淺析自動控制系統在污水處理中的運用

孫信武

摘 要：污水處理是國家非常重視的一個方面，而自動控制系統的引用為污水處理帶來了飛躍的發展，該文主要介紹了自動控制系統在污水處理中的運用概況、運用進展、存在的問題以及解決對策，以期有所借鑒。

關鍵詞：污水處理 ?自動控制 ?概況 ?進展 ?問題 ?對策

中圖分類號：X703 ? ?文獻標識碼：A ?文章編號：1674-098X（2014）11（b）-0123-01

隨著現代科學技術的不斷發展，自動控制技術已經運用于各行各業當中。水污染防治一直是國家非常重視的一個方面，而城市污水的處理效果和自然水體的污染有著直接關系，自動控制系統在污水處理中的運用給污水的處理效率帶來了極大的提高，該文將從自動控制系統在污水處理中的運用概況、運用進展、存在的問題以及未來發展幾個方面進行討論。

1 自動控制系統在污水處理中的運用概況

自動控制系統利用通信網絡把控制設備、執行器件、檢測元件和主計算機連接起來，通過主計算機可以進行集中控制，從而實現集中監控、集中調度、集中分析和集中數據處理的目的。國外自動控制系統在污水處理中的運用起步比較早，美國在20世紀70年代就開始將自動控制系統運用于污水處理當中，目前自動控制系統幾乎覆蓋了美國整個污水處理廠，而STAR和SCADA系統在丹麥的幾座大型污水處理廠中運行良好。自動控制在我國污水處理中的運用始于90年代后，但運用的基本上是從外國引進的成套設備，經過這些年的發展，工業以太網與FCS配合的自動控制技術已經發展為我國最為先進的技術，配合PLC控制站，已成為最新一代的控制系統。

2 自動控制系統在污水處理中的運用進展

2.1 FCS

FCS即現場總線控制系統，是發展迅猛、最新型的自動控制技術，它是用現場控制網絡將各種控制器、傳感器和執行器聯系起來，用網絡傳輸代替傳統的硬件傳輸，從而實現自動控制，常見的現場總線包括MODBUS、HART、PROFIBUS等等。

2.2 PLC

PLC即可編程控制器，是一種工業控制裝置，它通過計算機技術可以實現開關量的邏輯控制，具有很高的可靠性和抗擾能力。污水處理廠中一般有一個總控制室和多個現場控制站，總控制室和各控制站以及各控制室之間通過網絡連接，構成一個工廠化的網絡，從而實現集中管理、分散控制的目的，可見PLC在污水處理中是至關重要的。

2.3 DCS

DCS即集中分散型控制系統，它是將計算機技術、自動控制技術、CRT顯示技術和通信技術融合在一塊，是一種新型的4C控制技術，其主要功能是為了實現連續物理量的監視與調節，目前與PLC相結合的DCS控制系統在污水處理廠中的運用已經相當成熟。

3 自動控制系統在污水處理中的主要表現

3.1 過程控制

過程控制是自動控制系統對污水處理整個過程的工藝參數和工藝流程進行實時監控和數據采集和分析，并根據分析結果對現場設備的運行進行控制。其中中央控制系統可以實現運行數據的采集和存儲、運行過程的調度和管理，對于閘門的啟閉、工藝的進行和停止以及緊急處理等關系整個污水處理廠運行的命令進行直接控制。

3.2 遠程監控

遠程監控可以使污水處理廠的工作人員方便的獲得各個污水處理設施的運行狀況，包括粗細格柵、污水提升泵、曝氣池、污泥脫水機和吸泥橋等，并根據反映的數據進行現場控制，從而保證各處理設備運行正常。

3.3 視頻監視

視頻監視是在污水處理廠中安裝閉路電視系統，從而可以監視整個廠區的生產過程，通過調節中央控制室的視頻控制器，可以全方位無死角的巡視生產區域和生產設備，保證廠區的運行安全。

3.4 運行監控

運行監控是通過設備和軟件相互配合，在主控制室的控制屏幕上可以顯示整個工藝流程，并可以對單個工藝的流程進行詳細展示，當點擊某一個污水處理設備時，屏幕上會顯示該設備的具體運行參數，并可以顯示該設備控制過程的具體細節，同時可以對該設備的參數進行調整，從而對污水處理過程進行直觀的表示，方便調整各個設備運行參數。

3.5 故障診斷

故障診斷可以對設備運行中產生的故障進行監控、查找和報警，當某個污水處理設備發生故障時，中央控制系統會對報警數據進行記錄保存，并通過聲光的形勢發出報警信號，方便工作人員進行相應的調整處理。同時故障診斷系統還可以對簡單的故障進行分析和調整，從而保證整個系統的運行正常。

4 自動控制系統在污水處理運用中存在的問題及發展對策

雖然自動控制系統在污水處理中的運用已相當普及和成熟，但在運用過程中還存在一些問題，這主要表現為以下幾點。

（1）污水處理是一個極其復雜的過程，設備運行當中有很多參數，自動控制系統的在線穩定性較差，僅僅靠自動控制系統很難對整個污水過程進行有效的監測和控制，因此還需要現場工作人員對運行過程進行操控，并根據分析結果進行調整。

（2）污水處理廠中的自動控制設備的操控往往是廠區的工作人員來完成，缺少相應的自動控制方面的專業人員，由于污水處理廠中的自動控制設備涉及的自動控制方面的知識比較復雜，一些國外引進的設備說明均是用英文書寫，因此僅僅通過對廠區人員的培訓很難勝任自動控制設備的操作。因此，未來要在污水處理廠中引進專業人員，不僅避免了盲目操作，而且還能對其他廠區人員進行相應的培訓和指導，從而保證廠區的運行良好。

（3）目前我國大部分污水處理廠存在監視良好、控制不力的缺陷，工作人員對于監視過程得來的數據不能很好的分析并進行控制，失去了自動控制系統本身的意義。因此，在以后的發展過程中要加強對污水處理廠設備的控制。

（4）污水處理中用于數據采集的探頭很多，而大部分均是浸泡在污水當中，而污水中的雜質相當復雜，很容易纏繞探頭，從而影響采集數據的準確性，甚至可能損害探頭。因此新型探頭的研究將會決定自動控制系統能否在污水處理中有效運用。

總之，自動控制系統在污水處理中運用已經相當廣泛和成熟，但仍有一些問題需要不斷解決，相信隨著科學技術的不斷發展，污水處理設備將會得到更好的完善，自動控制系統也將在污水處理中扮演著越來越不可替代的作用。

參考文獻

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