探索污水處理中的自動控制

唐興艷

（靈川縣甘棠江排水有限公司 廣西靈川縣 541200）

探索污水處理中的自動控制

唐興艷

（靈川縣甘棠江排水有限公司 廣西靈川縣 541200）

由于污水處理是控制環(huán)境污染的重點，因其在污水處理的過程中具有不確定性與隨機性，設計污水處理自動控制系統(tǒng)對于我國的污水處理而言十分重要。對污水處理廠進行供電系統(tǒng)的設計是保證污水處理的正常進行。筆者就本文以污水處理自動控制系統(tǒng)為起點，表述污水處理流程工藝，分析設計污水處理自動控制系統(tǒng)，探索了設計污水自動處理控制系統(tǒng)，希望能夠?qū)ζ渌膶W者提供指導性的建議。

污水處理；自動控制；系統(tǒng)設計

1 引言

當今社會環(huán)境污染問題日益凸顯，嚴重的影響到了我們的生產(chǎn)生活。隨著人們對污水處理的要求越來越嚴格，在進行污水處理時，傳統(tǒng)的處理方法很難滿足要求，仍舊存在很多亟需解決的問題。在目前，設計污水處理的自動控制系統(tǒng)，運用當今的自動化處理污水理念能夠很好地滿足設計要求并且在污水處理的過程中發(fā)揮著重要作用。目前污水處理的重點就是怎樣進行設計污水處理自動控制系統(tǒng)。所以說，研究設計污水處理的自動控制系統(tǒng)具有十分重要的研究價值。本文筆者鑒于此，對設計污水處理的自動控制系統(tǒng)進行了初步的探究與討論。

2 污水處理流程工藝

當前，我國從污水處理的實際要求出發(fā)，污水處理工藝變得越來越好。污水處理工藝流程可按不同的處理程度分為五個處理階段。具體可分為預處理，一級處理，二級處理，深度處理和污泥處理及處置這五個處理階段。預處理主要包含粗格柵，細格柵和沉砂池三點。一級處理主要包含初沉池。二級處理主要包含生物濾池，曝氣池和二沉池三點。深度處理常用混凝沉淀和過濾。污泥處理主要包含濃縮，消化，脫水，堆肥和衛(wèi)生填埋等五點。通過所需我們采用的主要污水處理工藝流程應該包含粗格柵，沉砂池，細格柵，初沉池，生物濾池，提升泵房，曝氣池，二沉池等八點，如圖1所示。

圖1 污水處理工藝流程圖

3 設計污水處理自動控制系統(tǒng)要求

在進行設計污水處理自動控制系統(tǒng)時，需要滿足要求來進行設計，具體的要求如下點：

（1）全部的機械與電氣化設備都能夠自動和手動操作控制，控制系統(tǒng)必須要包含聯(lián)鎖，報警和控制回路等這三點。還要滿足設備的信息傳輸可以在控制面板與過程控制電腦上顯示。

（2）在控制系統(tǒng)中，更改對所有設定的值和計時器可以通過操作面板和鍵盤來實現(xiàn)。

（3）對于操作過程中，聯(lián)鎖的設定值不可以讓沒有進行授權(quán)的工作人員通過控制面板任意修改，需要設定密碼，只有輸入正確的密碼之后，才可以進行下一步的操作設定。

（4）要求控制系統(tǒng)應該監(jiān)管系統(tǒng)自動化的運行，并且能夠?qū)崿F(xiàn)全天的運轉(zhuǎn)和滿足工藝要求進行自動操作控制。

（5）通過檢查工藝參數(shù)得到的反饋，可以實現(xiàn)在過程中的穩(wěn)定控制進而提高反應的效率與節(jié)約資源，進而來提高系統(tǒng)的抗沖擊性。

（6）完善在好氧的過程中，對于集水井液位與提升泵的聯(lián)合。

（7）應該加強完善曝氣池溶解氧與鼓風機的聯(lián)合操作控制。

（8）需要設立對溫度，流量，COD，氨氮，pH，流量和總磷檢測裝置。

（9）實現(xiàn)控制好對好氧處理過程中的加藥設備。

（10）加強脫水機房運行設備狀態(tài)的顯示與故障的顯示。

（11）控制對所有帶控制點電機和泵的開啟與關閉。

（12）完善及時調(diào)出模擬量的歷史值與其圖表的顯示。

（13）加強在工作操作的過程中，完善加強流量累計措施。

（14）落實安裝在污水處理過程中，處理系統(tǒng)對于所有電機與泵的警報器。

4 設計污水處理自動控制系統(tǒng)硬件

對于污水處理而言，其控制系統(tǒng)的設計是重要的組成部分，其具有十分廣泛的發(fā)展前景與空間。對于污水處理自動控制系統(tǒng)硬件的設計，將對污水處理系統(tǒng)會從控制系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)來進行如下介紹表述：

4.1 介紹污水處理控制系統(tǒng)

對于污水處理系統(tǒng)控制而言，其對象不僅有開關量還有模擬量。在污水處理的過程中，其一致特點就是模擬量少、開關量多。在具體的污水處理系統(tǒng)控制中，不僅有開環(huán)控制，還有閉環(huán)控制，采用以邏輯控制為主和閉環(huán)控制為輔的方針。對于污水處理的系統(tǒng)控制包含兩套CPU412控制器，三個ET200M從站與三條通訊鏈。檢測的研究人員通過上機位軟件對全廠的儀表設備進行監(jiān)控。整個自動控制系統(tǒng)的核心就是自動控制柜。自動控制系統(tǒng)的主要功能是PLC按照編好的程序進行控制。

