污水處理自動控制系統淺談

田夏

摘要：本文在介紹了污水處理廠自動控制系統的生產工藝及主要設備機械電氣特性的基礎上，對在控制系統設計中如何充分利用現代控制技術、網絡技術、現場總線技術、計算機技術和智能儀表使城市污水處理自動控制系統達到國際先進水平進行了較深入的研究。論文充分考慮了成本、維護可靠性和先進性等諸多因素，提出了基于PROFIBUS現場總線的污水處理自動控制系統的實現方案，設計出污水處理廠自動控制系統的構成和PROFIBUS網絡配置方案。

關鍵詞：污水處理，現場總線，PLC控制，PROFIBUS

1 引言

水，是人類生存、養息、發展的根本條件。然而，隨著人類的發展，水資源越來越不能滿足人類發展的需要，主要表現為可供水資源量不足和環境污染導致水質惡化這兩方面。隨著國家經濟的發展，政府部門越來越重視到環境在經濟發展中的分量，要實現經濟的可持續發展，就必須要解決在經濟發展中造成的環境污染問題，而水環境的整治又是重中之重?？梢灶A見污水、廢水的處理將是我們一直面臨并一定要解決的重要問題。

2 污水處理的方法

污水處理的任務是采用各種技術措施將水中所含有的各種形態的污染物分離出來或將其分解、轉化為無害和穩定的物質，使廢水得到凈化。現代污水處理技術，按其作用原理和去除的對象可分為物理法、化學法和生物法。

3 背景

本論文首先介紹了現場總線的發展以及分析了PROFIBUS現場總線技術，并把新建污水處理廠自動控制系統作為研究背景，研究與討論了整個控制系統的硬件設計和軟件設計。論文包括實現污水處理工藝流程中的設備運行參數的在線檢測，記錄設備運行狀態和過程，分析參數的變化趨勢，及時發布和預報運行情況，實施診斷和報警，實現遠程控制，可直觀指導、方便操作人員管理生產工藝的全過程。

4 主要工作

（1）PLC控制系統：實現了對整個污水處理廠大部分設備的控制和一些監控信息的采集，使之能夠完成各種生產工藝。對多樣化的污水處理工藝設備，如泵站系統、生物處理系統和排泥設備，能夠根據實時處理情況和要求，控制設備的啟停和工作強度，達到設備的最優化調度，節約藥劑的投加量，保證處理效果。通過網絡通訊系統將上下位機之間連接起來，使現場控制站數據能正確、及時地反映在上位機上，而上位機的控制信號也能及時傳達到下位機，實現遠程監控。

①可通過選擇SIMEN TIC工業軟件中的軟件產品進行擴展;

②為功能模板和通訊處理器賦值參數;

③強制和多處理器模式;

④全局數據通訊;

⑤使用通訊功能塊的事件驅動數據傳送;

⑥組態連接。

（2） 監控系統：監控系統主要是讀取PLC控制系統采集的現場設備狀態，以直觀的形式反饋給用戶。用戶可以根據這些信息，做出相應的選擇，與PLC控制系統進行通信。項目采用W工NCC監控軟件，并設計了監控應用程序來采集現場信息。該監控應用軟件具有如下功能：可以給予用戶或用戶組不同的操作權限;可以生動的顯示整個污水處理廠的工藝流程圖和各工藝單元流程圖，并在圖上選擇彈出多級細部詳圖;可以通過按鈕、開關、信號燈、顏色等動態地顯示數據：可以對整個自控系統的運行參數進行設置與調整;當生產環節的某部分出現異常，可以自動以醒目的消息框、顏色、聲音等向操作員報告故障類型、原因、現象等。

5 結語

城市污水處理系統的社會效益巨大，現場總線技術在污水處理廠控制系統中的使用，實現污水處理工藝的半自動、全自動監控，提高污水處理廠的技術管理水平，合理使用和配置處理設施（設備），具有非?，F實的意義。提高了系統的可靠性，增強了現場控制的靈活性，降低現場儀表初裝費和設計施工費用，減少電纜敷設，而且很好的解決了整個自控系統信息交換的問題，在濟源市新建污水處理廠的具體應用取得了良好的經濟效益和社會效益。

本系統在設計的過程中充分吸取了當今大公司對工業自動控制領域新的理念，研究了其全新的工業自動化產品和技術，并結合了本系統的實際，對其進行創新。努力把其設計成為一個合理的自動化控制系統。

要實現污水處理廠的完全自動化，并且整個系統在最優狀態運行，還有許多艱巨的工作要做，本文作者只是做了其中的一部分。希望隨著控制理論的不斷發展和完善，隨著計算機技術的快速發展，能夠有更先進的技術應用于污水處理控制實踐中，取得良好的經濟效益，為全社會、全人類造福。

環境保護是我國的基本國策，隨著國家環境保護政策與法規的不斷健全，全民環保意識的增強，對環境保護要求更加嚴格，工業廢水、生活污水都要進行處理，達標后才能循環使用或排放。在現代的廢水凈化中，自動化技術是實現工藝要求、維持設備正常運行、提高工作效率的重要保證。正如人的神經系統一樣，將工藝、設備連成一個統一的整體，協調運行。隨著工廠自動化管理和工廠自動化生產的進一步發展，以及污水處理工藝的口益復雜性，全方位的實現自動化的污水處理必然是一個發展的趨勢。

參考文獻：

[1]土凱軍，賈立敏.城市污水生物處理新技術開發與應用[M].北京：化學工業出版社.2009年

[2]錢孟康.歐美城市給水處理技術考察和比較[J].給水排水.2016 C4）：第27卷

[3]土洪臣.城市污水處理廠運行控制和維護管理[M].北京：科學出版社.1997年

[4]孫德輝.可編程序控制器原理及應用（第1版）[M].北京：中國水利水電出版社.1999年

[5]袁任光.可編程序控制器選用手冊（第1版）[M].北京：機械工業出版社.2008年

[6]廖常初.PLC編程及應用[M].北京：機械工業出版社.2009年

[7]李嵐.PLC在化學工廠污水處理中的應用[J].制造業白動化.2015，24 C3） ：57-58

[8]陽憲惠.現場總線技術及其應用[M].北京：清華大學出版社.1999年

[9]SIEMEN S.用于自動控制系統的工業通訊網絡（綜述）[Z].2015年12月

[10]SIEMENS.SIMATIC NET網絡解決方案（產品簡介）[Z].2016年10月