设力度将持续加强。污水处理厂效能的发挥，在很大程度上取决于管网配套是否到位，而基础设施建设又无法一蹴而就。有业内人士表示，管网配套滞后是此前高速建设的遗留问题，已经成为制约城镇污水处理能力的“短板”。在“十二五”规划中，加大污水配套管网的建设力度被列为城镇污水处理设施建设的重要目标和任务。《节能减排十二五发展规划》提出， “十二五”时期新建配套管网16万公里。据统计，我国现有城镇污水管网总量为仅为16.6万公里，其建设力度之大可见一斑。相信在相关的政策指导下，新建项目和改造项目将持续增加，这对于PLC 、变频器、SCADA以及MES等工厂信息化产品的市场发展都将产生积极的影响。

   其二，污泥处理和再生水利用将成为新的增长点。中国水网研究报告指出，截至2010年年底，我国污水处理厂所产生的污泥量达2200万吨，其中有80%没得到妥善处理，而全国平均再生水利用率也不足10%。今年，国务院办公厅正式发布《“十二五” 全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》，规划明确到2015 年，全国新建污泥处理处置规模518万吨（干泥）/年，新建污水再生利用设施规模2675万立方米/日，根据规划，“十二五”期间，污泥处理处置设施建设投资347亿元，再生水利用设施建设投资304亿元。据悉，“十二五”期间，北京新区将以建设规模化污水处理厂和再生水处理厂为重点，力争于“十二五”末实现建成18座污水处理厂、5座再生水厂目标，届时，全区总污水处理能力可达日处理45.23万立方米，相当于五分之一个昆明湖的水量。而其他城市的相关规划也将相继出台。这一新兴产业的发展对于包括自动化产品在内的设备供应及工程服务相关公司都将是个前景无限的市场。

   其三，根据《节能减排“十二五”发展规划》，重点流域水污染防治工程也将成为未来五年水工业发展重点。我国将实施一批水污染综合治理项目。推动受污染场地、土壤及其周边地下水污染治理，重点推进湘江流域重金属污染治理。大力推进重点行业污水处理设施建设，“十二五”时期造纸、纺织、食品加工、农副产品加工、化工、石化等行业分别新增污水日处理能力300 万吨、60万吨、60万吨、600万吨、200万吨、300万吨。这无疑将推动相关检测仪表，以及SCADA、RTU等大型流域监控系统的应用发展。

   此外，两会期间，有人大代表援引权威数据称，我国1/5的地表水国控断面水质为劣V类，湖泊富营养化日趋严重，部分饮用水水源地水质安全受到威胁。实际上，频频发生的环境事故早已敲响警钟。来自监察部的统计数据显示，中国水污染事故近几年每年都在1700起以上。确保饮水安全是关系国计民生的大事， 《国家环境保护“十二五”规划 》明确提出坚持以人为本，将喝上干净水、呼吸清洁空气、吃上放心食物等摆上更加突出的战略位置，切实解决关系民生的突出环境问题。基于此领域的发展驱动，相关检测、分析仪表及监测系统都将迎来利好。

    摘自《自动化博览》2012年第十期