关键词：雨水花园；污水处理系统；植物
雨水花园是温室花房旁的一块浅凹绿地，收集屋顶雨水和地面雨水。屋顶雨水相对干净、杂质较少，可通过弃流和过滤直接排入蓄水系统；地面雨水杂质多、污染源复杂，在弃流和粗过滤后进行沉淀排入蓄水系统，是一种生态可持续利用的设施。雨水花园通过对雨水径流实施调蓄、净化、利用和补充地下水资源，具有雨水储留，改善环境景观和调节局部微气候的作用。在这个过程中，雨水给我们带来了经济效益和生态效益。雨水花园的污水处理系统是一种污水废，它可以将生活中的工业废水、生活污水进行再一次处理，减少水资源的浪费，增强水资源的二次利用。
1研究目的和意义
浙江建设职业技术学院在实训楼A和图书馆之间为校园景观河道建立了一个污水处理系统与师生科创孵化中心。在建设之前那只是一块空地，而现在已经变成一个生态园，内含太阳能温室、污水处理系统、各类植物，是浙江省美丽乡村示范性生态庭院。它根据自然气候条件以及场地设备，把生态园打造成一个雨水花园，将雨水进行有效的收集处理，并结合场地上的污水处理设备，提高水资源利用率。通过师生们的付出，如今已经成为一个纯天然的花园。学生们也在循序渐进的建造过程中，熟练掌握了肥沃土壤的技巧，让花园处于最佳状态，并且学会如何因地制宜地布置养护一片生态花园。
随着社会经济的发展，人们对水的需求量越来越大，加上环境污染，水质性缺水的问题逐渐显现，于是水资源的供应成为一个难题。针对这个现实，雨水花园应运而生。污水、废水、雨水是一种最基本、最直接、最常见的水资源，也是不断被浪费的水资源，但是，现在我们应该做的是因地制宜，充分利用所拥有的一切自然条件。雨水花园的污水处理系统将水资源充分循环利用起来，很大程度上降低了水资源的浪费。合理开发利用水资源，提高了农业灌溉用水和土地的使用效率，增强了抗旱能力，有利于恢复植被，提高了水资源的利用率，有效调节了山区水资源，缓解水资源供应矛盾。
2雨水花园设计初探
浙江建设职业技术学院的雨水花园主要是雨水生态可持续控制及利用功能。通过植物、覆盖物、沙土的综合作用，使雨水得到充足的净化，最终达到雨水循环。另一种方式就是地埋式一体化污水处理设备，处理先锋河排入学校内的污水。地埋式污水处理设备是一种模块化的高效污水生物处理设备，是一种以生物作用为净化主体的污水生物处理系统，充分发挥了厌氧生物滤池、接触氧化床等膜生物反应器生物密度大、耐污能力强、动力消耗低、操作运行稳定、维护方便的特点。
地埋式一体化污水处理设备污水处理工艺有多种，在出水达标的前提下，最突出的优点有：（1）设备埋于地表下，上面可以进行绿化，环境美观。（2）整个设备一般不需要专人管理。（3）可以减少占地面积，设备上方可修建停车场等，无需建厂房等设施。（4）体现了可持续发展原则。（5）操作便捷、建设容易维护简便，系统运行稳定、可靠。缺点：（1）不利于维修，设备出现故障后，不方便检修与更换。（2）对环境适应性强，冬天防冻、夏天防洪，北方需要埋入土层较深，并做保温处理。
3雨水花园设计中存在的问题
雨水花园是人工挖掘的浅凹绿地，收集并处理雨水，结合场地上的污水处理设备将处理达标的水用于整个生态园植物的浇灌，提高水资源利用率。
3.1植物在雨水花园中的功能
植物在雨水花园中起到至关重要的作用，主要包括植物对营养元素的吸收，植物的生长极大改变了污水处理过程的环境条件等。植物根系深入土壤和增加土壤有机质，不但提高了土壤的水力渗透率，而且创造了一个良好的植物根区微环境，有利于微生物对污染物的降解。
3.2浙江省雨水花园适宜的植物选择
浙江省位于亚热带季风气候区，冬季受蒙古高压控制，盛行西北风，夏季受太平洋副热带高压控制，以东南风为主，春秋雨季为过渡时期，气旋现象频繁，锋面雨甚多，冷暖变化亦大。浙江省气候温暖、地形复杂、土壤多样，因而植物种类丰富，植被类型甚多。
关键词:医药流通企业；纳税筹划；优化路径
一、前言
医药流通环节属于医药行业税收较为敏感的地带，原存在商、经销商、物流配送以及个人等多个角色，从而出现多票、过票、挂靠等各种现象。而随着“营改增”和“两票制”政策的出现，各个环节的不规范行为得到了控制，药品流通环节不断缩减，促进了医药行业的利润透明化，对医药流通企业的纳税管理及纳税筹划提出了新的要求。因此，基于当前医药行业改革与税收征管等新的形势下，探索医药流通企业纳税筹划的优化路径具有一定的实践意义。
二、医药流通企业纳税筹划的可行性及必要性
