PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用

柴潤德 雷思藝 劉恒

摘 要：當(dāng)前我國社會(huì)已經(jīng)在現(xiàn)代化發(fā)展建設(shè)的進(jìn)程當(dāng)中取得了巨大成就，各種自動(dòng)化技術(shù)被廣泛應(yīng)用在社會(huì)各行各業(yè)當(dāng)中。由于人口數(shù)量的不斷激增，以及生活生產(chǎn)中用水量的不斷增加，產(chǎn)生的大量污水無處排放成為我國一大嚴(yán)峻的環(huán)境問題。而處理污水則成為全社會(huì)各界人士廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)問題，該文將立足于當(dāng)前的社會(huì)環(huán)境，簡要分析論述PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng) 污水處理 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U664 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）07（a）-0005-02

根據(jù)最新的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，僅僅在去年一年我國產(chǎn)生的生活污水排放量高達(dá)520.7億噸，較同期相比增長了近6個(gè)百分點(diǎn)。盡管我國最近十年以來總共建設(shè)了超過兩千余座污水處理廠，在處理污水方面仍然存在較大欠缺。為盡快改善這一問題，維護(hù)我國的生態(tài)環(huán)境，該文將從PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)著手，對(duì)其在污水處理中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行簡要闡述。

1 自動(dòng)控制系統(tǒng)的概述

1.1 工作原理

運(yùn)用在污水處理當(dāng)中的自動(dòng)控制系統(tǒng)主要使用其內(nèi)部的四大構(gòu)成要素即現(xiàn)場(chǎng)儀表、信號(hào)采集、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和人機(jī)界面完成控制工作。通過各相關(guān)設(shè)備與自動(dòng)控制系統(tǒng)建立的工藝曲線、在線采集和人工輸入等功能，顯示出回流比、色度和COD等指標(biāo)結(jié)果，從而全面把控污水處理的變化規(guī)律，進(jìn)而控制處理污水的工藝技術(shù)。而上位工控機(jī)、PLC和電控機(jī)正是構(gòu)成控制污水處理工藝技術(shù)的重要內(nèi)容，其中在自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中以智能的上位工控機(jī)作為核心部分，在專業(yè)的控制軟件幫助下完成自動(dòng)化控制工作[1]。

1.2 具體功能

一般參與污水處理工作無外乎是提供商、運(yùn)營商和承包商，之后按照具體的污染程度對(duì)污水進(jìn)行劃分，每一種性質(zhì)的污水都具有與其相對(duì)應(yīng)的處理方法。以生活污水和工業(yè)廢水為例，基本上生活污水會(huì)直接排入城市污水管道，而工業(yè)廢水需要經(jīng)過專業(yè)的凈化處理過濾到其中的有毒有害物質(zhì)之后才能排入城市污水管道。已經(jīng)排入城市污水管道中的污水將同一進(jìn)行特殊凈化處理，最終被排放至自然環(huán)境當(dāng)中。

2 PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)

2.1 相關(guān)概念

所謂的PLC是英文Programmable Logic Controller 的縮寫，翻譯成漢語意思即為可編程邏輯控制器，也被稱作是可編程控制器件。從本質(zhì)上來說PLC是一種存儲(chǔ)器，但除卻基本的存儲(chǔ)功能，PLC還能夠完成定時(shí)、邏輯運(yùn)算、基本算數(shù)等功能，而且可編程的特性使得用戶通過數(shù)字編程輸入命令從而控制機(jī)械設(shè)備以及生產(chǎn)過程[2]。

2.2 工作流程

PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)主要經(jīng)過采樣錄入、執(zhí)行操作和完成刷新三大工作階段。在采樣錄入當(dāng)中，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)主要利用掃描條形碼的方式采集數(shù)據(jù)并完成基本的分析工作，之后將采集到的信息數(shù)據(jù)錄入至I/O映像區(qū)中并進(jìn)行保存。但一旦PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行其他操作如執(zhí)行命令或刷新等，其內(nèi)部的樣本數(shù)據(jù)也將發(fā)生變化，但已經(jīng)錄入并存儲(chǔ)在I/O映像區(qū)的信息數(shù)據(jù)不會(huì)受到影響。在執(zhí)行操作當(dāng)中，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)將執(zhí)行用戶命令，但與其他自動(dòng)控制系統(tǒng)不同的是PLC將結(jié)合具體的輸入數(shù)據(jù)選擇從左到右或自上而下的順序執(zhí)行命令，在完成執(zhí)行之后將直接驗(yàn)證結(jié)果以便確定徹底完成用戶命令。在完成刷新當(dāng)中，PLC將對(duì)執(zhí)行用戶指令之后產(chǎn)生的結(jié)果進(jìn)行刷新，并由輸出程序及時(shí)將執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行輸出。

3 PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用

3.1 控制方式

PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)用在污水處理當(dāng)中首先可以根據(jù)實(shí)際的工作情況選擇不同的控制方式。主要有自動(dòng)控制以及手動(dòng)控制兩大控制方式。通常在設(shè)備維持正常運(yùn)作的情況下主要使用自動(dòng)控制方式，該方式能夠確保設(shè)備的正常運(yùn)行；而一旦設(shè)備無法正常運(yùn)行并出現(xiàn)故障問題時(shí)，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)將選擇手動(dòng)控制模式，從而完成設(shè)備的正常工作運(yùn)轉(zhuǎn)[3]。

