試論智能化水處理設(shè)備的自動化系統(tǒng)

譚旭初

摘要：水處理質(zhì)量已經(jīng)成為我國當(dāng)前的研究重點，已經(jīng)開發(fā)出了多種智能化水處理設(shè)備，應(yīng)用自動化系統(tǒng)完成各項控制工作。基于對智能化水處理設(shè)備運行質(zhì)量影響因素的研究與分析，本文總結(jié)了自動化系統(tǒng)的運行方式，在此基礎(chǔ)上完成自動化系統(tǒng)的設(shè)計工作，提高對水處理設(shè)備的控制效率。

關(guān)鍵詞：智能化;水處理設(shè)備;自動化系統(tǒng)

在智能化水處理設(shè)備運行中，需要通過對各個處理成果的研究與分析，明確各個子系統(tǒng)的運行狀態(tài)，以控制整個設(shè)備的運行狀態(tài)和運行方式，從整體上來看，自動化系統(tǒng)需要構(gòu)成一個閉環(huán)控制體系。

1智能化水處理設(shè)備的自動化系統(tǒng)工作內(nèi)容

1.1處理質(zhì)量檢測

在智能化水處理設(shè)備中，經(jīng)過多個步驟完成相應(yīng)的處理工作，包括固體物質(zhì)過濾、有機物處理、無機物處理等，在無機物處理中，也會向系統(tǒng)中加入各類相關(guān)反應(yīng)物，在此基礎(chǔ)上完成過濾與除雜工作。

在各個子系統(tǒng)的運行中，需要設(shè)置相應(yīng)的傳感器，通過對這種方法的應(yīng)用，可以提高對整個系統(tǒng)的控制質(zhì)量，確保向各個子系統(tǒng)中加入的藥品量最大限度去除污染物。例如對于有機物除雜中，在處理的初始階段完成有機物含量檢測工作，在有機物處理系統(tǒng)的運行中，檢測處理后水體中的有機物含量，確定是否可將這類水體泵出，只有在有機物的含量滿足水體處理要求時，才可確定完成了有機物處理工作。

1.2處理形式控制

在水體處理中，不同的物質(zhì)采用不同的處理形式，主要為加入的藥品量存在差異，為提高處理效果，需要完成處理形式控制工作，提高整個系統(tǒng)的運行質(zhì)量。在水處理工作中，處理形式包括循環(huán)處理、單向處理等，對于這兩個系統(tǒng)的運行方式，要從實際處理效果的角度出發(fā)，通過控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對比工作，確定是否需要經(jīng)過循環(huán)處理。在自動化系統(tǒng)的設(shè)計中，需要通過對檢測結(jié)果的研究和分析，確定實際的運行質(zhì)量，當(dāng)確定被處理物質(zhì)的含量高于設(shè)定值時，自動控制系統(tǒng)需要控制相關(guān)構(gòu)件和子系統(tǒng)的運行狀態(tài)，實現(xiàn)對水體的再次以及多次處理。

1.3系統(tǒng)故障檢測

在智能化水處理設(shè)備中，出現(xiàn)故障后整個設(shè)備的運行質(zhì)量必然大幅下降，需要故障檢修人員及時落實該項工作。在系統(tǒng)的故障檢測中，最基礎(chǔ)也是最核心的工作為，通過對各類子系統(tǒng)以及構(gòu)件的檢測工作，分析整個設(shè)備的運行狀態(tài)，保持整個系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運行。故障檢測獲取的數(shù)據(jù)來源于兩個方面，其一為對水體的實際處理情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)經(jīng)過多次處理后，水體中的污染物含量依然超標(biāo)時，可以確定系統(tǒng)中出現(xiàn)故障。其二為各類構(gòu)件的運行狀態(tài)傳感器，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)故障的精確定位，通過對這種方法的應(yīng)用，可以進(jìn)一步提高整個系統(tǒng)的運行質(zhì)量，提高整個系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。

2智能化水處理設(shè)備的自動化系統(tǒng)設(shè)計方法

2.1處理質(zhì)量檢測系統(tǒng)

在處理質(zhì)量檢測系統(tǒng)的設(shè)計中，系統(tǒng)的最基礎(chǔ)設(shè)計目的為在確定處理質(zhì)量的基礎(chǔ)上，確定系統(tǒng)的后續(xù)運行質(zhì)量，從系統(tǒng)的作用形式來看，需要構(gòu)成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，并能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)的有效對比，提高整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)，本文提出的系統(tǒng)設(shè)計方法為，建成PID控制系統(tǒng)。