(一)可行性纳税筹划是一项综合性的工作，其特点和优势综合体现在它是对企业各项经济活动涉税行为的事前筹划，来达到节税以及规避税收风险的目的。在实务中，纳税筹划人员不仅要熟知税收政策和相关的税收法律法规，还要了解企业所处行业的市场状况和各项经济活动的流程，以此来完成对投资、融资、销售等活动涉税行为的事前筹划，使企业可以选择最优的方案达到控制税务成本和税务风险的目的。身处医药行业，医药流通企业纳税筹划存在一定的空间，一方面随着医改的推进，国家加大了对医药行业的支持，了多项针对行业的特殊优惠政策，因此，医药流通企业纳税筹划客观上具有一定的基础，以这些优惠政策作为纳税筹划的出发点，为企业带来经济利益是企业财税管理人员的重要着力点。另一方面医药流通企业还可以通过引入专业的纳税筹划人员或专业的咨询机构，通过分析当前医药流通企业的财税政策，构造适用条件，助力企业合理进行纳税筹划，通过纳税筹划实现企业价值增值。
(二)必要性首先，纳税筹划的过程可以提升医药流通企业经营决策的合理性和科学性，促进企业的税收合规性。以企业的采购活动为例，纳税筹划的重心可以放在供应商的选择上，尤其是在营改增之后，能否取得符合要求的增值税专用发票会使企业的税负出现较大的差别，因此，在企业进行经营决策时，可以将纳税筹划的结果列为参考的因素，权衡利弊后实现最优；其次，纳税筹划的实质是根据现有政策结合企业实际的合理应用，可以使企业的经营行为与产业链的定位更加合理，可以推动医药流通企业的长远稳健发展。税收作为一项重要的经济资源流出，从企业的角度讲，确定合理的税负率也是企业长远发展的关键。再次，税收环境的改变也要求企业不断审视相关政策的变化，使企业在政策的导向下实现稳健经营；最后，营改增之后，多个医药流通企业的税负出现了不降反增的局面，加之专门针对医药行业的“两票制”，一方面需要企业按营改增的要求对业务行为及资料进行慎密安排，另一方面更需要企业通过适当的纳税筹划降低税收来优化其对企业造成的影响。
三、医药流通企业纳税筹划应考虑的要素分析
(一)市场：环境的变化和发展的形势以及关联方税筹划对企业来说是一项综合的事前筹划工作，它的确是围绕税收优惠政策和税收法律法规展开的，但这些是创造条件的基础。。医药流通企业以销售为主，处于上游的供应商和下游的客户之间，在两票制的政策下，大大增加了企业之间的竞争压力，在获得权的同时，也需要考虑税收成本。例如纳税筹划中为了满足优惠条件往往需要规划销售方案，销售方式的组合需要考虑到关联方的信用以及其所处市场的发展形势，否则可能在短期内可以实现节税，但会给企业留下更多的应收账款坏账。
(二)经营：企业的经营现状和战略发展目标脱离企业经营现状的纳税筹划往往是纸上谈兵，可行性很低还会给企业带来经营风险，脱离企业战略发展目标也是如此。以对医药流通企业所得税的筹划为例，我国所得税的征收有地域差异，还与企业的组织形式息息相关，也就是说企业可以通过改变注册地或者转换组织形式来调节所得税，例如现在一些企业会选择在西部地区成立分公司，或是在境外避税地区成立境外公司在境内开展业务等，但这些都要基于企业的经营现状和战略发展目标，如果医药流通企业脱离两者进行所得税的筹划做出类似的转变，可能会适得其反，给企业带来更多的经营压力和风险。此外，结合企业的发展战略也应综合考虑是否通过设立分子公司等，向研发、生产等方面的领域拓展，充分利用国家有关高新技术企业的相关纳税优惠政策，实现企业整体税负的最优化。
(三)财务：纳税筹划所带来的利益和所付出的成本首先，纳税筹划虽然可以给企业带来经济收益，但其本身也免不了经济支出，也就是所谓的成本，有收益和成本就会有权衡，企业的任何管理活动都是为了收益减去成本后的经济利益流入，哪怕是无形的。因此，医药流通企业在纳税筹划中考虑收益与成本是必要的。值得注意的，在具体的某一项纳税筹划中，所付出的成本不仅仅是人力、物力和财力，还包括机会成本，要综合考虑实施纳税筹划的相关成本与税负降低的收益；。从财务的角度，要综合考虑不同税种组合的税负，而不能单独考虑某一项税负。在具体核算上，对于企业也需要尽量精细化核算，使得各项税种承担最低税率；最后，还应将税务管理与资金管理结合起来。这要求企业财务、资金管理结合药品流通的业务情况对于合同时间、开票时间、收付款时间进行合理匹配。
四、医药流通企业纳税筹划的优化路径探索
