自動化控制技術在污水處理廠的應用進展

（江蘇豐正環(huán)?？萍加邢薰?，如皋 226551）

自進入21世紀以來，在社會經濟穩(wěn)健發(fā)展的大背景下，我國污水處理技術水平日趨成熟，社會對于污水處理提出全新的要求及標準。如何平衡城市污染與工業(yè)發(fā)展間二者關系，增強城市污水處理能力，是城市發(fā)展進程中所面臨的主要問題。自動化控制技術作為新型技術手段的典型代表，被廣泛應用于各個行業(yè)及各個領域，而污水處理也不無例外，應用自動化控制技術能明顯提高污水處理作業(yè)效率，以保證污水處理效果為前提條件，嚴格控制污水處理的成本投入，確保污水處理的可靠性及高效性。同時，與西方發(fā)達國家相比，我國污水處理技術水平發(fā)展較慢，上世紀90年代首次引進自動控制系統。鑒于此，本文針對自動化控制技術在污水處理領域應用發(fā)展的研究具有重要的現實意義。

1 污水處理技術的發(fā)展現狀

我國自改革開放以來，工業(yè)經濟蓬勃發(fā)展，與之配套的污水處理廠如雨后春筍。各種污水工藝應運而生，從傳統的氧化溝、CASST、A2O、SBR等工藝層出不窮。為我國的環(huán)境保護做出了歷史性的貢獻。隨著環(huán)保要求的日益提高，處理水質標準也不斷提升，許多污水處理廠的提標改造進入大發(fā)展時期。過去的污水處理廠控制水平都得到改善，一般污水處理廠全部實現自動化控制，但是自動化程度參差不齊，控制方式多種多樣。為了實現可持續(xù)性發(fā)展、優(yōu)化城市生活環(huán)境，地方政府及相關部門必須強化污水處理工藝水平和自動化控制水平。

2 污水處理廠應用自動化控制技術的要點

2.1 PLC技術

一般說來，PLC技術指以計算機技術為基礎的可編程邏輯控制器，具有控制開關量的作用，可以通過梯形圖和指令語言進行編程，PLC屬于面向現場的控制裝置，其可靠性強且抗干擾能力佳，換而言之PLC裝置不受外界環(huán)境是否惡劣的干擾其現場適應性較強。同時，作為局部控制器，各PLC站可以通過光纖環(huán)路搭建成極具價值的控制系統。而且可以與工控機進行系統架構，實現上位和下位機的實時通訊。污水處理廠普遍設置若干個現場控制站及總控室。應用PLC技術能提高其自動處理效率。

當然，污水處理廠類型不同其自動控制要求也不盡相同，客觀上要求相關技術人員靈活運用PLC技術手段。

2.2 DCS技術

與其它技術手段相比，DCS技術指自動控制技術、計算機技術、通信技術及CRT顯示技術間相結合的高科技控制裝置，適用于控制過程、管理生產及采集數據，往往被視為4C技術的“結合體”，基本實現分散控制、操作、管理及監(jiān)視生產過程的目標。同時，以往的DCS技術源于流程工業(yè)儀表控制系統，可獨自完成連續(xù)調節(jié)及監(jiān)控連續(xù)物理量的任務，并且污水處理廠工業(yè)控制網絡由廠級中央監(jiān)控工作站及現場分散控制站共同組成。總而言之，當前我國污水處理廠廣泛應用以PLC技術及工業(yè)以太網DCS控制系統為基礎的技術體系，取得令人滿意的技術應用效果。

2.3 FCS技術

作為全球范圍內最新型的控制技術手段，FCS技術于上個世紀90年代邁向實用化階段且歷經迅猛發(fā)展階段后基本演變發(fā)展成為自動化控制技術的典型代表。通常情況下，FCS技術指經現場控制網絡連接傳感器、執(zhí)行器及控制器形成自動化系統再由網絡傳輸信息實現信號間直接傳遞目標協調各種設備滿足自動化控制要求的技術手段。當前全球范圍內自動化控制系統現場總線技術以 RPOFIBUS、MODBUS、LONWORKS、FF、HART 及 CAN為典型代表，而FCS技術屬于第5代過程控制系統，由DCS及PLC發(fā)展演變形成，是以現場總線技術、儀表控制系統及集散控制系統為基礎的技術手段。

2.4 網絡組態(tài)技術

從現狀來看，在污水處理過程中，網絡組態(tài)技術應用廣泛。以其中的污水處理遠程組態(tài)監(jiān)控方案為例，利用現場傳感器對相關指標進行采集，然后利用控制器進行數據分析，通過對現場格柵泵、風機等電氣設備開關進行控制，從而使污水處理得到有效實現。從遠處組態(tài)監(jiān)控的實踐應用來看，可對現場各類數據指標進行觀測，了解各類設備的運行狀態(tài)，可對設備的運行進行遠程控制，使污水處理實現達標排放。如圖1所示，在利用網絡組態(tài)技術的基礎上，在污水處理現場通過網絡編程技術的應用，實現高效處理目標。

圖1 污水處理網絡組態(tài)及網絡編程技術的應用

3 結束語

通過本文探究，認識到污水處理廠應用自動化控制技術能明顯減輕人員工作量及工作負擔，大大提高操作安全性，優(yōu)化污水處理流程，大大提高污水處理速度，進一步健全污水處理管理體系。即便自動化控制技術屬于新興技術范疇，使用期間可能出現各種困難及問題，但是面臨日趨嚴峻的水資源污染挑戰(zhàn)，提高污水處理廠凈化能力成為主流發(fā)展趨勢?？偠灾?，污水處理廠自身環(huán)境相對復雜且妥善處理所排放的污水占據著極其重要的地位及作用，而靈活運用自動化控制技術能明顯增強污水處理廠的技術水平，為實現可持續(xù)性發(fā)展目標奠定夯實基礎。