電氣自動化技術(shù)在污水處理過程中的應(yīng)用研究

董奕男，張帥博，侯易辰

（遼寧工程技術(shù)大學(xué)，遼寧 葫蘆島 125100）

化工系統(tǒng)污水的排放量非常大，污水治理產(chǎn)業(yè)承受著巨大的壓力。把電氣工程自動化控制工藝融入到污水治理系統(tǒng)中，能夠顯著提升污水治理的運作能力。怎樣把自動化控制工藝更有效地運用到當(dāng)前的污水治理系統(tǒng)之中，是眼下亟待妥善處置一些難點問題。文章就依照目前國內(nèi)在污水凈化流程現(xiàn)場使用過程中出現(xiàn)的一些問題情況，對其做出系統(tǒng)化的分析，以期為當(dāng)前參與污水治理工作的業(yè)內(nèi)實用技術(shù)從業(yè)人員以及智能型管控的業(yè)內(nèi)勞務(wù)人員提供某些有意義的指導(dǎo)意見。

1 工程自動化操控工藝

自動化控制工藝可劃分為全面自動化和半自動化兩種類型。全面自動化類型的控制裝置總體上是不需要人工來參與操控過程的[1]，只需要對裝置中的中樞機構(gòu)進行操控，擬建相關(guān)操作的控制標(biāo)準(zhǔn)，以及借助于既定的軟件程序來控制相應(yīng)的生產(chǎn)裝備并完成裝備的現(xiàn)場操控。此款智能型的操控工藝降低了企業(yè)的用工成本，在具體操控階段只需完成適當(dāng)動作，因此具備簡便易行的操作特征。當(dāng)某一操作要反復(fù)實施，然而又表現(xiàn)出顯著差別性的條件下，借助于中樞功能機構(gòu)既可以省去大部分的工作細節(jié)，也可以依托自主的勞務(wù)系統(tǒng)隨時調(diào)節(jié)或即刻關(guān)閉，徹底杜絕了框外生產(chǎn)問題的出現(xiàn)。半自動式控制即是指其中一部分操作程序是需要人工介入的。此款自動化操控工藝一般應(yīng)用于某些需要專門的技術(shù)人員對具體運行狀況做出判定的情況，人腦對相關(guān)問題的思考能力總是比智能機器要更加全面、深入。

2 污水凈化常出現(xiàn)的問題

目前，我國僅有少數(shù)污水凈化企業(yè)安裝了自動化控制裝置，且依然處于初期探索階段。常見問題如：① 核心操作機構(gòu)運行效能暴露出不可靠，一些機器裝備的精確程度和可靠性也要連續(xù)性的強化，在具體操作環(huán)節(jié)中很可能出現(xiàn)一些極端化問題，污水凈化方面表現(xiàn)出了更大的困難性，而且至今依然沒能真正實現(xiàn)可完全由微機設(shè)備來實施整體性自動化控制過程；② 污水凈化的操作工藝現(xiàn)在仍處于開發(fā)、持續(xù)性修正的完善階段，還為構(gòu)建出一整套成熟高效的程序控制系統(tǒng)；③ 電氣工程自動式控制工藝還未走向成熟，自控成效較差，相較達到智能型自動控制模式還隱含著較大的差距，也需進行持續(xù)性的開發(fā)、革新、改進。

3 我國污水凈化廠自控工藝發(fā)展近況

現(xiàn)階段，我國盛行的新型自動化工程控制工藝包括有若干個不同種類，此類技術(shù)的快速發(fā)展給微機信息參數(shù)集中化調(diào)配、數(shù)據(jù)整合梳理以及智能化操作管控的新式生產(chǎn)流程帶來了很大的技術(shù)促進[2]。自動化控制工藝的快速發(fā)展使得我們國家的工業(yè)化生產(chǎn)迎來了新的發(fā)展生機，同時也在現(xiàn)實的工業(yè)化生產(chǎn)進程中為機械裝備的高效、快捷、精準(zhǔn)控制創(chuàng)建了難得的機遇，為工業(yè)高效化發(fā)展提供了巨大的支持。FCS系統(tǒng)作為現(xiàn)實的較完善的系統(tǒng)性網(wǎng)絡(luò)，為當(dāng)前國際水平最高的自動型污水治理工藝。此系統(tǒng)依托其穩(wěn)定性強、高品質(zhì)的操作順序基站和帶領(lǐng)世界智能化趨勢的最好控制機構(gòu)。

4 電氣作業(yè)自主化生產(chǎn)工藝在污水處置流程中的具體運用

電氣作業(yè)自主化管控機構(gòu)性能深度影響著自主機構(gòu)的有效運作。讓電氣操控自主性控制流程中控制好現(xiàn)實的污水處置作業(yè)，電氣操控設(shè)施在實際操作環(huán)節(jié)中首當(dāng)其沖會引發(fā)某些特殊性的情況。依照現(xiàn)實表現(xiàn)出的一些問題，參照現(xiàn)實生產(chǎn)中的具體情況和污水凈化的工藝設(shè)施實施優(yōu)化，使操控過程順利進行。

