污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的控制策略

王其佳

摘要：城市人口數(shù)量的增加對城市各方面的管理構(gòu)成了嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。城市污水處理是城市管理工作的重要組成部分。如何利用現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)提高污水處理的自動(dòng)化水平和污水處理效率，是城市管理職能部門關(guān)注的焦點(diǎn)。它要求污水處理廠在分析城市污水來源方面做好工作，并進(jìn)行充分的論證和分析。確保污水處理自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的合理性。

關(guān)鍵詞：污水處理；自動(dòng)化控制；系統(tǒng)；控制策略

隨著我國環(huán)境問題的日益突出和人們對綠色可持續(xù)發(fā)展理念的關(guān)注，我國的環(huán)境保護(hù)也越來越強(qiáng)大。水污染控制是我國環(huán)境保護(hù)的重點(diǎn)。人們將大量生活污水直接排入河流和湖泊，造成大面積水污染。因此，我們必須從水污染源頭入手，重視生活污水和工業(yè)廢水的處理。通過對污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的原理和具體方案的研究，分析了污水處理系統(tǒng)在降低成本方面的實(shí)施情況，使其得到廣泛的推廣應(yīng)用。

1污水處理廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)原理分析

1.1 系統(tǒng)工作原理

污水處理廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)的主要工作就是，現(xiàn)場安裝的儀器會自動(dòng)連續(xù)地記錄各種參數(shù)數(shù)據(jù)，相應(yīng)數(shù)據(jù)會傳入PLC進(jìn)行計(jì)算，然后計(jì)算結(jié)果將傳入線上實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，加以人工輸入方式，在對應(yīng)的報(bào)表和畫面中顯示出來，從而對進(jìn)出的各項(xiàng)重要指標(biāo)以及整個(gè)污水處理方式的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，保證能夠及時(shí)準(zhǔn)確的了解污水處理的情況。

1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

污水處理廠主要由PLC、上位機(jī)以及電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分組成，其中能夠進(jìn)行智能控制的上位機(jī)是控制系統(tǒng)的核心部分，占據(jù)著重要地位。PLC，也指工位PLC，是一種用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，它能夠執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)算等操作，當(dāng)PLC工作時(shí)，先輸入采樣數(shù)據(jù)，然后執(zhí)行用戶程序，最后輸出分析數(shù)據(jù)，刷新后又不斷重復(fù)這三個(gè)步驟，相關(guān)的數(shù)據(jù)會不斷輸入并輸出，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測最新數(shù)據(jù)的要求。優(yōu)秀的計(jì)算機(jī)也是計(jì)算機(jī)的一種。它可以直接發(fā)送控制命令。它還可以在屏幕上顯示各種信號變化，如液壓大小、溫度、水位低等。上位機(jī)專用軟件是實(shí)現(xiàn)智能控制的重要結(jié)構(gòu)。該軟件采用時(shí)鐘循環(huán)掃描方法，能夠?qū)r(shí)間、溶氧度和污泥濃度進(jìn)行智能、自動(dòng)的分析，具有較高的可靠性。同時(shí)，也可以設(shè)定每個(gè)污水處理廠的指標(biāo)，以最小的成本達(dá)到最高的效率。其他組件是上位機(jī)的輔助機(jī)構(gòu)，服從上位機(jī)的指令。

總的來說，自動(dòng)控制系統(tǒng)分為三部分：自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)控制和自動(dòng)分析。這三部分相互配合，組成了污水處理廠自動(dòng)化程序中的核心內(nèi)容，顯而易見的，PLC、上位機(jī)和電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別執(zhí)行了自動(dòng)檢測、自動(dòng)控制和自動(dòng)分析三個(gè)功能，三者密切相關(guān)，保證了污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)性運(yùn)行。

2污水處理廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)現(xiàn)狀

自動(dòng)化控制系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，將若干具有通信接口的器件、原件、計(jì)算機(jī)和控制設(shè)備等連接起來，通過控制計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)集中化管理、集中化監(jiān)控、集中化調(diào)度和集中化分析等功能。近年來SCADA、DCS、PLC等技術(shù)的發(fā)展給自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用帶來了新的空間，而自動(dòng)化控制技術(shù)在諸多領(lǐng)域中的應(yīng)用，也有效擴(kuò)大了領(lǐng)域的生產(chǎn)規(guī)模，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)和自動(dòng)化管理。

