氧化鋁循環廢水處理自動化控制系統設計研究

訾金峰

（神華準能資源綜合開發有限公司，內蒙古 鄂爾多斯 010300）

氧化鋁循環廢水處理問題在眾多環境問題中占據首要位置，對氧化鋁循環廢水的處理最有效的方法是控制污染源。其最有效的方法就是合理選擇工藝流程、開發無公害工藝、無公害催化劑，使用無公害試劑的反應實現清洗工藝技術，減少氧化鋁循環廢水量。還可以選用有效的操作條件和生產設備，開發密閉循環生產氧化鋁盡量避免和減少污染物排入環境，實現“零排放”的清潔生產。與此同時，必須加強企業的管理，對氧化鋁循環廢水采取有效處理、回收以及綜合利用。由于氧化鋁循環廢水處理自動化程度的不斷提高,氧化鋁循環廢水處理自動化控制是當今最重要的研究主體。氧化鋁循環廢水處理自動化控制指的就是在無人工操控的前提下，氧化鋁循環廢水能夠按照正常的操作流程進行處理。因此，設計氧化鋁循環廢水處理自動化控制系統對于促進氧化鋁生產企業健康、可持續發展具有重要意義[1]。

1 氧化鋁循環廢水處理自動化控制系統設計研究

在本文設計控制系統中，首先，基于智能控制策略的控制系統硬件設計在原有系統的硬件基礎上，設計了廢水自動化處理工控機，提高氧化鋁循環廢水處理自動化控制硬件性能[2]。在軟件設計方面，首先設計加藥反洗控制模塊，通過控制端設定加藥反沖洗氧化鋁循環廢水的頻率，再根據神經網絡設置控制字段，將控制結果更新至數據庫，實現對氧化鋁循環廢水處理自動化控制。

1.1 硬件設計

智能控制策略在控制系統的應用中發揮著重要作用，智能控制策略可以改變傳統氧化鋁循環廢水處理自動化控制要素。對氧化鋁循環廢水處理自動化控制的總體表現為有著實時控制氧化鋁循環廢水處理的能力，針對影響氧化鋁循環廢水處理的各個環節進行精準化自動控制。

1.1.1 設計廢水自動化處理工控機

基于智能控制策略的控制系統硬件設計的主要內容為廢水自動化處理工控機，型號為MDV-17014S280G-P280。廢水自動化處理工控機是一款電源供電的氧化鋁循環廢水處理設備，能夠提高氧化鋁循環廢水處理自動化控制硬件性能。在一般情況下，廢水自動化處理工控機工作電壓為3.5V～6.0V，所承受電流值小于60mA。廢水處理工控機箱體是廢水自動化處理工控機最重要的部分，其組成包括：原水調節池、厭氧池、缺氧池、好氧池、MDV池、藥池以及清水池。廢水自動化處理工控機的工作具體流程為，原水通過原水調節池進入厭氧池；進過厭氧池處理，再進入缺氧池；最后通過MDV池分別流進藥池以及清水池，進而完成氧化鋁循環廢水處理自動化控制。

1.1.2 設置廢水自動化處理工控機控制點位

廢水自動化處理工控機整體采用低功耗設計，采用406不銹鋼殼體和接頭，通過安防爆認證，并且功能實用。在進行軟件設計前，需要根據廢水自動化處理工控機控制方式，為儀器儀表的工頻變頻啟停進行控制點位及數據寄存器分配。在基于智能控制策略的氧化鋁循環廢水處理自動化控制系統PLC輸入點位P、輸出點位A以及數據寄存器D,具體點位及數據寄存器分配信息，如表1所示。

表1 控制點位及數據寄存器分配信息

結合表1信息，廢水自動化處理工控機可根據MDV池預設報警點，一旦觸發報警壓力會及時上發報警網絡流量。因此，廢水自動化處理工控機特別適合氧化鋁循環廢水處理這種需要無人值守、自動化控制的領域。至此，完成系統硬件部分設計。

1.2 軟件設計

1.2.1 設計加藥反洗控制模塊

首先通過控制端設定加藥反沖洗氧化鋁循環廢水的頻率，再根據神經網絡設計加藥反洗控制模塊，實現對氧化鋁循環廢水處理自動化控制。加藥反沖洗氧化鋁循環廢水的頻率和運行時長與氧化鋁循環廢水處理自動控制閥值有關。在氧化鋁循環廢水處理自動控制過程中，利用控制端對氧化鋁循環廢水處理進行預處理，無需配置即可完成氧化鋁循環廢水處理自動控制。

1.2.2 設置控制字段

在此基礎上，設置氧化鋁循環廢水處理自動控制字段，輸入網址后軟件即可自動識別出頁面上的控制情況并生成氧化鋁循環廢水處理自動控制結果。

將控制字段設置為出水水質，利用神經網絡算法可以計算出水水質。設出水水質為v，利用神經網絡算法將加藥反沖洗的頻率設為y；運行時長設為y1，可得v的計算公式，如公式（1）所示。

在求得控制系統的出水水質基礎上，添加氧化鋁循環廢水處理自動控制任務，可以開始利用數據庫啟動氧化鋁循環廢水處理自動控制任務。在啟動之前需要對數據庫進行一些設置，從而提高控制的穩定性以及成功率。

2 對比實驗

2.1 實驗準備

為構建對比實驗，實驗對象選取2L的氧化鋁循環廢水，分別代入兩種控制系統進行測試。兩種控制系統主要依靠WinSerd圖形和腳本完成對氧化鋁循環廢水處理自動化控制事件的觸發。本次實驗內容為測試兩種控制系統對于氧化鋁循環廢水處理自動化控制的控制閥值，設定實驗總次數為10次。設置傳統的控制系統為對照組，進行對比實驗。

2.2 實驗結果分析與結論

根據上述設計的對比實驗，采集10組實驗數據，將兩種控制系統對于氧化鋁循環廢水處理自動化的控制閥值進行對比，整理實驗數據，如下表2所示。

表2 控制閥值對比

通過表2可得出如下的結論：本文設計的控制系統控制閥值最高為3.89，實驗對照組為2.79，設計的控制系統控制閥值控制閾值都在3.0以上浮動，具有一定的可靠性；而傳統控制系統的控制閾值僅僅在2.0到3.0之間浮動，雖然也有小幅度的上升階段，但是相比于設計的控制系統還處于劣勢，證明了所提出的控制系統具有良好的實用性和可靠性。可以實現對氧化鋁循環廢水處理自動化控制。通過對比實驗結果證明，所設計的控制系統其各項功能均可以滿足設計總體要求，可以廣泛應用于氧化鋁循環廢水處理自動化控制方面。

3 結語

考慮到氧化鋁循環廢水處理自動化控制一直是我國重點研究的問題，因此對于氧化鋁循環廢水處理自動化控制系統的設計，必須堅持以智能控制策略為核心的前提條件，對氧化鋁循環廢水處理進行自動化控制。氧化鋁循環廢水處理自動化控制系統是針對氧化鋁循環廢水進行處理的最實用和最可靠的方法。

氧化鋁循環廢水處理的自動化控制無論是對于國家還是個人都很重要，通過神經網絡整合控制數據的方式實現節本增效，提高氧化鋁循環廢水處理自動化控制閥值。本文以智能控制策略為核心技術，為氧化鋁循環廢水處理自動化控制提供學術意義。