淺析城市污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

付煒煒

摘 要：本文對(duì)城市污水處理系統(tǒng)的自動(dòng)化程度水平進(jìn)行分析，為了提高控制自動(dòng)化水平，對(duì)污水處理工藝流程進(jìn)行了分析。在污水處理系統(tǒng)中應(yīng)用了很多的先進(jìn)技術(shù)，其中，計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、管控一體化都有很好的應(yīng)用，這樣也為城市發(fā)展提供了保障。

關(guān)鍵詞：污水處理系統(tǒng)；城市發(fā)展；設(shè)計(jì)方案

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 關(guān)于城市污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)的方案介紹

城市污水處理系統(tǒng)在應(yīng)用過程中一定要保證系統(tǒng)的可靠性，這是設(shè)計(jì)過程中要考慮的首要問題。污水處理系統(tǒng)中存在著很多的工藝設(shè)備、儀表、以及電氣自動(dòng)系統(tǒng)，在使用的時(shí)候，對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要進(jìn)行利用，系統(tǒng)中各種監(jiān)控系統(tǒng)非常完善，在軟件設(shè)計(jì)方面也要進(jìn)行重視。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，PLC是核心設(shè)備，在對(duì)其進(jìn)行選擇的時(shí)候要保證產(chǎn)品的質(zhì)量，對(duì)相應(yīng)的開發(fā)軟件也要進(jìn)行重視。很多污水處理廠在自動(dòng)控制系統(tǒng)方面采用的是PC+PLC分級(jí)分布式控制形式，實(shí)現(xiàn)了集中監(jiān)測(cè)，在分散控制方面效果也十分明顯。自動(dòng)控制系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，相關(guān)的人員利用計(jì)算機(jī)能對(duì)各個(gè)工序進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，對(duì)生產(chǎn)工藝中自動(dòng)控制系統(tǒng)可以采用單獨(dú)控制的形式。污水處理過程中，關(guān)鍵的工序操作可以利用人機(jī)界面進(jìn)行操作，現(xiàn)場(chǎng)的工作人員可以對(duì)操作站進(jìn)行利用。為了更好的保證污水處理廠運(yùn)行安全應(yīng)用遠(yuǎn)程控制對(duì)處理系統(tǒng)進(jìn)行控制，而遠(yuǎn)程控制是利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在控制室對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制，這個(gè)過程中能夠更好的對(duì)設(shè)備進(jìn)行遷移管理。將不同的控制方式進(jìn)行結(jié)合，能夠?qū)Τ霈F(xiàn)的問題及時(shí)解決，也能更好的提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)設(shè)備異常情況或是故障，系統(tǒng)能夠自行進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)將出現(xiàn)故障的設(shè)備進(jìn)行切換，在操作方式上也能進(jìn)行改變。對(duì)相應(yīng)的事故情況進(jìn)行記載，能夠?yàn)橐院蟮陌l(fā)展提供參考。在對(duì)系統(tǒng)的應(yīng)用程序進(jìn)行選擇的時(shí)候，要對(duì)各個(gè)企業(yè)的軟件開發(fā)情況進(jìn)行掌握，對(duì)軟件應(yīng)用情況進(jìn)行分析，很多的軟件在使用過程中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)工藝流程進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行收集，這樣能夠?qū)ο嚓P(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納，形成數(shù)據(jù)庫。為了對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的重要設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，要在重要設(shè)備所在地安裝攝像機(jī)，這樣能夠形成遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)重要設(shè)備能夠進(jìn)行全天監(jiān)控。

2 城市污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析

城市污水處理系統(tǒng)中主要包括中控室、配電站、生物反應(yīng)器、脫水機(jī)房、監(jiān)控器，這些設(shè)備都有其固定的位置，這樣能夠提高污水處理的效果。在進(jìn)行施工的時(shí)候，可以將中控室和中央監(jiān)控設(shè)備安放在一起，這樣能夠?qū)ιa(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的情況進(jìn)行掌握。自動(dòng)控制系統(tǒng)在運(yùn)行中對(duì)以太網(wǎng)的利用非常必要，這樣才能將監(jiān)測(cè)到的信息傳遞到控制系統(tǒng)中，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。污水處理系統(tǒng)運(yùn)行過程中會(huì)受到很多因素的影響，其中，高強(qiáng)度的電磁干擾是最重要的影響因素。

3 自動(dòng)控制系統(tǒng)和工藝過程控制的組成

在污水處理系統(tǒng)中，應(yīng)用中小型的PLC系統(tǒng)就能滿足中等性能的要求，各種功能模塊能夠滿足和適應(yīng)自動(dòng)控制任務(wù)。在控制系統(tǒng)中，簡(jiǎn)單實(shí)用的分散式結(jié)構(gòu)以及多界面的網(wǎng)絡(luò)得到了很好的使用，在控制任務(wù)增加的時(shí)候，可以進(jìn)行自由的擴(kuò)展，同時(shí)，也能方便用戶的使用。用戶對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行使用的時(shí)候，一旦出現(xiàn)信號(hào)模塊或者是處理模塊增加的情況，可以對(duì)軟件進(jìn)行擴(kuò)展。每個(gè)機(jī)架上能夠安裝多個(gè)模塊，將模塊設(shè)置好后連接到中央機(jī)架上，并保證模塊布置具有合理性。