該系統(tǒng)的被控對象為水處理設(shè)備中的控制系統(tǒng)，由于在智能化水處理設(shè)備中，采用分階段的處理方法，所以被控對象中的一個重要內(nèi)容為系統(tǒng)中的抽水泵，當(dāng)水處理質(zhì)量能夠滿足相關(guān)要求時，抽水泵才可運行。

該系統(tǒng)中設(shè)置的傳感器主要有兩種，一種為水質(zhì)檢測傳感器，針對不同的處理方式，檢測的內(nèi)容也有所不同，另一種為水面高度傳感器。在傳感器獲取信號后，由放大器放大傳感器的信號，再將該信號輸入到比較器中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)水處理的質(zhì)量未能滿足設(shè)定的參數(shù)要求時，控制相關(guān)的處理設(shè)備進(jìn)一步運行，提高整個系統(tǒng)的運行質(zhì)量。液面高度傳感器的作用目的為，防止由于液面高度過低出現(xiàn)設(shè)備空轉(zhuǎn)等問題，當(dāng)液面高度過低時，控制抽水泵從上一處理系統(tǒng)中抽水，保證各類活動構(gòu)件能夠在正常的液面高度狀態(tài)下運行。

2.2處理形式控制系統(tǒng)

處理形式控制系統(tǒng)的被控對象為各類參與水處理工作的活動構(gòu)件，包括處理藥品投放設(shè)備、攪拌器等，處理形式控制系統(tǒng)可以與質(zhì)量檢測系統(tǒng)連接，在此基礎(chǔ)上完成相應(yīng)的設(shè)備運行狀態(tài)控制工作。在這一系統(tǒng)的運行中，控制信號來源于質(zhì)量檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)的作用為檢測被處理水體的各項參數(shù)，通過對這種方法的應(yīng)用，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)運行狀態(tài)的合理控制。在處理形式控制系統(tǒng)的運行中，通過對質(zhì)量檢測系統(tǒng)信號的進(jìn)一步分析，可以控制整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)。例如重金屬離子去除過程中，應(yīng)用Na2CO3和NaOH完成使重金屬離子沉降，在傳感器的運行中，處理檢測重金屬離子，也檢測水體中的Na離子含量，當(dāng)重金屬離子含量超標(biāo)時，通過比較鈉離子含量，可確定是否需要進(jìn)一步向水體中投放這類重金屬離子處理藥品。

2.3系統(tǒng)故障檢測系統(tǒng)

故障檢測系統(tǒng)由于不要求設(shè)備具有自我修復(fù)能力，所以該系統(tǒng)較為簡單，需要借助計算機完成故障定點檢測工作。

在水處理系統(tǒng)的運行中，在各個關(guān)鍵構(gòu)件上設(shè)置相應(yīng)的傳感器，傳感器的信號傳輸?shù)絇LC控制器中，該設(shè)備完成設(shè)備的實際運行參數(shù)與設(shè)定信號的比較，當(dāng)發(fā)現(xiàn)兩個信號之間的差異過大時，可確定該構(gòu)件出現(xiàn)故障，PLC系統(tǒng)與故障警示設(shè)備連接，通過信號的傳輸，讓警示設(shè)備運行。系統(tǒng)通過人機交互界面顯示相關(guān)信息及進(jìn)行自動控制，故障檢修人員通過分析和研究這一信息，快速完成故障排除工作，也能通過記錄查詢后續(xù)故障信息的記錄，實現(xiàn)智能化的控制。

3結(jié)束語

綜上所述，在智能化水處理設(shè)備的自動化系統(tǒng)設(shè)計中，需要完成故障檢測系統(tǒng)、處理質(zhì)量檢測和處理形式控制三個方面的構(gòu)建。對于水體的處理質(zhì)量檢測，需要根據(jù)各個子系統(tǒng)的具體運行形式，設(shè)置相應(yīng)的傳感器，對于故障檢測系統(tǒng)，建成PLC控制系統(tǒng)與人機交互界面的處理體系，實現(xiàn)智能化水設(shè)備的自動化系統(tǒng)。