PLC自動控制系統(tǒng)在污水處理中的運用分析

李政

摘 要：隨著社會不斷進(jìn)步，大量自動化技術(shù)被運用在社會各個生產(chǎn)行業(yè)中，其中PLC控制系統(tǒng)是應(yīng)用性較強的一項自動化技術(shù)，在污水處理方面有較好運用。文章主要圍繞污水處理工藝流程分析、PLC控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)、污水處理中PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用分析等方面展開討論，詳細(xì)分析了PLC控制系統(tǒng)在污水處理中的具體應(yīng)用，包括細(xì)格柵裝置的自動控制、泵房自動控制等，能有效提高整個污水處理的自動化程度，具有研究價值。

關(guān)鍵詞：污水處理；PLC自動控制系統(tǒng)；運用分析

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）01-0171-02

Abstract： With the continuous progress of society， a large number of automation technologies have been used in various production industries， in which the PLC control system is a strong application of automation technology. It has a better application in the sewage treatment. This paper mainly discusses the process flow of wastewater treatment， the structure of PLC control system and the application of PLC control system in wastewater treatment. The application of PLC control system in wastewater treatment is analyzed in detail， including fine grid device automatic control， pump room automatic control and so on. This can effectively improve the entire sewage treatment automation degree and has the research value.

Keywords： sewage treatment； PLC automatic control system； application analysis

前言

水資源短缺始終是我國重點關(guān)注的問題之一，為了保證水資源的充分利用，應(yīng)加大對污水處理的重視，進(jìn)而實現(xiàn)水資源再生及利用的目的，是解決水資源短缺問題的關(guān)鍵。為了實現(xiàn)理想的污水處理成效，則應(yīng)充分利用PLC這一自動控制系統(tǒng)，在該系統(tǒng)作用下，能促使污水處理各個環(huán)節(jié)主動進(jìn)行，有利于提高污水處理效率，避免由于污水問題對城市建設(shè)及人們生活帶來不利影響，是污水處理中PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用價值的重要體現(xiàn)。

1 污水處理工藝流程分析

生活污水中一般包括較多的氮磷等物質(zhì)，為了有效去除這些物質(zhì)，則需要采用A2/0處理技術(shù)，利用該技術(shù)能將污水中氮磷含量控制在較低含量。A2/0處理工藝運行原理如下：一是將廢水與沉池回流中的污泥混合，這種情況下，聚磷菌將在厭氧環(huán)境下釋放吸收的磷，并氧化污泥中的有機氮，將其中的有害物質(zhì)去除；二是好氧段污泥內(nèi)包含較多的反硝化細(xì)菌，當(dāng)污泥處于缺氧環(huán)境時，則將發(fā)生NO-N還原反應(yīng)，生成的N將排放到空氣中，能起到較好的脫氮效果。

2 PLC控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

2.1 硬件構(gòu)成

通常將PLC自控系統(tǒng)分成上位監(jiān)視以及下位控制等兩個層級，其中監(jiān)視級主要由打印機以及工控機共同組成的，在這類構(gòu)件作用下，能做到對污水處理現(xiàn)場的實時監(jiān)控以及隨時將運行數(shù)據(jù)通過打印機打印出來，從而為工作人員相關(guān)作業(yè)的開展提供數(shù)據(jù)支持，使得他們在對污水處理設(shè)施運行狀況有所了解的條件下，有效制定污水處理方案及維護(hù)工序等。而控制部分一般由可編程控制器組成，在多個控制裝置分別安裝在鼓風(fēng)機房、進(jìn)水泵房、污泥泵房以及處理車間等施工環(huán)節(jié)中，能進(jìn)一步實現(xiàn)對各污水處理階段的自動化控制。硬件構(gòu)成是影響污水處理階段PLC自控系統(tǒng)運行成效的主要因素，因此，有必要加大對硬件構(gòu)成的掌握，以便為自控系統(tǒng)穩(wěn)定運行加以保障。

2.2 軟件構(gòu)成

污水處理中使用的自控系統(tǒng)離不開可編程控制器作用，在進(jìn)行控制器編程時，通常采取Wondware軟件，能實現(xiàn)程序編輯、在線命令以及編譯與反編譯等功能。這一系統(tǒng)軟件主要體現(xiàn)出開發(fā)環(huán)境良好的優(yōu)勢，具備強大的通信及信號接口功能，可為系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的實時傳遞提供多種渠道，這些特點使其在PLC自控系統(tǒng)建立中取得了較好運用。

