PLC在污水處理中的應(yīng)用研究

劉洋

（唐鋼能源科技分公司，河北唐山，063000）

引言

河鋼唐鋼高強(qiáng)汽車板廢水站項目，采用plc系統(tǒng)對汽車板的工藝廢水進(jìn)行全自動處理。多個工藝流程通過采集大量的模擬信號和數(shù)字信號，通過邏輯判定和程序編寫，輸出控制信號，對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行自動控制，整個水處理工藝流程基本實現(xiàn)了無人現(xiàn)場作業(yè) ，在控制室就是實現(xiàn)了對廢水的處理，水質(zhì)檢測達(dá)標(biāo)實現(xiàn)環(huán)保外排。

1 PLC自動控制系統(tǒng)的內(nèi)涵解析

1.1 PLC自動控制系統(tǒng)的基本概念

PLC（英文：Programmable Logic Controller）中文全稱為可編程邏輯控制器，從本質(zhì)上來說，也屬于一種可編程控制器件，其實就是一中具有完善系統(tǒng)性的存儲器[1]。之所以說它優(yōu)勢明顯，系統(tǒng)性強(qiáng)就是因為在整個工作的過程中會存在除了基本存儲功能以外的其他特殊功能，例如對工作實現(xiàn)定時控制，邏輯運算等其他特殊化的操作。而且這種多面性的系統(tǒng)控制能力能夠讓用戶通過數(shù)字編程的輸入命令來實現(xiàn)對機(jī)械設(shè)備和其他工作階段、生產(chǎn)過程的合理化控制，從本質(zhì)上提升工作過程的工作效率，實現(xiàn)對工作流程的有效控制[2]。

1.2 PLC自動控制系統(tǒng)的工作流程

PLC自動控制系統(tǒng)的工作流程可以分為三個部分，數(shù)據(jù)采樣錄入、基本程序執(zhí)行操作、完成刷新系統(tǒng)這單個階段。針對第一個數(shù)據(jù)采樣錄入環(huán)節(jié)來說，PLC自動控制系統(tǒng)能夠通過最簡單、最高效的掃描條形碼的方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，在數(shù)據(jù)的采集之后，還能夠做出一定程度上的簡單分析，并且能夠借助影像的技術(shù)將信息保存下來。之所以采取影像的技術(shù)將信息進(jìn)行保存就是為了防止在工作過程中，由于其他操作程序的運行對PLC自動控制系統(tǒng)造成影響，從而影響內(nèi)部的數(shù)據(jù)系統(tǒng)變化[3]。在保留工作流程的影像之后就能保證運行過程的穩(wěn)定性，即使出現(xiàn)差錯也能夠及時的查出來。對于第二個主要的工作階段基本程序執(zhí)行操作過程來說，PLC自動控制系統(tǒng)與其他普通程序執(zhí)行不一樣的是，它能夠結(jié)合實時輸入的數(shù)據(jù)來自動調(diào)節(jié)工作程序的順序，保證其在穩(wěn)定的工作狀態(tài)下進(jìn)行執(zhí)行，并且能夠在完成執(zhí)行的任務(wù)之后對結(jié)果進(jìn)行直接的驗證，從而進(jìn)一步確定用戶的命令。第三個階段，完成刷新就是PLC自動控制系統(tǒng)對于執(zhí)行命令之后產(chǎn)生地基結(jié)果進(jìn)行刷新和處理，并且由輸出程序作為結(jié)果進(jìn)行最終的輸出。

2 國內(nèi)外污水處理的現(xiàn)狀

首先從國外發(fā)展的角度來說，在上世紀(jì)第十九年代初，由于發(fā)達(dá)國家的迅速進(jìn)步，出現(xiàn)了水資源的污染狀，而且在醫(yī)療技術(shù)還不夠發(fā)展的情況下，很容易引起人體發(fā)病率的提升。在意識到這個問題之后，政府和相關(guān)部門已經(jīng)認(rèn)識到了污水治理的必要性，并且投入大量的人力、物力、財力等來治理污水。最早的實際應(yīng)用案例就是在1897年，英國泰晤士河的污染，是在英國建設(shè)了世界上第一種生物凈化法來實現(xiàn)的，接著又根據(jù)需要發(fā)展出了相應(yīng)的生物糞池、活性污泥法等措施。后來由于技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)技術(shù)的普及，逐步開始引入曝氣時間控制、水質(zhì)在線監(jiān)測等方法。針對國內(nèi)的污水處理現(xiàn)狀來說，伴隨著中國城市化、工業(yè)化的加快。目前，普遍使用的污水處理自動控制系統(tǒng)有PLC自動控制系統(tǒng)、 DCS系統(tǒng)等幾種結(jié)構(gòu)[4]。雖然及具備了相應(yīng)的實力，但是就發(fā)達(dá)國家對污水的處理情況來說，還存在著較大不足。

3 PLC自動控制系統(tǒng)在污水處理中的實際應(yīng)用

3.1 控制系統(tǒng)