(一)考虑市场形势，纳税筹划不能脱离其企业所处的外部环境医药流通企业纳税筹划中很少考虑市场因素，市场是企业所处的外部环境，相比于内部环境，更加具有不确定性，这种不确定风险发生往往会直击纳税筹划的实施过程，拉低纳税筹划的实施质量。因此，转变观念在纳税筹划中考虑市场形势，也可以成为当下医药流通企业纳税筹划的优化路径之一。因为市场中不确定的因素较多，纳税筹划中难以考虑到所有的因素，所以这里更加强调在纳税筹划时留有一定的弹性空间，能够应对后期市场变化的不确定性。
(二)紧贴企业经营现状，纳税筹划要以适用性为基础适用性是纳税筹划的基础要求，一旦不能满足适用性，纳税筹划在企业中就会成为流于形式的工作，不会为企业带来任何经济效益。为了满足适用性的要求，医药流通企业纳税筹划中首要考虑的就是当下企业经营管理的实际情况，可根据企业的战略目标作出年度预算从而测算年度税金成本，在此基础上对其进行税收优化并根据实际经营情况适当调整，如医药制造业广告费的税前列支的比例是30%，而医药流通企业是15%，故存在税收筹划的空间；另外对佣金的处理是否找寻合规的销售外包公司(CSO)等等也可结合公司业务进行一定程度的优化。因此，为了使纳税筹划紧贴企业的经营现状，医药流通企业在纳税筹划前要以不同的视角洞察企业的经营现状，可以从财务角度出发、从经营角度出发、从市场角度出发，也可以从公司的整体股权架构、公司性质等角度出发，多角度、多层次往往会更全面，纳税筹划方案会更适用于企业。又如：可根据供销特点选择合理的存货计价方法，可根据广告费与销售规模的比例来筹划股权架构，可设立个人独资企业来满足医药流通环节费用合规化以及税收合理化等等。
(三)树立长远的眼光，以降低整体税负为目标实现经济效益最大化医药流通企业纳税筹划的重点除了增值税和所得税，还有一些小税种，对于一些规模较大的医药流通企业，这些小税种的纳税额也是较大的，同样不容忽视。。对医药流通企业而言，寻找纳税筹划的优化路径，就要树立长远的眼光，放眼于整体的税负，而不是某一税种可观的降税，税种之间的联动反映可以会造成远比某一税种节税金额更多的税务支出，在纳税筹划的过程中，也要有收益与成本观念，这是贯穿在企业各项经营管理活动中的。(四)建立政策变动时间轴和空间轴，充分利用每个时期不同区域的税收优惠政策税收政策变动频繁，一些优惠政策是有时间限制的，在实务中，有不少医药流通企业会因为时间差错过税收优惠，或是没有及时更新税收政策，导致纳税筹划方案出现合规风险。基于此，医药流通企业可以尝试建立政策变动的时间轴，一方面可以实时掌握政策的变动，一方面还能在整理的过程中加深对政策的理解。此外列明政策中与医药行业相关的内容、时间的期限、特殊的要求等。同时，在监管日渐趋严的情况下，税收灰色地带逐渐减小，企业可以通过寻找税率较低的税收洼地设立相关公司，享有特定的优惠政策，如税收返还等，降低企业整体税负。
【关键词】煤矿;井下排水;自动化
煤矿井下排水系统非常复杂，结合井下排水的需求，设计具有自动控制功能的排水方案，在PLC技术的干预下，实现自动化控制。井下排水系统自动化中需要深化软件控制，实时监控井下排水状态，提供有效实现控制自动化，保障井下排水系统控制的准确度，保障排水系统的稳定运行，以免过度浪费煤矿井下的用水资源，体现排水系统的节约特性。
1 煤矿井下排水系统自动化的设计方案
煤矿井下排水系统自动化的设计方案，主要包括中央泵房设计、自动监控系统及排水系统的自动监控三个方面的内容。
1.1 中央泵房设计
中央泵房是煤矿井下排水系统的核心，提供排水动力[1]。中央泵房内的各项设备处于配合工作的状态，目的是达到自动控制的状态，排水系统自动化的中央泵房设计中，比较常用的是单台水泵工作，以某煤矿井下排水系统为例，分析自动化控制下中央泵房的设计：（1）止水阀应该稳定的安装到排水管上，闸阀、电动装置等都要安装到位，支持中央泵房设计的手动和电动部分;（2）水泵出口处需要安装压力监测装置，如压力表，监控并传送水泵出口的压力，保障排水系统自动化的安全运行;（3）严格控制中央泵房各项设备的型号，不同型号的设备或装置，对应了不同的功能，中央泵房设计的过程中，还要着重审核设备型号，以免出现型号不匹配的情况，进而完善中央泵房的运行。
1.2 自动监控系统的组成
煤矿井下排水系统自动化的重点是监控系统。监控系统的中心是CPU模块、PLC控制柜以及远程系统。