3 PLC自控系統(tǒng)功能

將PLC自控系統(tǒng)結(jié)合運用到污水處理過程中，能起到降低工作人員勞動強度、提升污水處理效率等作用，在實際處理時，自控系統(tǒng)可實現(xiàn)實時監(jiān)控、在線數(shù)據(jù)傳輸、故障報警以及數(shù)據(jù)生成等功能。從控制方式角度出發(fā)，可將系統(tǒng)設(shè)計成站點控制以及中心控制兩種，在這兩類系統(tǒng)中能對其中的運行設(shè)備進(jìn)行自動選擇，可確保設(shè)備運行狀態(tài)滿足污水處理需求[1]。而對于自控系統(tǒng)的在線監(jiān)視功能來講，能做到對污水處理各個流程的有效監(jiān)控，旨在對現(xiàn)場處理參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)等信息進(jìn)行監(jiān)測及記錄。例如，在自控系統(tǒng)應(yīng)用下，能實現(xiàn)對污水處理工序的自動監(jiān)測，與傳統(tǒng)工作流程控制手段不同，工作人員可利用計算機設(shè)備來控制各項處理參數(shù)，同時能獲取系統(tǒng)反饋的處理信息，從而做到對設(shè)備運行狀態(tài)的合理調(diào)整，對提高污水處理質(zhì)量有重要意義。

4 污水處理中PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用分析

4.1 細(xì)格柵裝置的自動控制

在進(jìn)行污水處理時，需要借助細(xì)格柵裝置作用，起到過濾污水的作用，將自動控制系統(tǒng)運用在這一處理環(huán)節(jié)上，能實現(xiàn)合理控制水位差以及處理時間等，以便充分利用細(xì)格柵裝置運用效果，做到對過濾流程的實時監(jiān)控及控制。當(dāng)系統(tǒng)自動啟動除污設(shè)施時，則在系統(tǒng)指令驅(qū)動作用下，輸送機以及脫水機將開始運轉(zhuǎn)，對污泥進(jìn)行有序處理。當(dāng)細(xì)格柵停止運轉(zhuǎn)后，需要延遲一段時間才能按停輸送機和脫水機，主要是為了保證污水處理的完整性。污水處理過程中管理工作的開展可借助監(jiān)控系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)來完成，在對自控系統(tǒng)運行信息加以收集及分析后，能做到結(jié)合污水處理現(xiàn)場狀況有針對性地實施管理操作，并通過控制屏落實各項管理措施。如通過利用計算機設(shè)備，可進(jìn)行水位差值設(shè)定、細(xì)格柵運行時間調(diào)整等，有利于提高管理效率，并能確保污水處理過程中的管理工作全方位開展。

4.2 泵房自動控制

為了加大對污水處理質(zhì)量及效率的控制，則應(yīng)在進(jìn)水泵房裝置上運用自動化控制系統(tǒng)，以便確保進(jìn)水泵房相關(guān)性能的有效發(fā)揮，保證進(jìn)水速度以及進(jìn)水量等滿足污水處理要求，在此基礎(chǔ)上，達(dá)到較好的污水處理成效。對于進(jìn)水泵房裝置來講，其對應(yīng)的自控流程主要是對水位值進(jìn)行測定的基礎(chǔ)上，根據(jù)測定數(shù)據(jù)自動執(zhí)行進(jìn)水控制操作[2]。當(dāng)水位升高至正常處理量時，則PLC自控系統(tǒng)將觸發(fā)控制按鈕，促使進(jìn)水泵房裝置開始運行，需要嚴(yán)格按照水泵運行時間來合理控制水泵啟動順序，以便保證污水處理能在各裝置良好運行的前提下，達(dá)到水資源回收利用的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。在水位降低的情況下，水泵控制按鈕將依次停止，標(biāo)志著進(jìn)水環(huán)節(jié)的完成。通過利用自控系統(tǒng)來記錄水泵運行時間，能促使水泵根據(jù)時間信息自動輪值，發(fā)揮其在污水處理中的作用，并且有利于保障水泵裝置始終處于良好的運行狀態(tài)。在進(jìn)水泵房實際運行過程中，可能出現(xiàn)水位下降至最低保護(hù)水位，這種情況下裝置將停止運作，需要重新設(shè)定水位值。由以上闡述可知，將自控系統(tǒng)應(yīng)用到污水處理中的水泵控制上，可確保有關(guān)操作行為的自動執(zhí)行，有利于提高污水處理自動化，并能做到對進(jìn)水量的控制。

