簡析污水處理廠電氣自控系統(tǒng)的運(yùn)用與技術(shù)

伍林

長沙臨空產(chǎn)業(yè)投資集團(tuán)有限公司 湖南長沙 410006

污水處理廠電氣工人普遍存在電氣自動控制專業(yè)水平低、專業(yè)知識薄弱的問題。在污水廠電氣設(shè)備使用的過程中仍然存在一些問題，如使用周期延長會出現(xiàn)不同程度的老化，可能會造成電氣設(shè)備發(fā)生故障，既不利于提高電氣設(shè)備自控的水平，也會影響到企業(yè)未來的發(fā)展。

1 污水處理工藝及主要電氣設(shè)備的介紹

污水處理廠按照工藝處理程度可以分為一級處理、二級處理和三級處理。一級處理主要是去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體物質(zhì)，常用物理法主要設(shè)備包括粗格柵、輸送機(jī)、提升泵、除砂器及分離器，儀表包括進(jìn)水液位計。二級處理將大幅度去除污水中的CODcr、BOD5、氨氮、總氮、磷和懸浮物，生化處理法的主要設(shè)備包括攪拌器、推流器、潛水泵、風(fēng)機(jī)和電動閥門，儀表包括進(jìn)水流量計、溶解氧、污泥濃度。三級處理是混凝沉淀、砂濾處理等過程，深度處理法主要設(shè)備包括提升泵、攪拌器、刮泥機(jī)、加藥泵、干投機(jī)、電動閥門、反洗水泵及風(fēng)機(jī)，儀表包括液位計和流量計。

2 污水處理廠中自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計

2.1 DCS自動化控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)中具有多臺獨(dú)立微機(jī)，而各個微機(jī)之間可以通過網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)連接，同時，系統(tǒng)中還具有工程師、操作員以及控制站等內(nèi)容，各部分之間連接之后相互合作、協(xié)調(diào)、配合來完成控制工作。而DCS自動化控制系統(tǒng)在污水處理廠中的應(yīng)用優(yōu)勢體現(xiàn)為實(shí)時控制、協(xié)調(diào)性強(qiáng)等。該控制技術(shù)主要是對一天內(nèi)不同時間段制定優(yōu)化策略，并且該優(yōu)化策略具有非常強(qiáng)的規(guī)律性，適合應(yīng)用在城市污水處理廠中，但是，實(shí)際操作環(huán)節(jié)較為復(fù)雜，并且該方式與時間段之間存在直接關(guān)聯(lián)，在不同時間段應(yīng)用的效果不同。

2.2 基于PLC的電氣自動化控制

2.2.1硬件設(shè)計的運(yùn)用

對于PLC電氣自動化系統(tǒng)的設(shè)計，需要根據(jù)水處理設(shè)施的工作原理以及運(yùn)行要求選擇對應(yīng)的控制器和系統(tǒng)模板。其中主要有兩個設(shè)計解決方案，就是沉余與不沉余。結(jié)合工程的實(shí)際需求選擇對應(yīng)的契合解決計劃方案，其中的CPU通常要求配置獨(dú)立的接口，通過合成裝置存儲器配置對應(yīng)的防護(hù)層。另外,還要對CPU主頻進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計，通過兩個互為備份的接口，提高整體的連接效果，確保硬件的合理性[1]。

2.2.2軟件設(shè)計的運(yùn)用

對于PLC技術(shù)的應(yīng)用主要是以程序?yàn)橹鳎訮LC電氣自動化系統(tǒng)的設(shè)置通常會在軟件程序設(shè)計中進(jìn)行實(shí)施。因此，需要工作人員具備較強(qiáng)的開發(fā)技術(shù)，注重對程序的升級以及圖形的設(shè)計，選取合理的編程軟件工具。結(jié)合PLC電氣自動化控制程序中的主程序與次程序構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)程序的編寫利用編輯之后，下載到PLC操作系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)對整個系統(tǒng)的整。

2.2.3強(qiáng)化信號輸入的準(zhǔn)確性

基于PLC的電氣自動化控制系統(tǒng)，在水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用需要相關(guān)部門進(jìn)行不斷的創(chuàng)新完善，確保信號輸入的安全以及準(zhǔn)確。另外，為了有效地提高電氣自動化技術(shù)在水處理系統(tǒng)中的使用效率，還可以對主界面的控制模塊進(jìn)行創(chuàng)新，保證其控制的靈活性以及協(xié)調(diào)性為全面落實(shí)[2]。