自动监控系统由9个部分组成，全面监控排水系统的自动化运行。自动监控系统的组成部分主要包括：（1）水位监控：水位监控模块用于监控吸水井的水位，利用超声波液位仪收集吸水井的信号，实时反馈吸水井的水位变化;（2）开关柜监控，水泵启动时，开关柜内各项参数都会发生变化，参数信号由RS485传输到PLC控制柜，此时自动监控系统需要识别PLC控制柜内接收的信息，判断开关柜的运行是否正常;（3）闸位置监控，自动监控系统在闸门处安装了行程开关，行程开关会提供开关信号，同样传输到PLC控制柜内执行逻辑判断;（4）球阀阀位监控，其与阀位置监控的方式相同;（5）温度监控，排水系统内安装了温度探头，用于感应偏离正常温度的系统位置，如果系统潜在高温危害，温度探头会将此信息传递到自动监控系统内，提示温度过高并采取保护措施;（6）信号监控，自动监控系统以压力、负压为主，识别排水系统自动化运行的状态;（7）故障监控，此部分是自动监控系统的重点，PLC控制柜不断收集现场排水的信息，分析现场信息的状态，找出异常的参数，明确引起参数异常的故障;（8）水泵启停监控，井下排水系统的水泵，按照指令实现自动化启停，自动监控系统需监督水泵启停，防止出现不准确的启停操作;（9）停泵监控，供电高峰期间，煤矿井下排水系统需停止运行，此时自动监控系统需发送停泵指令。
1.3 排水系统的自动监控
煤矿井下排水系统自动化的运行，必须通过PLC实现监控。排水系统自动监控的方式主要有三类[2]。第一是全自动控制，完全由PLC控制柜控制，实现排水系统的自动化运行和自动监控，整个监控过程不需要人为参与;第二是就地控制，便于维护排水系统自动化的安全状态，保障各项排水设备的准确运行，其可规范排水设备的状态，不会发生误动的情况;第三是半自动控制，其可分为半自动调度室集控和半自动触摸屏集控两类，通过对应的端口完成对排水系统的监控操作。
2 煤矿井下排水系统自动化的软件设计
煤矿井下排水系统自动化的软件主要是指PLC的软件设计，因为PLC是可编程序的控制器，所以PLC的软件设计可以执行编译命令，对排水系统的自动化进行控制。
2.1 设计操作方式
煤矿井下排水系统的自动化，对PLC软件设计的操作方式有一定的要求。PLC软件设计中的操作方式，必须符合排水系统自动化的状态，保障操作方式的准确切换，PLC软件设计时，需要感应操作方式的状态，只有在停泵的状态下，才能进行操作方式的转化，如果水泵没有停止就执行切换，PLC会发出警报，提示操作人员误动。
2.2 设计水泵启停
。PLC软件设计中，深化了水泵启停的设计，运用自动控制的方式，维持水泵安全启停的状态。水泵启停的设计内容有：（1）PLC软件接入地面监控中心，实时传送水泵的运行信息，远程监控水泵的启停工作;（2）保留PLC软件设计中的手动功能，作为水泵启停控制的备用;（3）PLC软件设计中引入就地自排的思想，监控水泵在排水自动化中的运行方式。
2.3 设计水泵台数
煤矿井下的排水量是一个不确定的数值，存在很大的变动特性[4]。PLC软件设计时需要监控井下排水量，根据井下排水量设计水泵的台数，还要考虑井下排水的用电时段，尽量降低用电高峰期的水泵台数。3 煤矿井下排水系统自动化的硬件设计
煤矿井下排水系统自动化的硬件设计，相对软件设计要简单。。
第一，是PLC选型的应用。PLC内存在可编写的程序，而PLC是一项硬件装置，需要根据煤矿井下排水系统自动化的需求，选择合适的PLC，通过PLC硬件装置，提升排水系统的控制能力，还要保障排水系统的安全性。
第二，是传感器分配的应用。井下排水系统的传感器类型较多，如：液位传感器、压力传感器、温度传感器等，传感器负责传输排水系统自动化的状态参数，降低排水系统监督的难度，保障自动监控系统的准确运行。
第三，是电动球阀的应用。煤矿井下排水系统自动化的规模较大，由此硬件设计中将电动球阀的选用归属为技术领域，致力于通过设计电动球阀，强化排水系统的密封性，进而加强排水系统自动化的控制能力，准确应用电动球阀，完善排水系统自动化的监控与运行。
4 结束语
煤矿井下排水对自动化水平的要求比较高，传统的排水方式存在严重的缺陷，严重浪费排水资源，不利于煤矿整个排水系统的运行，所以煤矿企业针对井下排水系统实行自动化的设计，运用PLC、自动控制的理念，强化井下排水系统的自动化，一方面优化排水系统的自动化运行，另一方面监控排水状态，促使井下排水的状态达到最佳，最大程度的控制排水效益。
【参考文献】
（上接第228页）[1]李强.煤矿主排水监控系统的设计及应用[D].太原理工大学，2010.
[2]赫飞，张鹏，汪玉凤.基于PLC的煤矿井下排水系统的设计[C].全国冶金自动化信息网，《冶金自动化》杂志社.
[3]自动化技术与冶金流程节能减排――全国冶金自动化信息网2008年会论文集[C].全国冶金自动化信息网，《冶金自动化》杂志社，2008：3.