3.2 在線監(jiān)視

前文提及在PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)當(dāng)中能夠?qū)π畔?shù)據(jù)進(jìn)行有效采集并錄入和存儲(chǔ)在I/O映像區(qū)當(dāng)中，因此運(yùn)用在污水處理中的PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠通過其采集數(shù)據(jù)信息的功能完成對(duì)污水處理的實(shí)時(shí)監(jiān)控。具體來說指的就是在各個(gè)污水排放和處理環(huán)節(jié)中設(shè)置智能儀表，智能儀表能夠?qū)ζ涔ぷ鲄^(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)記錄并實(shí)時(shí)傳輸至中央控制室當(dāng)中，有中央控制室的顯示屏幕進(jìn)行具體顯示，從而幫助工作人員全面了解相關(guān)設(shè)備的具體運(yùn)作情況。智能儀表在采集信息數(shù)據(jù)之后能夠進(jìn)行簡單的分析處理，即顯示其中工藝參數(shù)的實(shí)際變化情況，而工作人員恰恰能夠根據(jù)該變化情況全方位把控各參數(shù)和相關(guān)設(shè)備在處理污水過程當(dāng)中的數(shù)值變化以及實(shí)際運(yùn)作情形，工作人員可以根據(jù)實(shí)際情況利用電子計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程完成對(duì)智能儀表上參數(shù)信息的變更，從而維護(hù)污水處理過程中相關(guān)設(shè)備的正常運(yùn)行。

3.3 動(dòng)態(tài)管理

工作人員在中央控制室當(dāng)中可以依據(jù)智能儀表顯示的具體參數(shù)數(shù)值、相關(guān)設(shè)備在運(yùn)行中產(chǎn)生的數(shù)值信息以及閥位開度和報(bào)警信號(hào)等等動(dòng)態(tài)管理處理污水的全部過程。而PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)中對(duì)污水處理中產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)收集和粗略分析，并通過I/O映像區(qū)完成錄入與存儲(chǔ)能夠幫助工作人員對(duì)污水處理當(dāng)中產(chǎn)生的不正常情況以及異常數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，以便能夠及時(shí)準(zhǔn)確的尋找出發(fā)生不正?，F(xiàn)象以及出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)的具體原因，從而以此為基礎(chǔ)進(jìn)行及時(shí)調(diào)整和改善，避免影響污水處理系統(tǒng)的正常工作。

3.4 采集數(shù)據(jù)

運(yùn)用在污水處理中的PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮其數(shù)據(jù)采集功能，對(duì)運(yùn)行在污水處理過程中的所有儀器設(shè)備產(chǎn)生的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，同時(shí)在第一時(shí)間內(nèi)將采集到的信息數(shù)據(jù)錄入并存儲(chǔ)至I/O映像區(qū)當(dāng)中，防止PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)在運(yùn)行其他功能時(shí)造成重要的參數(shù)信息出現(xiàn)遺漏或丟失進(jìn)而影響后期的分析工作?？梢赃@么說，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)用在污水處理過程當(dāng)中其最主要的功能就是及時(shí)采集并保存運(yùn)行數(shù)據(jù)，這是完成全面分析管理信息數(shù)據(jù)并尋找出最適宜的污水處理措施的重要步驟[4]。

3.5 數(shù)據(jù)分析

PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)在自動(dòng)采集到污水處理過程中各設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)之后，能夠直接在后臺(tái)進(jìn)行函數(shù)計(jì)算，并且在得出具體計(jì)算結(jié)果的第一時(shí)間內(nèi)能夠完成深入分析工作，工作人員則以此為基礎(chǔ)全面掌握在污水處理過程當(dāng)中各設(shè)備的運(yùn)行情況同時(shí)對(duì)其日后的運(yùn)行趨勢(shì)進(jìn)行合理判斷，方便工作人員提早做出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)和準(zhǔn)備工作。

3.6 故障提示

在污水處理當(dāng)中的PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)具有故障提醒的優(yōu)勢(shì)功能，具體來說在處理污水中一旦設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠在第一時(shí)間將故障情況和故障地點(diǎn)傳送至中央控制室的監(jiān)控畫面當(dāng)中，使得工作人員可以立刻發(fā)現(xiàn)在污水處理工作當(dāng)中出現(xiàn)的問題與故障，同時(shí)根據(jù)其呈現(xiàn)的具體警報(bào)畫面做好應(yīng)急準(zhǔn)備處理工作。一般情況下，工作人員可以將發(fā)生故障的曲線與歷史曲線相比，結(jié)合PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)給出的分析結(jié)果，進(jìn)行復(fù)位處理從而使得設(shè)備能夠在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常。

3.7 連鎖保護(hù)

PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)可以完成對(duì)污水處理中各設(shè)備進(jìn)行連鎖保護(hù)，即使其中某一設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障，也不會(huì)影響其他設(shè)備的正常運(yùn)行，也就是說PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠大大提升設(shè)備的保護(hù)性能，有效維護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

4 結(jié)語

總之，我國當(dāng)前水資源正處于嚴(yán)重緊缺的情況，特別是東部沿海發(fā)達(dá)地區(qū)，人口稠密需水量和用水量巨大，平均每人每天產(chǎn)生的生活污水量高達(dá)280升，在此情況在加快生活污水的處理速度是建設(shè)和諧生態(tài)中國的關(guān)鍵一環(huán)。PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)利用其內(nèi)部的I/O映像區(qū)完成對(duì)數(shù)據(jù)的采集、掃描和錄入、存儲(chǔ)對(duì)生活污水集中排放的區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，為采取污水處理措施提供必要的數(shù)據(jù)資料，切實(shí)推動(dòng)我國污水治理工作的發(fā)展，早日實(shí)現(xiàn)建設(shè)和諧生態(tài)中國的偉大目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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