系統(tǒng)在運(yùn)行過程中對(duì)其進(jìn)行診斷能夠確定模塊獲取的信號(hào)，同時(shí)對(duì)模擬量處理的正確性也能進(jìn)行分析。在進(jìn)行評(píng)估以及診斷的過程中，需要區(qū)別開信息是否參數(shù)化。對(duì)于可參數(shù)化的信息，在診斷過程中需要根據(jù)參數(shù)判別信息是否需要發(fā)送，而對(duì)于非參數(shù)化信息的發(fā)送，則是指無論診斷信息是否通過參數(shù)化都需要發(fā)送。在進(jìn)行診斷發(fā)送過程中，模塊會(huì)首先執(zhí)行中斷，此時(shí)，CPU也會(huì)對(duì)用戶程序執(zhí)行出現(xiàn)中斷。

4 自動(dòng)化控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)

自動(dòng)化控制系統(tǒng)在進(jìn)行運(yùn)行程序設(shè)計(jì)的時(shí)候，主要有四個(gè)功能模塊，分別是時(shí)鐘模塊、運(yùn)行參數(shù)更新、綜合故障判定和自動(dòng)工序模塊。在變量設(shè)計(jì)方面，要遵循節(jié)省的原則，建立時(shí)間計(jì)數(shù)變量T，32個(gè)工序采用統(tǒng)一的時(shí)間計(jì)數(shù)，每個(gè)工序分配一個(gè)運(yùn)行時(shí)間變量T n （n=1，2，……32）。PLC自動(dòng)工序工藝運(yùn)行程序根據(jù)運(yùn)行時(shí)間變量來確定每個(gè)工序步驟運(yùn)行的時(shí)間。為每一臺(tái)工藝設(shè)備分配一個(gè)32位的運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)志，分別對(duì)應(yīng)于32個(gè)工序步驟。PLC自動(dòng)工序工藝運(yùn)行程序根據(jù)每一臺(tái)（套）工藝設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)志和設(shè)備運(yùn)行互鎖（故障和手動(dòng)控制）確定該設(shè)備是否運(yùn)行。為27臺(tái)（套）工藝設(shè)備的每一臺(tái)（套）建立一個(gè)故障狀態(tài)標(biāo)志位（綜合故障）和控制狀態(tài)標(biāo)志位（手動(dòng)/自動(dòng)）。建立工藝運(yùn)行參數(shù)二維表，包含32個(gè)工序的運(yùn)行時(shí)間參數(shù)和27臺(tái)（套）工藝設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)志參數(shù)。建立工藝運(yùn)行參數(shù)變更標(biāo)志位，程序?qū)⒏鶕?jù)工藝運(yùn)行參數(shù)二維表刷新32個(gè)工序的運(yùn)行時(shí)間變量和27臺(tái)（套）工藝設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)志。

程序設(shè)計(jì)。在自動(dòng)工序中，時(shí)間增長的計(jì)數(shù)主要由一個(gè)時(shí)鐘模塊完成，針對(duì)其計(jì)數(shù)值，可以進(jìn)行存放，自動(dòng)工序模塊可以對(duì)變量T中的計(jì)數(shù)值進(jìn)行調(diào)用。若工藝在運(yùn)行過程中參數(shù)發(fā)生了變動(dòng)，監(jiān)控上位機(jī)對(duì)該參數(shù)的變化進(jìn)行了授權(quán)確認(rèn)，那么將參數(shù)變更位進(jìn)行標(biāo)志，設(shè)為1，根據(jù)需要程序會(huì)以運(yùn)行參數(shù)作為依據(jù)對(duì)所有的工序運(yùn)行時(shí)間以及工藝設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行刷新，并對(duì)運(yùn)行參數(shù)標(biāo)志進(jìn)行復(fù)位歸零。

綜合故障診斷能夠?qū)に囋O(shè)備中出現(xiàn)的故障進(jìn)行及時(shí)的處理和報(bào)警，這樣能夠保證設(shè)備在使用過程中不會(huì)受到更大的影響。自動(dòng)工序模塊能夠?qū)Ω鹿に嚨臓顟B(tài)進(jìn)行掌握，對(duì)工序的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行控制，在剩余時(shí)間是零的情況下，能夠切換到下一個(gè)工序步驟。

結(jié)語

城市污水處理量較大，因此為了能夠保證處理的效果，對(duì)污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行研究非常必要，這樣能夠更好的保證污水處理的效率，在質(zhì)量方面也能得到保障。自動(dòng)控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，其在運(yùn)行方面可靠性非常高，自動(dòng)化程度也在不斷提高，這樣能夠更好的保證工藝運(yùn)行效果，滿足城市污水處理的日常管理要求。

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