关键词：悬浮泥渣澄清沉淀池 湿式泵井 设计
。。泵井深度的增大会增加施工难度和工程造价，因此，如何最大限度地有效利用泵井的深度(空间)，使泵井与给水处理、消毒工艺流程有机结合起来，设计出一种具有既可取水又可进行水处理的给水构筑物，并使其达到节约投资、降低成本、提高效率的目的，1993年—1994年在对广州铁路集团公司怀化铁路总公司石门水厂进行技术改造时，对此进行了有益的探索，取得了较好的效果。
1 技术改造方案的构想
石门铁路水厂因枯、洪水期水位高差达16m而于1983年建于洞庭湖水系的澧水河岸一高20m的陡坎上。该厂原采用水泥屯船取水，由于受地形限制，水厂初始设计时未考虑修建滤前处理构筑物而采用无阀滤池一次净化供水。因南方雨水较多，洪水期河水浊度又高(枯水期的 浊度一般为500 NTU，洪水期浊度可达2000～3000NTU)，造成无阀滤池因负荷过重、反冲洗周期短而不能正常使用，致使出厂水质难以达到国家饮用水标准。为了解决上述问题，在该水厂技术改造方案制定过程中，反复进行了悬浮泥渣澄清沉淀池的模拟试验(经过模拟试验，发现水处理效果较理想)，并结合石门水厂所处地理位置，提出设计一座充分利用湿式泵井内的空间，以井底为结构承托，将悬浮泥渣澄清沉淀池置于泵井内，使其成为具有混合、反应、澄清、沉淀、消毒、机电设备安装、集水、扬水、值班、贮药一体化功能的给水处理构筑物，以达到节约投资、降低成本、提高效率和解决该水厂长期水质差等问题为目的的构想(该技术成果1996年获湖南省科技成果三等奖，并在1998年获国家科技成果完成者证书)。
2 设计相关参数
在设计悬浮泥渣澄清沉淀池时，首先应解决和克服水力循环悬浮澄清池普遍存在的问题：反应时间短、混合不理想；耗电大(喷嘴流速最高达9m/s，水头损失＞10m)；运行不稳定(水量及水温变化而造成出水水质不符合标准)；单池出水量小、效率低。。
①充分利用河水面与泵井底部标高间的高差条件，采用2根DN250mm虹吸管进水，省去澄清池常规在进水口处设喷嘴的装置，达到了节约能耗目的(见图1)。同时在虹吸下降管始端三通处，接驳安装水封的重力投药管，并与真空泵和真空保持装置的抽气管连通，以确保不间断进水。虹吸管进水流速控制在0.6～1.2m/s，以防虹吸管内发生积泥现象。
②混合过程。在虹吸下降管上端设置管道静态混合器，河水与混凝剂在混合器内进行混合，其长度为12m，混合时间近期30s，远期10s(设计考虑处理能力分近、远两期)，其管径由DN250mm扩大至DN500mm，流速由1.02m/s渐变为0.13m/s。在混合器DN500 mm管内每隔1m安装错位半月挡水板并控制水流速度在0.13～0.25m/s内交替变化，使河水在变向流、变速流中与混凝剂充分剧烈混合，达到良好的混合效果。
③反应过程。反应在悬浮泥渣澄清沉淀池下部完成，混合后的河水顺环形进水管在池底沿 圆弧切线方向在反应室旋转上升，实现均匀布水和充分碰撞、结绒，达到良好的絮凝条件。控制水流速度在初始阶段是清水区上升流速的8倍，终结阶段为1倍(清水区上升流速近期～远期为1.8～2.5mm/s)。总停留时间近期控制为30min，远期为17min。
① 在虹吸管上设置与液位控制设备连通的电动控制阀，以控制湿式泵井内的水面高度，确保悬浮泥渣层的相对稳定，防止洪水期因水位上升较快而使悬浮泥渣层升至集水管口以上，影响出水质量。
② 集泥斗位置与常规设计在池腰部不一样，设于池底，便于集泥和机械排泥。集泥斗直径小于反应室，比环型进水管底稍高，达到集泥斗外围有适度泥渣，这些泥渣在切向进水的搅动下，泥渣浓度高，回流泥渣量也大，增强了处理低温低浊水或澄清池长时间停用后需人工造渣水的效果，适应性强。
③ 而影响水质。
④ 清水区上升流速控制在1.8(近期)～2.5(远期)mm/s效果较理想(是一般澄清池上升流速 的两倍)，提高产水量达100%。
⑤ 一般悬浮、水力加速澄清池，在进水温度高于池内水温或部分池水面、池壁受到阳光强烈照射下，会出现清水区矾花上升翻池跑渣现象，影响出水水质。而设置于湿式泵井内的悬浮泥渣澄清沉淀池置于低于泵井外地面标高的地下，池内水在自然条件下一个时间段内总是处在一个恒定温度(该温度随室外温度变化而略有变化)，为给水处理营造了一个较理想的环境，克服了常见的因温差而造成翻池跑渣的问题。
3 几个应注意的问题
① 因洪水期澧水河中原水含砂量高且杂草较多，设计中考虑在虹吸管取水头部设置除草除 砂设备，确保防草除砂效果。进水口平均流速控制在0.08m/s，除草斜板按60°角度斜向下游方向，以有效阻止杂草等漂浮物进入。
