試論智能化水處理設備的自動化系統

譚旭初

摘要：水處理質量已經成為我國當前的研究重點，已經開發出了多種智能化水處理設備，應用自動化系統完成各項控制工作。基于對智能化水處理設備運行質量影響因素的研究與分析，本文總結了自動化系統的運行方式，在此基礎上完成自動化系統的設計工作，提高對水處理設備的控制效率。

關鍵詞：智能化;水處理設備;自動化系統

在智能化水處理設備運行中，需要通過對各個處理成果的研究與分析，明確各個子系統的運行狀態，以控制整個設備的運行狀態和運行方式，從整體上來看，自動化系統需要構成一個閉環控制體系。

1智能化水處理設備的自動化系統工作內容

1.1處理質量檢測

在智能化水處理設備中，經過多個步驟完成相應的處理工作，包括固體物質過濾、有機物處理、無機物處理等，在無機物處理中，也會向系統中加入各類相關反應物，在此基礎上完成過濾與除雜工作。

在各個子系統的運行中，需要設置相應的傳感器，通過對這種方法的應用，可以提高對整個系統的控制質量，確保向各個子系統中加入的藥品量最大限度去除污染物。例如對于有機物除雜中，在處理的初始階段完成有機物含量檢測工作，在有機物處理系統的運行中，檢測處理后水體中的有機物含量，確定是否可將這類水體泵出，只有在有機物的含量滿足水體處理要求時，才可確定完成了有機物處理工作。

1.2處理形式控制

在水體處理中，不同的物質采用不同的處理形式，主要為加入的藥品量存在差異，為提高處理效果，需要完成處理形式控制工作，提高整個系統的運行質量。在水處理工作中，處理形式包括循環處理、單向處理等，對于這兩個系統的運行方式，要從實際處理效果的角度出發，通過控制系統的數據對比工作，確定是否需要經過循環處理。在自動化系統的設計中，需要通過對檢測結果的研究和分析，確定實際的運行質量，當確定被處理物質的含量高于設定值時，自動控制系統需要控制相關構件和子系統的運行狀態，實現對水體的再次以及多次處理。

1.3系統故障檢測

在智能化水處理設備中，出現故障后整個設備的運行質量必然大幅下降，需要故障檢修人員及時落實該項工作。在系統的故障檢測中，最基礎也是最核心的工作為，通過對各類子系統以及構件的檢測工作，分析整個設備的運行狀態，保持整個系統的高效穩定運行。故障檢測獲取的數據來源于兩個方面，其一為對水體的實際處理情況，當發現經過多次處理后，水體中的污染物含量依然超標時，可以確定系統中出現故障。其二為各類構件的運行狀態傳感器，該系統能夠實現對系統故障的精確定位，通過對這種方法的應用，可以進一步提高整個系統的運行質量，提高整個系統的運行穩定性。

2智能化水處理設備的自動化系統設計方法

2.1處理質量檢測系統

在處理質量檢測系統的設計中，系統的最基礎設計目的為在確定處理質量的基礎上，確定系統的后續運行質量，從系統的作用形式來看，需要構成一個閉環控制系統，并能夠實現對數據的有效對比，提高整個系統的運行狀態，本文提出的系統設計方法為，建成PID控制系統。

該系統的被控對象為水處理設備中的控制系統，由于在智能化水處理設備中，采用分階段的處理方法，所以被控對象中的一個重要內容為系統中的抽水泵，當水處理質量能夠滿足相關要求時，抽水泵才可運行。

該系統中設置的傳感器主要有兩種，一種為水質檢測傳感器，針對不同的處理方式，檢測的內容也有所不同，另一種為水面高度傳感器。在傳感器獲取信號后，由放大器放大傳感器的信號，再將該信號輸入到比較器中，當發現水處理的質量未能滿足設定的參數要求時，控制相關的處理設備進一步運行，提高整個系統的運行質量。液面高度傳感器的作用目的為，防止由于液面高度過低出現設備空轉等問題，當液面高度過低時，控制抽水泵從上一處理系統中抽水，保證各類活動構件能夠在正常的液面高度狀態下運行。

2.2處理形式控制系統

處理形式控制系統的被控對象為各類參與水處理工作的活動構件，包括處理藥品投放設備、攪拌器等，處理形式控制系統可以與質量檢測系統連接，在此基礎上完成相應的設備運行狀態控制工作。在這一系統的運行中，控制信號來源于質量檢測系統，該系統的作用為檢測被處理水體的各項參數，通過對這種方法的應用，實現對整個系統運行狀態的合理控制。在處理形式控制系統的運行中，通過對質量檢測系統信號的進一步分析，可以控制整個系統的運行狀態。例如重金屬離子去除過程中，應用Na2CO3和NaOH完成使重金屬離子沉降，在傳感器的運行中，處理檢測重金屬離子，也檢測水體中的Na離子含量，當重金屬離子含量超標時，通過比較鈉離子含量，可確定是否需要進一步向水體中投放這類重金屬離子處理藥品。

2.3系統故障檢測系統

故障檢測系統由于不要求設備具有自我修復能力，所以該系統較為簡單，需要借助計算機完成故障定點檢測工作。

在水處理系統的運行中，在各個關鍵構件上設置相應的傳感器，傳感器的信號傳輸到PLC控制器中，該設備完成設備的實際運行參數與設定信號的比較，當發現兩個信號之間的差異過大時，可確定該構件出現故障，PLC系統與故障警示設備連接，通過信號的傳輸，讓警示設備運行。系統通過人機交互界面顯示相關信息及進行自動控制，故障檢修人員通過分析和研究這一信息，快速完成故障排除工作，也能通過記錄查詢后續故障信息的記錄，實現智能化的控制。

3結束語

綜上所述，在智能化水處理設備的自動化系統設計中，需要完成故障檢測系統、處理質量檢測和處理形式控制三個方面的構建。對于水體的處理質量檢測，需要根據各個子系統的具體運行形式，設置相應的傳感器，對于故障檢測系統，建成PLC控制系統與人機交互界面的處理體系，實現智能化水設備的自動化系統。