污水處理廠智能化自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用

韓東東　吳亮

摘要：本文主要針對污水處理廠智能化自動控制系統(tǒng)展開分析，思考了污水處理廠智能化自動控制系統(tǒng)的具體的應(yīng)用的要求和應(yīng)用的方法，可供今后參考。

關(guān)鍵詞：污水處理廠；智能化；自動控制系統(tǒng)

1、污水處理廠自動化控制系統(tǒng)現(xiàn)狀

污水處理是指將污水中的污染物質(zhì)分離并去除，使有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無害物質(zhì)，從而使水得到凈化，使資源得以更加充分的被利用。隨著我國城市建設(shè)與現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，水污染與水短缺越來越嚴重，而傳統(tǒng)的人工控制污水處理常常導(dǎo)致泵機組磨損嚴重，甚至污水外溢，嚴重影響正常生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境。對污水處理過程進行智能化控制，使機組始終處于最佳狀態(tài)，保證正常生產(chǎn)，保護生態(tài)環(huán)境成為污水處理的迫切需求。

近些年來，SCADA、DCS、PLC等技術(shù)的發(fā)展給自動化技術(shù)應(yīng)用帶來了新的空間，而自動化控制技術(shù)在諸多領(lǐng)域中的應(yīng)用，也有效擴大了領(lǐng)域的生產(chǎn)規(guī)模，實現(xiàn)了自動化生產(chǎn)和自動化管理。自動化技術(shù)的水平也顯著提高。目前我國污水處理廠運用最為普遍的自動化控制技術(shù)就是將FCS技術(shù)與工業(yè)以太網(wǎng)結(jié)合應(yīng)用，這也是世界上最先進的自動化控制技術(shù)，這套系統(tǒng)的核心是可靠性和性能都較高的PLC控制站，并且配備了服務(wù)器以提高自動化控制的效率和質(zhì)量。

2、污水處理廠自動控制系統(tǒng)設(shè)計思路

2.1污水處理的目的

污水處理的目的是將水體中所含的雜物進行分離，將分析出的雜物通過一定技術(shù)的再處理，可以做為資源而進行再次利用。污水處理涉及到了不同的工藝要求，要對不同的處理單兀要求作整體結(jié)構(gòu)上的模塊化表達。而在處理的過程中，依據(jù)相應(yīng)的要求來確定工作的內(nèi)容，并且對相應(yīng)的模塊進行調(diào)整，實現(xiàn)模塊間的相互協(xié)調(diào)。

2.2自動控制系統(tǒng)設(shè)計原則

系統(tǒng)設(shè)計要遵循相關(guān)原則，先進，實用，經(jīng)濟，可靠。建立集監(jiān)測、過程控制、管理與一體的系統(tǒng)。通過信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)達到資源、信息傳遞與共享的目的，從而節(jié)約人工成本?？刂葡到y(tǒng)在安全可靠與穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，還要求維護與操作具有便利性。在傳統(tǒng)控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上進行相應(yīng)優(yōu)化。系統(tǒng)自動控制模塊設(shè)計包含了以下幾個方面的內(nèi)容：時序控制、反饋控制及其它模塊。時序控制是針對特定的設(shè)備而言的，通俗的說法是定時控制；反饋控制包含的內(nèi)容相對較多，泥位控制，液位控制，系統(tǒng)優(yōu)化，DO控制，BOD5控制PH控制，SS控制，CODer控制。通過以上模塊在運行中的參數(shù)對設(shè)備運行狀態(tài)進行監(jiān)控與調(diào)整；其它模塊則包括了數(shù)據(jù)的收集與處理，日志運行，文檔管理。主要目的就在于幫助工作人員對數(shù)據(jù)進行管理及分析。

3、污水處理廠自動化控制系統(tǒng)的實際應(yīng)用

3.1設(shè)計原則

自動化控制系統(tǒng)應(yīng)綜合考慮生產(chǎn)、管理、安全、經(jīng)濟等諸多因數(shù)，各工藝生產(chǎn)過程和相關(guān)設(shè)備均應(yīng)納入自動化控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，使系統(tǒng)達到技術(shù)先進、性能可靠、價格合理?！凹斜O(jiān)控和管理、分散控制、數(shù)據(jù)共享”以保證整個污水處理廠運行協(xié)調(diào)一致。