② 湿式泵井采取沉井法施工到位。为达到泵井在0.2 MPa水压下具有抗渗性，防止洪水期大量渗水恶化水质，施工中注意控制水泥标号用量和爆破用药量，同时增设底板滤鼓。
③ 合理选用净水剂。原使用的是三氯化铁和助凝剂骨胶，因贮存三氯化铁结锈，骨胶因热胶困难和大量起泡，且使用后池内悬浮泥渣层厚度和浓度不够理想，后改为使用聚合氯化铝(PAC)，效果较好。
4 结语
（山东唐口煤业有限公司，山东 济宁 272055）
【摘要】井下排水系统是煤矿生产中主要系统之一，担负着井下积水排除的重要任务。本文以泵站的水泵为主要监控对象，采用功能丰富的MCGS组态软件作为组态监控软件开发出了一个井下中央泵房水泵控制系统，它具有远程监控、通讯连接、参数设置、实时在线显示和历史再现现实等功能。然而，由于我国当前的科技水平和开采技术目前还不完善，普遍使用的井下排水系统依旧是传统的人工操作方式。该系统便于操作，能够及时提供动态信息，具有较高的可靠性和灵活性。
关键词 PLC；MCGS；组态软件；监控系统
0 引言
矿井主排水系统是煤矿大型设备的一个重要组成部分，其正常运行与否直接关系到整个矿井的生产安全。对于大部分水矿井，排水垂高大，一般采用分段式排水方式，主排水设备控制系统仍采用继电器控制，水泵的开停及选择切换均由人上完成，系统不能根据水位或其它参数自动开停水泵，仅能实现就地的简单操作，大量的实时数据不能由地而调度人员及时监测和管理，系统运行状态以及出现故障时不能及时发现并处理，给统一调配、事故处理造成不便，而且每个泵房均设置专人专岗进行操作，生产效率低。故如何提高矿井中央泵房的自动化程度，且满足煤矿生产调度综合自动化的要求，便成了急需解决的问题。针对以上特点和要求，本文提出一种实现矿井中央泵房综合自动化的设计模式，并付诸实践。
1 井下排水系统概述
以前的排水系统，大都是通过人工操作来启停水泵，工人劳动强度大，工作效率低，需要值班人员全天的看守，而且对矿井涌水量的变换反应不够及时准确，需要有一定经验的职工操作控制。
针对现有排水控制系统存在的问题，为了实现排水系统的自动化控制和提高排水系统的效率，特别是对于多水平联合排水系统的优化控制，利用现代控制技术与理论，研究开发了适用于煤矿井下的多水平排水智能控制系统。该控制系统利用可编程控制器PLC及其控制网络构建监控平台，利用冗余现场总线及工业以太网实现各分系统的统一监测监控。
该技术根据实际现场的具体情况，利用最优控制与模糊控制理论相结合建立了排水系统的优化控制模型并投入实际的应用。采用共享数据平台与独立功能模块相结合的模式设计开发了功能完善的远程监控软件，在实现各水平排水系统统一监控的同时利用实时数据库及历史数据库实现了设备的远程辅助管理。
设计过程中对重要的传感器进行了冗余设计及自检设计，保证了自动控制的可靠性，重要的控制网络采用冗余热备结构，实现了控制参数的不间断传输。利用高位排水、双管并联排水、躲峰填谷等策略结合最优控制有效地降低了排水系统的电耗，从而达到高效节电运行的目的。
2 系统总体概述
该系统中，选用PLC作为中心控制器，它的模拟量输入信号包括温度参数，电流参数，电压参数，水位参数，压力参数，流量参数；它的数字量输入信号包括水泵电机的开关状态反馈信号，排水管电动阀的开关状态;它的数字量输出信号包括各台水泵电机的开关信号控制，射流泵电磁阀的开关信号，排水管电动阀的开关信号。
另外，PLC还用到通信接口，上位监控计算机通信。只通过一个通信接口，PLC就可以采集到水泵电机的各个电量参数，进而分析判断电机的运行状态，这种方式节省了多个模拟量输入接口，节省了模拟量输入模块的昂贵费用。
3 排水系统的设计
该方案控制系统主要包括排水管路系统、控制系统以及远程监控系统等3个子系统。系统中设计有四台离心式排水泵和三条排水管路进行排水，并且每一个排水泵都和三个排水管路相连接，这是为了当其中一个管路故障时，可以继续用另外一个管路排水，而不至于排水中断。四台排水泵两台工作，两台备用，因而三条排水管路有两条工作，一条备用或检修。每一个排水泵和与它相连的三个排水管路之间都要用电动阀连接，可以方便的用PLC选择其中一条管路。排水管路和排水泵的系统连接图如图2所示。
由图2可以看出，每一个排水管路都有两个排水电动闸阀，鉴于离心式水泵独有的启动特性，它们的打开和关闭是有先后顺序的。以1#泵为例：在启动时，当需要打开电动阀时，应先按“转换工作”要求，打开11#或12#电动阀，然后再打开10#电动阀；在停止时，直接关10#电动闸阀。
4 排水系统控制方式