4.3 沉砂池自動控制

沉砂池主要是用來沉淀污水的一類裝置，在進(jìn)行污水沉淀處理時，該裝置上的攪拌葉輪將始終處于運行狀態(tài)，在PLC自控系統(tǒng)作用下，可定時啟動排砂裝置，使得污水處理過程高效開展，避免由于沉砂堆積造成裝置運行故障。同時控制系統(tǒng)還將對污水沉淀處理階段運用到的設(shè)備進(jìn)行啟動控制，將自動控制貫穿在裝置運行各個環(huán)節(jié)，從而促進(jìn)整體自控效果的提高。例如，沉砂池裝置運行時，其中的自控系統(tǒng)可對排沙泵、沉砂池以及沖洗水等設(shè)施進(jìn)行控制，根據(jù)污水處理系統(tǒng)具體運行狀態(tài)，針對性地采取裝置控制行為，保證裝置運行狀態(tài)符合污水處理要求。

4.4 氧化溝曝氣量的自動控制

污水處理階段需要向其中輸入適量氧氣，對污水處理效果有直接影響。為了加大氧氣輸入控制程序的應(yīng)用靈活性，需要將自控系統(tǒng)結(jié)合到控制體系中，并能做到根據(jù)污水處理對氧氣的需求以及系統(tǒng)負(fù)荷情況等，嚴(yán)格控制污泥中的氧氣輸入量，是確保污水處理效果滿足工業(yè)生產(chǎn)要求的關(guān)鍵。利用PLC自控系統(tǒng)，旨在為曝氣機運轉(zhuǎn)速度控制提供新途徑，通過采取自動控制的技術(shù)手段，能確保氧氣輸入量滿足污水處理要求。如通過自控系統(tǒng)來收集污水處理系統(tǒng)的氧氣量需求信息，在對信息進(jìn)行分析的情況下，自控系統(tǒng)可調(diào)節(jié)裝置轉(zhuǎn)速，在氧氣量較少時，可通過調(diào)整轉(zhuǎn)速來適當(dāng)增加氧氣量[3]。自控系統(tǒng)進(jìn)行曝氣機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的指標(biāo)包括污水中溶解氧濃度以及氧化還原電位等，借助上述信息能保證污水處理系統(tǒng)高效運行。另外，自控系統(tǒng)運用優(yōu)勢還體現(xiàn)能源節(jié)約上，自控系統(tǒng)主要是根據(jù)污水處理時產(chǎn)生的信息執(zhí)行控制行為，因此可做到充氧量和污水處理實際需氧量的完全匹配，進(jìn)而避免能源浪費。

4.5 污泥回流量的自動控制

實際開展污水處理作業(yè)時，還應(yīng)借助污泥脫水系統(tǒng)在污泥量控制上的作用，是保證污泥處理質(zhì)量達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)的重要環(huán)節(jié)[4]。將自控系統(tǒng)運用到脫水系統(tǒng)中，可采取時間控制以及手動控制這兩種方式，來實現(xiàn)對污泥回流量的自動控制，避免由于回流量控制不佳造成污水治理效果較差。污水處理系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備將在接收到控制指令后執(zhí)行相應(yīng)操作，通常按照輸送機、脫水機、加藥泵的順序啟動。而在處理系統(tǒng)存在運行故障后，自控系統(tǒng)將停止運行[5]。例如，在藥液制備環(huán)節(jié)如果出現(xiàn)液位低或者進(jìn)泥流量低等問題后，PLC自控系統(tǒng)將檢測其中故障信息并停止運行。

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著時代的快速發(fā)展，水資源在社會進(jìn)步及人們生活實際中的重要性越加凸顯出來。目前我國水資源短缺問題較嚴(yán)重，部分地區(qū)水資源供應(yīng)不足，是阻礙區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長的主要因素，因此，應(yīng)做好污水處理工作。通過將PLC系統(tǒng)結(jié)合到污水處理中，則系統(tǒng)能實現(xiàn)自行收集、分析及記錄污水處理過程中產(chǎn)生的信息，從而為工作人員提供相關(guān)數(shù)據(jù)，保證污水處理工作的高效開展，為我國水資源保護(hù)作出貢獻(xiàn)。

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