0 引言

       自控技术作为当代**热门的现代化技术之一，已逐渐渗透到工农业生产的各个领域。 以前不受人们重视的污水处理产业也都开始引入智能化概念，带来更加精细化的操作。 在此背景下，污水处理智能化必将逐渐取代人工化，这是一种趋势所在。 然而，工厂自动化程度的提高将不可避免地带来成本增加。 本文从几方面探究影响自控技术在水处理行业中投资比重的因素，为水处理工程中自控专业的成本分析提供技术依据。

 

1 自控技术在水处理行业中的重要性

       自控技术从发展初期至今，深深地影响了社会生产和生活的方方面面， 已经逐步成为 21 世纪**具影响力的高科技之一。 在现代化的水处理系统中，每一个生产过程总是与相应的自控技术有关。 现代工业的一个重要特点是生产装置大型化，高度自动化。 自控技术是生产装置大规模工业生产安全操作、 平稳运行、提高效率（高产、低耗）的基本条件和重要保证。 现代化程度越高，这种依从关系越紧密。 不断提高的自控技术使生产工人们彻底告别了现场手动抄表、手扳阀门的时代。

 

2 影响自控技术在水处理行业中投资比重的因素

2.1 过程自动化仪表

（ 1 ）不同仪表品牌的价格差异很大。

       在使用功能大致相同的前提下，国内与进口的仪表在价格上存在很大差异，即使是国内仪表之间的价格也千差万别。 大品牌仪表的质量固然可靠，但也不能盲从，选用时要充分考虑项目投资的规模，应在满足工艺和自控要求的前提下， 进行必要的经济核算，取得适宜的性能价格比。

（ 2 ）不同的仪表类型价格差异很大。

       在现代水处理行业中用到的仪表种类繁多，而每一类仪表因其结构和测量原理等的不同，又分成很多种型式。 如电磁流量计、涡街流量计以及金属管浮子流量计等都属于行业内较为常用的体积流量测量仪表，但是与质量流量计相比较，价格差距竟达数倍之多。 所以在测量精度要求不是特别高的情况下，可以优先考虑这几种体积流量测量仪表。

（ 3 ）仪表的结构和特殊使用性能也会对仪表的价格产生影响。

       防爆区域只需选择隔爆型仪表即可，不必考虑本质安全型的仪表 （主要应用于爆炸危险气体场所 0区），否则投资额会增大；仪表的模拟量输出信号一般都是标准的 4~20 mA 电流信号， 如果叠加 HART 协议，成本也会提升。 另外还要充分考虑仪表的安装要求，如不同形式的电磁流量计。 分体式的结构形式要比一体式价格高出 30% 左右， 所以合理选择安装位置也可有效降低成本。

（ 4 ）仪表的安装附件。

       安装附件有很多种， 主要取决于仪表的安装形式，**为常见的就是卡套连接、螺纹连接和法兰连接。以法兰连接为例， 其安装附件有配对法兰、 螺栓、螺母、垫片等紧固件。 其中，法兰的价格绝不能轻易忽视，尤其是对于用量大、工艺管道口径大且介质腐蚀性强的工程来说更是如此。 304 、 316L 和 2507 等是管道较为常用的不锈钢材质， 配上同样材质的法兰，即使公称通径不大（ ≤DN100 ），成本也着实不低。在很多工程中，这些安装附件往往都是由仪表厂家随设备成套提供，导致仪表本身价格的提升，还不如将法兰作为材料单独配划算。 这就需要设计人员从整体把控，充分考虑成本因素，优化设计方案，将安装附件的成本降到**低。

 

2.2 自动控制系统

       （ 1 ）自控系统选择的合理性。

常用的自动控制系统有 PLC 、 DCS 、 RTU 等， 每种类型的自动控制系统都有诸多品牌， 可根据业主要求，并结合工程项目特点（规模、总投资），合理选用性价比高的自控系统，如西门子、 AB 等。 即使是同一品牌的自控系统， 也可根据控制要求和工艺复杂程度，选择不同系列的控制器， 如西门子 PLC 的 S7-200/300/400 系列（分别适合用于小、中、大规模的工程）。

       （ 2 ）自控系统的结构形式。

采用控制柜和上位机的组合配置即可对装置内的工艺生产过程进行统一的监测、控制等操作，而不必采用仪表盘（控制柜上安装数显表）或带触摸屏的形式，否则会增加一定成本。 当然也要结合业主的要求和操作习惯而定，不能一概而论。

       （ 3 ）自控系统配置的优化。

根据实际需求， 合理配置电器元件。 本质安全系统，需要配套安全栅，有电磁干扰的工况条件下，要选用信号隔离器，而雷电区域，要增加浪涌保护器。 当然，在不必要的场合，就可以省去这些元器件，减少成本。

       （ 4 ）进机信号的点数。

进自控系统的信号越多， 需要的 I/O 模块数量也越多，成本也就越高。 优化工艺设计流程，省去不必要的监控点， 尤其是与电气专业之间的连锁控制信号，在减轻了系统运行负荷的同时，又节约了成本。

 

2.3 材料量

（ 1 ）电缆。

       主要包含计算机屏蔽电缆（ DJYPVP ）和控制电缆（ KVVP ），根据需要可以增加耐火、阻燃等功能，根据适用场合也可以改变电缆的软硬度（ +R ）和横截面积，常用的有 1.0 mm 2 和 1.5 mm 2 ，横截面积越小，价格也就越便宜。

（ 2 ）电缆桥架。

       常用的材质有玻璃钢、 镀锌钢和铝合金三种，价格依次升高，可根据全厂要求和适用场合，合理选用适合的材质来控制该部分的成本。 另外还要遵循与电气专业电缆桥架材质的一致性原则。

（ 3 ）钢管。

       钢管分无缝钢管和焊接钢管（有缝管）两大类，其中无缝钢管的价格要比焊接钢管的价格高出一截。 在现代水处理工程中，钢管的用量很大，主要应用于仪表的取源和电缆的保护上。 前者属于有压管，必须用无缝钢管， 而后者只是起到避免机械外力伤害的作用，属于无压场合，用焊接钢管即可。主材的单价虽不大，但是如果用量大的话也会导致材料量成本所占工程总造价的比重增加，应予以重视。 其它的如用于仪表安装的辅材价格亦是如此。

 

       以一个 I/O 点总数为 500 的项目为例，该项目在生产装置界区内设置独立的现场控制室 （电缆、桥架、钢管等用量不大），选用的过程自动化仪表和自动控制系统均为国际或国内一线品牌， 那么根据以往经验可以大致估算出各种因素所占的投资比重，如图 1 所示。

 

3 自控技术的合理运用

       自控技术在实际应用的过程中，会因为各种复杂的工况条件而衍生出多种配置，多重选择。 对于仪表的选用，要根据测量介质、工艺参数、安装场所等选择满足工艺要求的实用型仪表； 对于控制方案的制定，要根据工况条件，反复论证，合理制定以提高管理水平、减少劳动强度、提高工作效率和确保安全生产，并让成本和产出比降到**低。

 

4 结语

       自控技术在生产过程自动化、工厂机械自动化等领域起到了举足轻重的作用。 通过分析与探究发现，影响自控技术在水处理行业中投资比重的因素多且杂，并不容易从整体上把控。 那么，如何根据上述分析来建立动态成本模型， 快速筛选出降低投资比的方法，并将其系统化、模块化，将是每一个自动化专业从业人员下一步的研究课题。 一旦找到高效且实用的方法， 将会极大地推动自控技术在水处理工程中的应用，让更多的企业和生产工人受益。