PLC自動控制系統(tǒng)在污水處理的實際應(yīng)用過程中，會根據(jù)基本的要求進(jìn)行不同的控制方式選擇，主要可以分為兩種類型，其一就是自動控制，其二就是手動控制。一般來說，自動控制的方式被采用的頻率較高，但是也有一定的缺陷，即在工作的過程中不能夠受到其他系統(tǒng)的影響，一旦出現(xiàn)故障就會導(dǎo)致工作狀態(tài)發(fā)生變化。而手動控制的方式則是在自動控制的基礎(chǔ)上，輔助以人力的調(diào)控，來保證設(shè)備的正常運行工作。

3.2 在線監(jiān)視功能

在污水處理的整個過程，為了避免任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)紕漏，就需要對各個工作環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)控和監(jiān)視。而PLC自動控制系統(tǒng)就可以通過彩技術(shù)與的功能來對污水處理 的情況進(jìn)行監(jiān)控。具體的操作手法就是在在各個污水排放行業(yè)處理的各個環(huán)節(jié)上都設(shè)施智能儀表，這種智能儀表的使用不僅僅能夠?qū)⑴盼圻^程中產(chǎn)生的信息進(jìn)行及時的記錄，還能夠?qū)⑺脭?shù)據(jù)進(jìn)行實時傳輸?shù)阶罱K的控制室內(nèi)，從而幫助工作人員全面了解到設(shè)備的運行情況。此外，智能儀表還能夠?qū)Σ杉瘮?shù)據(jù)變化中存在的參數(shù)變化情況顯示出來，便于工作人員及時監(jiān)測污水的處理情況，在實際的工作過程中具有極其明顯的意義[5]。

3.3 采集數(shù)據(jù)

PLC自動控制系統(tǒng)能夠?qū)ξ鬯幚磉^程中存在的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行及時的采集和分析，并且第一時間進(jìn)行影像的錄入，這樣就能夠有效避免PLC自動控制系統(tǒng)在正產(chǎn)的運行過程中出現(xiàn)不必要的麻煩。而且這樣做的最后目的是為了保證信息數(shù)據(jù)的采集和保存，屬于整個污水處理過程中十分關(guān)鍵和重要的步驟。

3.4 數(shù)據(jù)分析

在數(shù)據(jù)分析的過程中，利用PLC自動控制系統(tǒng)能夠從最初的數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶罱K的數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)完全的掌控。再說數(shù)據(jù)分析的過程中，后臺程序的操作具備重要的意義，只有在傳輸過程完成之后，將得出的結(jié)果在第一時間內(nèi)進(jìn)行處理，完成最終的分析工作。并且對于分析的數(shù)據(jù)做出最終的保存，還能夠給工作人員在日后的工作進(jìn)程中提供一定的資料判斷，從而保證工作的可持續(xù)性進(jìn)行[6]。

3.5 故障提示

在污水處理的過程中，借助PLC自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)故障的監(jiān)控和提醒功能是十分重要的。一旦在工作的過程中出現(xiàn)故障，PLC自動控制系統(tǒng)就能夠及時做出反應(yīng)，將故障發(fā)生的地點、故障的類型、故障產(chǎn)生的原因傳輸?shù)奖O(jiān)控室里面去，引起操作人員的注意，從而更加及時的掌握故障發(fā)生的具體原因，也能夠第一時間內(nèi)做出應(yīng)急預(yù)案的處理，采取合理的措施，對故障進(jìn)行解決。

3.6 動態(tài)管理

行業(yè)的工作人員能夠在控制室內(nèi)直觀的看到所收集數(shù)據(jù)的各種信息，根據(jù)智能儀表最終所顯示出來的參數(shù)數(shù)值、報警信息等動態(tài)信息，對整個污水處理的過程進(jìn)行實時的監(jiān)控和彈性的調(diào)整，能夠避免故障產(chǎn)生后不能及時發(fā)現(xiàn)所帶來的危害和影響，最終提升實際的工作效率。

4 結(jié)束語

在時代發(fā)展的背景下，不能夠僅僅只注意到經(jīng)濟(jì)效益的提升，還需要對各類資源的利用和保護(hù)做出合理的舉措。水資源的匱乏已經(jīng)成為了當(dāng)今世界較為嚴(yán)重的現(xiàn)象，在這樣窘迫的環(huán)境驅(qū)使下，就必須從科學(xué)技術(shù)的手段出發(fā)來治理水污染的問題。因此，利用PLC自動控制系統(tǒng)能夠有效的對污水處理中的各類信息數(shù)據(jù)進(jìn)行及時的收集、分析、反饋和保存，使得從業(yè)人員能夠?qū)崟r監(jiān)控整個污水處理的全過程，提升工作效率，為環(huán)境保護(hù)做出貢獻(xiàn)。

[1]王浩.PLC在化工廢水處理廠自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].山東工業(yè)技術(shù), 2017, (24): 118.

[2]馬佳佳, 潘禹辰, 吳佩員.PLC自動控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用分析[J].電腦迷, 2017, (03): 35.

[3]張懷宇.基于模糊控制的CASS污水處理控制系統(tǒng)設(shè)計[D].西南交通大學(xué), 2016.

[4]高超.PLC在污水泵站自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用探討[J].科技與企業(yè), 2014,(15): 145.

[5]寧利.實驗型造紙污水處理自動監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用[D].華南理工大學(xué), 2012.

[6]姜維.特油公司污水處理站過程監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)與研制[D].大連理工大學(xué), 2009.