系统控制方式可分为自动、电动和手动检修三种方式。自动时，不需要人员参与，由PLC检测水位、压力、流量及有关信号，自动完成各泵组运行；电动方式由人工检测水位、压力等信号，并选择开哪台水泵和开几台水泵，自动完成；手动检修方式为故障检修和手动试车时使用，维修工人可操作任一水泵电机、电动闸阀、电磁阀的开关，解除相互闭锁关系。当PLC故障时，全部设备均为手动运行，由操作人员控制相应按钮完成;当某台水泵及其附属设备发生故障时，该泵组将自动退出运行，不影响其它泵组正常运行。泵阀故障或检修时，该台泵阀由自动工作状态中切除，故障排除或检修完成后，手动试车，确认无故障后，即可参与整个自动轮换工作，PLC柜上设有该泵的禁止启动按钮，设备检修时，可防止其他人员误操作，以保证系统安全可靠。系统可随时转换为自动和半自动工作方式运行，设置有转换开关离心式水泵的开启和关闭相对较复杂,系统能够按照离心式水泵的开启和关闭步骤，自动为其注水，测量真空度，开启和关闭水泵电机，测量排水管压力，开启和关闭电动阀。
4.1 水泵开启条件
离心式水泵只有在泵壳内充满水的情况下才允许启动。如果泵壳内未充满水，真空度不够将会造成不上水、转动部件烧坏和气蚀等故障。因此，启动前的注水是水泵工作的重要操作项目之一。该设计采用射流喷管直灌式注水方式，通过射流喷管形成射流，依靠射流的吸力，使泵体内形成真空，靠大气压力将吸水井内的水压入泵内，充满泵体，即可启动水泵。
首先，打开射流管路的球阀，若阀正常开启，射流喷管内形成射流，泵开始排气注水。然后监测真空度能否在规定时间内达到要求，若不能，则发出声光报警，进入水泵关闭阶段；若能，则开动水泵电机，关闭射流管路的球阀。水泵开始运转后，监测其出口压力能否在规定时间内达到预设值，若不能则声光报警，进入水泵关闭阶段；若能则打开水泵出水口电动闸阀，此泵组进入正常运行阶段。
4.2 停止条件
在运行过程中，此泵组有停机故障或者满足停泵条件，则进入关闭阶段。由于存在逆止阀，无需关闭排水管路的闸阀，只需关闭连接水泵的闸阀，再关闭水泵即可。此处停泵条件是指通过排水使水位下降到规定的最低水位。
5 故障检测
水泵电机容量大，耗电量高，属一级负荷。因此，对排水设备自动控制系统的安全性、可靠性要求较高。
（1）过流、低电压、漏电保护：通过接在电机电源主回路里的电量监测模块可以测量出电机电流、电压、功率等，把这些数值通过通信接口传输到可编程控制器，由可编程控制器计算、判断电动机工况。当出现故障时，控制相应的执行机构或保护装置动作，并故障报警；
（2）超温保护：水泵长期运行，当轴承温度或定子温度，电机温度超出允许值时，通过温度保护控制使水泵停车；
（3）漏水保护：每台水泵均安装有真空度压力表，如在规定的注水时间内系统仍未收到真空度达到规定值的信号，则停止启动本台水泵，转为启动下台水泵，并发出故障报警信号；
（4）流量、压力保护：当水泵启动后或正常运行中，如流量或压力达不到正常值，通过流量、压力保护控制使本台水泵停车，转为启动下台水泵；
（5）逻辑错误故障保护：PLC外接的输入、输出元器件如电动阀、电磁阀、接触器等引起的故障较常见。如接触器主触点“烧死”造成线圈断电后电机运转不停等。一旦出现这样的故障，就要实现报警、停机等控制措施。
故障报警采用声光报警相结合的方式，在上位机上设置故障点光闪烁报警，另外，安装一个警铃。为了避免警铃频繁响起时，井下工作人员不必要的惊慌，只在发生重大故障，需要立即排除或者提示工作人员时，才会启动警铃报警，比如，当所有水泵都启动工作，但水仓水位依然快速上涨时。一般情况下，只启动光闪烁报警。
6 总结
6.1 实行在线监控
监控系统对水泵房设备运行实行在线监控，并具有自诊断功能，可实现水泵房的无人值守;并通过网络与矿井监控系统进行数据交换，接受管理人员指令。
6.2 控制灵活
可实现多种控制方式之间的切换，应用于不同的工作环境下。一般情况下，根据水位情况自动运行;故障检修或系统维修时，可使用电动或手动方式运行，即可以对运行环节“截断”操作。
6.3 延长水泵寿命
Abstract: With the development of technology, water companies need to establish a fully integrated automation open platform. Combined with current realities, water purification DCS integrated management system is analyzed in detail.