4.1 對格柵裝置展開自主化操控

對于具體格柵設(shè)施的自主化操作，重點劃分為兩項內(nèi)容，也就是粗式格柵及細式格柵。粗式格柵，重點是處治大直徑的懸浮顆粒，使之避免堵住管路及水泵。細型格柵，重點是用來處治小直徑的懸浮顆粒。粗型格柵及細型格柵一起發(fā)揮作用，可以圓滿實現(xiàn)污水凈化工作。借助于液位感應(yīng)器測試的水位訊息之差及順序編排時間便可以對格柵組件做出操控行為，通常條件下是依托PLC管制工藝。傳入水泵通常是選用雷達式高度指示計對相關(guān)水位實施自動式監(jiān)測和管控。變頻機構(gòu)會依從液位的漲落情況展開自動化的調(diào)試過程，剩下的水泵整體由工頻軟件管控；可編程感應(yīng)控制裝置會依照液位的漲落情況進行針對工頻泵的開關(guān)操作。為了達到對抽水泵房作業(yè)的自動化管控，即應(yīng)事先編寫好程序，且使用PID做出適當(dāng)調(diào)節(jié)，如此方能夠消除針對電機設(shè)備的頻繁重復(fù)性操作情況，避免產(chǎn)生電能無功消耗情況。

4.2 改進作業(yè)裝備

改進作業(yè)裝備應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)裝備之間的電路設(shè)置問題。如果要在污水凈化流水線上加設(shè)一臺脫水裝置及PLC控制柜，且讓其運轉(zhuǎn)信息傳送到中樞操縱室和其他運行裝備一起采用統(tǒng)一化的集中控制，應(yīng)當(dāng)選取交換裝置來連接這兩個運行裝備，省略二次布線過程以降低現(xiàn)實工作的繁雜等級。調(diào)整現(xiàn)場設(shè)備的配線格式，消除設(shè)置線路上的新添要求，同時消除了中控機構(gòu)對于設(shè)備的管控內(nèi)容。還應(yīng)當(dāng)借助氧化器自身的變頻型曝氣機構(gòu)。在變頻器件傳送量5～26 mA電流傳輸?shù)那樾蜗?，電路切斷這時變頻式曝氣裝置的控制機構(gòu)功能失靈且不能進行正常運行。變頻裝置的頻率訊息不能轉(zhuǎn)換成為運行機構(gòu)的信號并輸送給PLC控制柜，導(dǎo)致上位裝置不能判別曝氣設(shè)施可否穩(wěn)定運行?；谒鶎嵤┑母牧歼^程，只要發(fā)出變頻裝置的頻譜信號，即可確保作業(yè)裝備穩(wěn)定運行。

4.3 改進PLC操控程序

在這一進程中發(fā)生的狀況、難題需檢測人員依照具體情況、報警信息對相關(guān)代碼做出全面的修正，其對于PLC程序控制機構(gòu)的技術(shù)要求非常高。對其中的源程序做出修正和編譯，對污水凈化作業(yè)過程的管控，以及流量、液位等相關(guān)問題做出優(yōu)化和改進。其不但整體滿足了污水凈化工藝程序的控制要求，而且促使運轉(zhuǎn)設(shè)備的平穩(wěn)性以及穩(wěn)妥性也獲取到明顯的提升，在此番過程中易發(fā)生問題逐漸減少，運轉(zhuǎn)功效逐步提升。

4.4 加設(shè)自控裝備

引入現(xiàn)代化的自控機構(gòu)并運用自動污水凈化廠有助于提升我國現(xiàn)有的污水凈化能力。比如德國制造的威德高控制系統(tǒng)，此機構(gòu)的操控模式選取液位管控來實施紫外光殺菌，電動式閥門體的運作由出水層的液位參數(shù)來調(diào)控，在液位一直維持在1.8 m狀態(tài)時，紫外線光燈開啟±6%上下[3]。此為一款極好的對紫外線燈光的自動操控模式，亦可參考對加藥間的自動控制設(shè)備的優(yōu)化。加藥間包括溶解池和溶液池，在溶解池中加入物料與水，再利用攪拌機進行攪拌，當(dāng)攪拌機工作完成時，溶液池的液位發(fā)生改變，此時開始報警，然后溶液池的閥門打開，F(xiàn)eCl3溶液按照上文所提到的出水流量信號自動調(diào)節(jié)出液率。

5 自控系統(tǒng)的使用效果

污水排放過程可利用電氣自動化系統(tǒng)隨時查到哪一個步驟出現(xiàn)問題或者沒有達到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，又或者哪一處設(shè)備出現(xiàn)了故障，并及時報警，同時記錄相關(guān)設(shè)備的故障情況，方便設(shè)備故障的排除、管理和維護，使自動化污水排放的效率更高。

6 結(jié)論

我們了解到將電氣自動化技術(shù)應(yīng)用于污水處理過程具有很大的優(yōu)勢。污水問題的可變性因素有很多，而自動化技術(shù)在很大程度上可以隨時靈敏準(zhǔn)確地應(yīng)對這些變化。但仍需要一個更完善的系統(tǒng)可以解決污水水量、濃度、微生物狀態(tài)等問題，來控制好污水處理的全過程。