2.2.4設(shè)備選用

DCS包含功能模塊強(qiáng)大，幾乎可達(dá)到各種規(guī)?？刂埔螅栽诮甑玫搅似毡閼?yīng)用。但因其通信協(xié)議的封閉性，導(dǎo)致了購買及后續(xù)改造的局限性，很難實(shí)現(xiàn)各家DCS與上層網(wǎng)絡(luò)的兼容性。DCS傳輸?shù)哪M信號精度差，易受外界干擾。再加上系統(tǒng)的傳輸線過長，增加了系統(tǒng)的誤差與成本。但是PCLZAI程序?qū)懭氲暮啽闵希苊饬送ㄐ艆f(xié)議的要求。PLC除順序控制外，還可具有閉環(huán)功能。

2.3 在污水處理中有效控制pH值的應(yīng)用

由于水質(zhì)的獨(dú)有特點(diǎn)，通過加入燒堿和碳酸鈉等軟化劑，達(dá)到除堿除硬的目的。所以，嚴(yán)格控制污水池的pH值具有重要的意義。加入帶有遠(yuǎn)傳功能的酸度儀和堿度儀，利用PLC系統(tǒng)控制各儀表，將采集到的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確實(shí)時地傳入控制室，使這些數(shù)據(jù)得到存儲、分析及處理。設(shè)置高高限和低低限，隨時控制酸閥、堿閥等開關(guān)閥的啟停，達(dá)到穩(wěn)定pH在合理范圍的目的。這種利用PLC系統(tǒng)控制的方法簡單、安全、快捷、準(zhǔn)確，達(dá)到了良好的工作效率和經(jīng)濟(jì)效益。

2.4 泵等電機(jī)中啟停頻率控制的應(yīng)用

可見泵等電機(jī)是污水處理系統(tǒng)中非常重要的部分，它們不僅需要簡單的啟停，還包含了頻率控制。如一臺污泥循環(huán)泵，變頻調(diào)節(jié)信號來自高密池進(jìn)水流量計。只有通過PLC系統(tǒng)將流量數(shù)據(jù)采集輸入控制室，才能夠?qū)ξ勰嘌h(huán)泵的運(yùn)行情況實(shí)時控制，保證其正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)泵站的高度自動化，滿足污水處理廠對循環(huán)池水量的需求。PLC控制系統(tǒng)保證了整個系統(tǒng)的高度自動化，將各儀表與電機(jī)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖，確保達(dá)到現(xiàn)場液位數(shù)據(jù)實(shí)時控制電機(jī)啟停的目的。并可通過模擬量模塊，改變變頻器頻率，使泵的轉(zhuǎn)速在固定區(qū)間平滑變化[3]。

2.5 強(qiáng)化系統(tǒng)維護(hù)檢修力度

由于水處理工作難度比較大、周期較長、其應(yīng)用的范圍非常的廣泛，因此，需要長期落實(shí)相關(guān)的處理技術(shù)，有效地改善水資源環(huán)境。在PLC電氣自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用的過程中，需要相關(guān)部門加強(qiáng)對應(yīng)的維護(hù)檢修力度。PLC電氣控制系統(tǒng)在整個運(yùn)行的過程中會受到多方面因素的影響，很容易造成設(shè)備故障，如果不能及時解決，就會導(dǎo)致水處理效果大大地降低。另外，相關(guān)部門還要制定對應(yīng)的維護(hù)檢修方案，并且落實(shí)到實(shí)際工作中，通過組織專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)對設(shè)備的保養(yǎng)，提高整個系統(tǒng)的運(yùn)行水平。

3 結(jié)語

綜上所述，技術(shù)人員在要自動化控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)和主要功能等內(nèi)容出發(fā)，對其進(jìn)行合理設(shè)計，加強(qiáng)對污水處理系統(tǒng)過程中數(shù)據(jù)信息的整合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集、顯示和日常報表打印等功能，從而進(jìn)一步優(yōu)化自動化污水處理控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。