关键词:净化水厂;DCS综合管理系统;组成
Key words: water purification; DCS integrated management system; composition
中图分类号:TP27 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)09-0214-01
0引言
随着现代供水信息自动化进程的加快,企业逐渐将管理、决策、市场信息和现场控制信息结合起来,实现ERP(Enterprise Resource Planning)、MES(Manufacturing Execution system)、PCS(Process Control System)三层信息一体化的解决方案。
同时,企业内部之间以及与外部交换信息的需求也在不断扩大,现代供水企业对生产的管理要求不断提高,这种要求已不局限于通常意义上的对生产现场状态的监测和控制,同时还要求把现场信息和管理信息结合起来,建立一套全集成的、开放的、供水信息综合自动化的信息平台。
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1新系统介绍
此系统控制中心采用一体化的设计思想,全分布式体系结构,系统主站网络采用双网冗余机制,各个功能模块分配到系统相应的网络节点上,保证了系统的可扩展性。局域网设计采用快速工业以太网,星型拓扑结构、双网配置,双网动态平衡传输。
1.1 监视控制层系统采用标准C/S架构,从冗余的SCADA服务器到操作站都安装了CitectSCADA软件,完成了对现场控制层数据的实时监控和将数据无缝的连结到信息管理层,同时给其它的第三方应用软件提供可靠的数据。系统配置两台冗佘的SCADA实时数据服务器和两台操作员工作站多台工程师站。保证了系统的可靠性和可扩展性。
1.2 过程控制层过程控制层的I/O采用了目前最先进的工业以太网I/O,可以实现I/O的环网冗余和独立的双电源供电。更进一步的提高了整个系统的稳定性。彻底解决了因通信总线故障引起现场设备或使DCS不能工作的弊端。DCS控制器内置工业交换机,双独立IP的5个以太网端口和3个可以编程串口,使整个过程控制层运行在一个高速的工业实时环网中。
1.3 系统技术特点
1.3.1 系统一体化设计。整个DCS系统从软件到硬件采用了目前国际最先进的一体化设计方案,DCS的组态软件和上位SCADA监控软在通讯、变量、在线诊断等功能上进了无缝连接,使整个系统在开发、施实、维护以及稳定性方面得到了更高的提升,大大节约了施工费和后期的维护费用。取代了传统DCS控制器或PLC在一套系统中使用多种软件带来的开发周期长、施工费用高、维护量大和需要专业工程师来维护的缺点。
1.3.2 DCS控制器内置MFA(无模型自适应模块)。水厂加药是一个非线性、pH、多变量以及大滞后等更复杂的过程系统,因此用传统的PID算法是无法完成此控制任务的,这样会造成变频器的调节震荡,使加药泵和电动在0-50Hz之间来化造成加药量一会大一会小的情况,无法实现自动加药。解决这个问题需要用DCS控制器内嵌的MFA无模型自适应功能才可实现。
1.3.3 总线通讯方式。现场智能仪、调节阀、变频器等智能仪表和DCS控制器采用了RS485总线通讯方试,协议使用国际标准的工业通讯协议(Modbus、Profibus等),减少了现场的线缆敷设提高了系统的抗干扰性和稳定性,保证了系统的可靠性。
1.3.4 Excel历史报表。可以使用Excel直接访问Citect的历史数据库,取带了传统Excel报表使用VBA大量的编程缺点,保证了数据的实时性、真实性、可靠性和可维护性。使我们的报表使用更灵活方便。
1.3.5 嵌入式WEB。嵌入式WEB数据功能,实现SCADA系统与WEB服务器之间的数据无缝自动同步传输,确保实时系统的安全可靠运行,实现了WEB服务器的免维护。
1.3.6 工业以太网I/O。系统采用了目前最先进的以太网I/O模块,是在现场控制层的一次完美升级。取代了传统采用通讯模块搭建的串联式系统。这也是将工业以太网的技术延伸到是了过程控制层的最前端,将串联的运行机制改为并联的运行机制。
2加药控制系统
2.1 工艺流程原水进入水厂管道,将配制好的絮凝药液加入进水主管道与原水混合,流入沉淀池。药液在水中流动扩散并与水中的胶体微粒和杂质等悬浮物凝聚沉淀,从而降低水的混浊度,提高水质。药液在水中凝聚沉淀的反应时间约20-30分钟,通常沉淀池的出口浊度要求低于3.0 NTU。絮凝药剂通常采用聚氯化铝或聚丙烯酰胺,预先配置成药液储存于加药池中,由变频器驱动加药泵或计量泵控制絮凝加药量。
2.2 MFA无模型自适应控制技术MFA无模型自适应控制技术是美国通控集团博软公司针对传统过程中的大滞后、大惯性、非线性、强耦合、时变等控制难题而发展的新型控制技术, 相对传统的PID (比例―积分―微分)控制器而言,MFA控制技术可以有效地控制包括非线性、pH、多变量以及大滞后等更复杂的过程,且无需事先建立数学模型或模型训练,无须繁琐的控制器参数整定,使用和维护简便易行。
2.3 浊度MFA控制功能
2.3.1 基本加药控制。通过多变量抗滞后MFA的先进调节控制作用,提高加药量的准确性,抑制沉水浊度的波动和偏差,并克服絮凝药液浓度、原水温度和pH值等因素引起的对象特性变化影响。
基本加药控制以沉淀池出口水浊度为被控变量,絮凝药液变频速度或计量泵为操纵变量,原水浊度、原水流量为辅助变量。
2.3.2 高浊度强化加药控制。分为多点加药模式和变浓度加药模式两种。
此系统确保了水厂的生产安全运行,提高水处理工艺的控制精度,使水厂生产管理人员通过SCADA软件提供的各项功能如(过程分析、统计分析、趋势比较、报警)等信息完成对整个水处理系统的优化运行,达到安全、稳定、节能、科学管理的目地。
参考文献:
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