4.2 介紹PLC控制系統(tǒng)硬件

我們在設計PLC控制系統(tǒng)硬件應該需要考慮PLC的種類。PLC，即為可編程邏輯控制器。在工業(yè)領域上，PLC控制系統(tǒng)應用十分廣泛。從PLC的含義上來講，它采用了可編程的存儲器，PLC則是一種專用于工業(yè)控制的電腦。其工作過程可以分為輸入采樣，用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。其以模擬式與數(shù)字式的輸入與輸出，進而取代了繼電器控制裝置，其控制著不同類型的機器與生產(chǎn)過程。依據(jù)對控制系統(tǒng)的工藝特點和現(xiàn)場生產(chǎn)條件，PLC控制系統(tǒng)硬件滿足于現(xiàn)代工業(yè)需要。比如用S7-400PLC作為主站點，從站點應當采用有源底板總線的方式，把各個模塊從電氣化的角度連接起來并且每個模塊都需要總線連接。在安裝的時候，需要先將有源底板裝入導軌，再把各個模塊依次插入，最后將模塊固定在導軌。

5 設計污水處理自動控制系統(tǒng)軟件

在我國目前污水處理的PLC控制系統(tǒng)應用十分廣泛。在對污水的處理自動控制軟件的設計會從研發(fā)PLC控制程序與研發(fā)上位機監(jiān)控軟件兩點進行討論，我們將在下文進行分析：

5.1 PLC控制程序的研發(fā)

按照PLC的工作原理，其控制程序的研發(fā)需要滿足系統(tǒng)控制的要求，并且控制程序的研發(fā)可以分為循環(huán)掃描與映像區(qū)。一般說映像區(qū)大小是由用戶程序來確定的。因為系統(tǒng)的每個輸入與輸出點總可以與輸入和輸出的映像區(qū)對應。用戶在執(zhí)行程序時，PLC所需要的外部信息是取自于映像區(qū)，而不是與外部設備直接發(fā)生聯(lián)系。建立映像區(qū)就會使得PLC在工作時，僅僅與有關的地址單元內(nèi)存在的信息狀態(tài)相聯(lián)系，不僅如此，在系統(tǒng)輸出時也只會給內(nèi)存的地址預設一個狀態(tài)。PLC控制程序的整個控制系統(tǒng)的核心部位就是對下機位進行研發(fā)，會對所進行的控制與現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集全權(quán)負責。

5.2 上位機監(jiān)控軟件的研發(fā)

采用組態(tài)軟件WinCC對上位機監(jiān)控界面進行研發(fā)測試，實現(xiàn)對現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)與實時監(jiān)控控制的工藝流程。對于西門子視窗控制中心SIEMENSWinCC而言，是一個結(jié)合人機界面與監(jiān)控管理的操作系統(tǒng)。WinCC由于提供許多種PLC驅(qū)動程序，使得其與上機連接變得十分容易。因為監(jiān)控系統(tǒng)要把所有的工藝流程都包含，所以要進行緊緊圍繞結(jié)構(gòu)規(guī)劃合理安排反映形式。不僅僅實現(xiàn)所有的模塊可用，還要保證安全可靠的監(jiān)控系統(tǒng)能夠正常運行。依據(jù)污水處理廠的控制系統(tǒng)對上位機軟件的要求，監(jiān)控上位機軟件主要包括監(jiān)控界面，預測模塊與數(shù)據(jù)庫等部分組成。

6 應用中出現(xiàn)的問題研究

在污水處理的實際應用中，自控系統(tǒng)技術十分容易出現(xiàn)問題，例如，由于用超聲波液位計去測得的介質(zhì)種類十分多，很容易就會得到不真實的數(shù)據(jù)。由于在連續(xù)使用的過程中pH計會造成電極的零點與斜率的偏離，進而影響測量的精度。在對污水處理的準備階段，因其原水污染十分嚴重，濁度傳感器較易會被原水的污染物覆蓋等等。對于上述的問題，可以利用超聲波的液位變送器操作矩陣，對回波抑制參數(shù)進行設定來避免出現(xiàn)不真實的液位值針，定期標定測量電極修正其偏差，而且還要及時對待測的部位進行清潔維護。

7 結(jié)束語

綜上所述，目前的污水處理工作迫在眉睫。對于污水的處理自動控制系統(tǒng)是一項具有長期性與復雜性的綜合系統(tǒng)工程。利用我們設計的自動控制處理系統(tǒng)處理污水，在一定程度上可以減緩環(huán)境惡化的速度與減少經(jīng)濟的損失。對于污水處理的控制系統(tǒng)設計應該符合國家一些相關部門對于電氣的設計要求，要結(jié)合具體情況進行設計，選用設計成本低廉，日常維護費用較少與安全可靠性高的污水控制系統(tǒng)。只有這樣，才會可能保證持續(xù)的水資源再生功能的發(fā)揮，從而對我國乃至世界的水資源的污染進行改善。

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1004-7344（2016）11-0094-02

2016-3-3

唐興艷（1989-），女，助理工程師，本科，主要從事污水處理工作。