滿足污水處理廠生產(chǎn)管理、污水處理工藝對自動化控制的要求，保證自動化控制系統(tǒng)在配置上的完整性和適應(yīng)性。集成化原則，應(yīng)選擇高效集成的設(shè)備，便于控制、管理和維護。模塊化原則，應(yīng)在軟、硬件上都采用商業(yè)化、通用化、模塊化結(jié)構(gòu)的設(shè)備，使系統(tǒng)具有較強的擴展能力。

硬件配置應(yīng)符合國際工業(yè)標準，可靠性高、適應(yīng)能力強、擴展靈活、操作維護簡便。配置具有開放性結(jié)構(gòu)、良好的人機界面、完整的系統(tǒng)平臺軟件；管理軟件、監(jiān)控軟件、現(xiàn)場控制軟件的編制從方便管理、控制最優(yōu)的角度進行。

3.2控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本控制系統(tǒng)按參與生產(chǎn)程度級別劃分為：管理級、控制級、現(xiàn)場級三個級別。

管理級一中央控制室。中央控制室負責(zé)監(jiān)控全廠水處理過程中各工藝參數(shù)變化、設(shè)備工作狀態(tài)及運行管理。由于污水處理是一個連續(xù)的生產(chǎn)過程，一旦發(fā)生故障會對生產(chǎn)造成嚴重的影響，因此，在中央控制室配置二臺工業(yè)用計算機，互為熱備工作狀態(tài)，確保數(shù)據(jù)的完整、準確。工程師站可對整個組態(tài)系統(tǒng)進行開發(fā)、調(diào)試、控制、參數(shù)修改以及采集數(shù)據(jù)、監(jiān)控等。操作員站可通過各種畫面監(jiān)視全廠工藝參數(shù)變化情況、各設(shè)備的運行情況及故障發(fā)生情況等。

控制級一現(xiàn)場控制站?，F(xiàn)場控制站采用可編程控制器（PLC），它的主要功能是進行開關(guān)邏輯運算，對現(xiàn)場設(shè)備進行順序控制、邏輯控制，接收由現(xiàn)場設(shè)備送來的信號，對采集的模擬量進行運算，并與上位機或同級的控制站進行信息數(shù)據(jù)的交換，從而實現(xiàn)對整個生產(chǎn)過程的自動控制。

現(xiàn)場級一現(xiàn)場控制箱及儀表?，F(xiàn)場設(shè)備一般位于被控生產(chǎn)過程的附近，主要包括各類傳感器、變送器和執(zhí)行設(shè)備以及就地控制箱等。其中，傳感器和變送器采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并將所采集的物理量轉(zhuǎn)換成標準的電信號送往各現(xiàn)場控制站PLC。PLC將控制信號送給執(zhí)行器，從而實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的啟停、開關(guān)控制。污水處理廠主要用到的儀表有：電磁流量計、超聲波液位計、溶解氧測定儀、壓力變送器、濁度儀等。

3.3控制方式

污水處理廠自動控制方式有三種：就地手動控制、遠程手動控制、遠程自動控制，其控制級別按此順序由高到低排列。其中，就地手動控制的優(yōu)先級別最高，當(dāng)現(xiàn)場控制箱上的狀態(tài)選擇開關(guān)打到“就地”檔時，由現(xiàn)場操作人員手動控制設(shè)備運行，上位機只能監(jiān)視設(shè)備的運行情況而不能對設(shè)備進行操作；當(dāng)狀態(tài)選擇開關(guān)打到“遠程”檔時，由PLC控制站或上位機的信號控制設(shè)備運行。遠程控制又包括手動控制和自動控制。當(dāng)現(xiàn)場控制箱上的狀態(tài)選擇開關(guān)打到“遠程”檔時，遠程控制起作用。當(dāng)設(shè)備處于“遠程手動”時，操作人員可通過中央監(jiān)控室的監(jiān)控畫面對現(xiàn)場設(shè)備進行啟停、開關(guān)控制。遠程手動控制一般用于測試單個設(shè)備的工作是否正常、測試通信網(wǎng)絡(luò)的暢通與否、并輔助“自動控制”在自動控制出現(xiàn)故障時及時調(diào)節(jié)設(shè)備運行。當(dāng)設(shè)備處于“遠程自動”時，整個系統(tǒng)無需工作人員的參與，設(shè)備的運行完全由各現(xiàn)場控制站的PLC根據(jù)污水處理廠的實際工況及生產(chǎn)要求進行控制。

4結(jié)束語

綜上所述，在污水處理廠智能化自動控制系統(tǒng)方面，要更好的考慮其應(yīng)用的要求，以及如何讓系統(tǒng)變得更加有效，本文總結(jié)了污水處理廠智能化自動控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用的方法，可供今后參考。