在國外，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展已有相當(dāng)長的時(shí)間。無論是小型氧化罐還是大型污水處理廠，計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制和自動(dòng)遙控器、閉路電視等現(xiàn)代技術(shù)都得到了廣泛應(yīng)用。在第二階段自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展后，發(fā)達(dá)國家投入大量資金進(jìn)行污水處理自動(dòng)化監(jiān)測和自動(dòng)化管理的研究，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制、自動(dòng)報(bào)警和事故即時(shí)記錄。20世紀(jì)70年代以來，美國開始將自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用于污水處理。目前，美國所有的污水處理廠都采用了自動(dòng)化參數(shù)測試和自動(dòng)化控制；丹麥幾個(gè)大城市的污水處理廠也采用了自動(dòng)化控制技術(shù)，如star和scada。污水處理廠使用在線檢測儀，能夠?qū)⑾跛猁}氮、氨氮濃度等污染物的主要參數(shù)發(fā)送到控制系統(tǒng)的中心PLC中，計(jì)算機(jī)分析參數(shù)信息并控制曝氣池不同階段的曝氣模式和運(yùn)行時(shí)間，污水處理廠中的設(shè)備如果發(fā)生了問題，程序就會向中心計(jì)算機(jī)以及技術(shù)人員攜帶的移動(dòng)設(shè)備發(fā)送信息，技術(shù)人員能夠了解問題發(fā)生的時(shí)間和位置，技術(shù)人員能夠根據(jù)問題的具體參數(shù)判斷是否需要立刻解決以及如何解決。

20世紀(jì)90年代，中國開始將自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用于污水處理。然而，由于我國對自動(dòng)化技術(shù)的研究不夠深入，從國外引進(jìn)的自動(dòng)化控制設(shè)備，從智能調(diào)節(jié)、反饋到FAC、DCS、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，都是較為完備的自動(dòng)化控制設(shè)備。在應(yīng)用上，我國自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了幾個(gè)重要階段，自動(dòng)化技術(shù)水平也有了明顯提高。目前，我國污水處理廠最常用的自動(dòng)化控制技術(shù)是將FAC技術(shù)與工業(yè)以太網(wǎng)相結(jié)合。這也是世界上最先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)。該系統(tǒng)的核心是具有高可靠性和高性能的PLC控制站。它還配備了服務(wù)器，以提高自動(dòng)化控制的效率和質(zhì)量。

3 污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的相關(guān)策略

3.1 加強(qiáng)監(jiān)督控制

我國污水處理行業(yè)的監(jiān)督管理不夠嚴(yán)格是一個(gè)常見的問題，因?yàn)樵S多有效的控制信息不能得到有效的利用，使得污水處理質(zhì)量長期不能得到有效的提高。污水處理控制和檢測工作明顯處于滯后發(fā)展階段。為了提高污水處理質(zhì)量，更加完善的污水處理控制體系。加強(qiáng)對污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)的監(jiān)督管理，合理利用自動(dòng)控制設(shè)備及時(shí)收集信息，合理利用信息，提高自動(dòng)控制技術(shù)水平。

3.2 人工與自動(dòng)化控制相互結(jié)合

因?yàn)槲鬯幚硇袠I(yè)的特殊性，污水處理需要較長的周期，經(jīng)過多項(xiàng)復(fù)雜的程序才能完成。再加上，因?yàn)樯婕暗膮?shù)比較多，系統(tǒng)穩(wěn)定性不夠好，這就加大自動(dòng)化控制系統(tǒng)在操縱上的難度。自動(dòng)化控制技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用一項(xiàng)長期的工程，因此必須實(shí)現(xiàn)人工與自動(dòng)化控制的有效結(jié)合。

3.3加大技術(shù)培訓(xùn)

自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)比較廣泛、專業(yè)，更重要的是與計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、電氣控制和儀器檢測有關(guān)。這需要有關(guān)工作人員提供詳細(xì)資料。然而，目前大多數(shù)污水處理設(shè)備是從國外進(jìn)口的。員工對設(shè)備和產(chǎn)品不太熟悉，大多需要具備比較扎實(shí)的外語能力。

3.4完善管理制度

為了確保污水處理工作的順利進(jìn)行，污水處理廠應(yīng)結(jié)合自動(dòng)化系統(tǒng)積極改進(jìn)管理制度，明確每個(gè)人的責(zé)任，并確保每位負(fù)責(zé)人履行職責(zé)。

4結(jié)束語

未來的污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能技術(shù)為基礎(chǔ)。水處理業(yè)自動(dòng)化控制單元的網(wǎng)絡(luò)化和智能化是大勢所趨。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和不斷完善，遠(yuǎn)程接入和遠(yuǎn)程控制在污水處理中的應(yīng)用越來越頻繁。為了提高我國的經(jīng)濟(jì)水平，并且還居民一個(gè)清爽的生態(tài)環(huán)境，應(yīng)加快自動(dòng)化控制系統(tǒng)的創(chuàng)新“腳步”，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)的深度運(yùn)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉一臻，于靜.鋼鐵行業(yè)污水回收利用基礎(chǔ)自動(dòng)化控制的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].遼寧科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2018（1） ：12-13，69.

[2]陳玉萍，宋小菲.In Touch組態(tài)軟件在污水廠自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)控軟件中的應(yīng)用[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2017，26 （4） ：28-29.

（作者單位：南京水務(wù)集團(tuán)有限公司）