簡析污水處理廠電氣自控系統的運用與技術

伍林

長沙臨空產業投資集團有限公司 湖南長沙 410006

污水處理廠電氣工人普遍存在電氣自動控制專業水平低、專業知識薄弱的問題。在污水廠電氣設備使用的過程中仍然存在一些問題，如使用周期延長會出現不同程度的老化，可能會造成電氣設備發生故障，既不利于提高電氣設備自控的水平，也會影響到企業未來的發展。

1 污水處理工藝及主要電氣設備的介紹

污水處理廠按照工藝處理程度可以分為一級處理、二級處理和三級處理。一級處理主要是去除污水中呈懸浮狀態的固體物質，常用物理法主要設備包括粗格柵、輸送機、提升泵、除砂器及分離器，儀表包括進水液位計。二級處理將大幅度去除污水中的CODcr、BOD5、氨氮、總氮、磷和懸浮物，生化處理法的主要設備包括攪拌器、推流器、潛水泵、風機和電動閥門，儀表包括進水流量計、溶解氧、污泥濃度。三級處理是混凝沉淀、砂濾處理等過程，深度處理法主要設備包括提升泵、攪拌器、刮泥機、加藥泵、干投機、電動閥門、反洗水泵及風機，儀表包括液位計和流量計。

2 污水處理廠中自動化控制系統的設計

2.1 DCS自動化控制系統

該系統中具有多臺獨立微機，而各個微機之間可以通過網絡架構連接，同時，系統中還具有工程師、操作員以及控制站等內容，各部分之間連接之后相互合作、協調、配合來完成控制工作。而DCS自動化控制系統在污水處理廠中的應用優勢體現為實時控制、協調性強等。該控制技術主要是對一天內不同時間段制定優化策略，并且該優化策略具有非常強的規律性，適合應用在城市污水處理廠中，但是，實際操作環節較為復雜，并且該方式與時間段之間存在直接關聯，在不同時間段應用的效果不同。

2.2 基于PLC的電氣自動化控制

2.2.1硬件設計的運用

對于PLC電氣自動化系統的設計，需要根據水處理設施的工作原理以及運行要求選擇對應的控制器和系統模板。其中主要有兩個設計解決方案，就是沉余與不沉余。結合工程的實際需求選擇對應的契合解決計劃方案，其中的CPU通常要求配置獨立的接口，通過合成裝置存儲器配置對應的防護層。另外,還要對CPU主頻進行科學的設計，通過兩個互為備份的接口，提高整體的連接效果，確保硬件的合理性[1]。

2.2.2軟件設計的運用

對于PLC技術的應用主要是以程序為主，所以PLC電氣自動化系統的設置通常會在軟件程序設計中進行實施。因此，需要工作人員具備較強的開發技術，注重對程序的升級以及圖形的設計，選取合理的編程軟件工具。結合PLC電氣自動化控制程序中的主程序與次程序構成，實現程序的編寫利用編輯之后，下載到PLC操作系統中，從而實現對整個系統的整。

2.2.3強化信號輸入的準確性

基于PLC的電氣自動化控制系統，在水處理系統中的應用需要相關部門進行不斷的創新完善，確保信號輸入的安全以及準確。另外，為了有效地提高電氣自動化技術在水處理系統中的使用效率，還可以對主界面的控制模塊進行創新，保證其控制的靈活性以及協調性為全面落實[2]。

2.2.4設備選用

DCS包含功能模塊強大，幾乎可達到各種規模控制要求，所以在近十年得到了普遍應用。但因其通信協議的封閉性，導致了購買及后續改造的局限性，很難實現各家DCS與上層網絡的兼容性。DCS傳輸的模擬信號精度差，易受外界干擾。再加上系統的傳輸線過長，增加了系統的誤差與成本。但是PCLZAI程序寫入的簡便上，避免了通信協議的要求。PLC除順序控制外，還可具有閉環功能。

2.3 在污水處理中有效控制pH值的應用

由于水質的獨有特點，通過加入燒堿和碳酸鈉等軟化劑，達到除堿除硬的目的。所以，嚴格控制污水池的pH值具有重要的意義。加入帶有遠傳功能的酸度儀和堿度儀，利用PLC系統控制各儀表，將采集到的數據準確實時地傳入控制室，使這些數據得到存儲、分析及處理。設置高高限和低低限，隨時控制酸閥、堿閥等開關閥的啟停，達到穩定pH在合理范圍的目的。這種利用PLC系統控制的方法簡單、安全、快捷、準確，達到了良好的工作效率和經濟效益。

2.4 泵等電機中啟停頻率控制的應用

可見泵等電機是污水處理系統中非常重要的部分，它們不僅需要簡單的啟停，還包含了頻率控制。如一臺污泥循環泵，變頻調節信號來自高密池進水流量計。只有通過PLC系統將流量數據采集輸入控制室，才能夠對污泥循環泵的運行情況實時控制，保證其正常運行，實現泵站的高度自動化，滿足污水處理廠對循環池水量的需求。PLC控制系統保證了整個系統的高度自動化，將各儀表與電機實現聯鎖，確保達到現場液位數據實時控制電機啟停的目的。并可通過模擬量模塊，改變變頻器頻率，使泵的轉速在固定區間平滑變化[3]。

2.5 強化系統維護檢修力度

由于水處理工作難度比較大、周期較長、其應用的范圍非常的廣泛，因此，需要長期落實相關的處理技術，有效地改善水資源環境。在PLC電氣自動化控制系統應用的過程中，需要相關部門加強對應的維護檢修力度。PLC電氣控制系統在整個運行的過程中會受到多方面因素的影響，很容易造成設備故障，如果不能及時解決，就會導致水處理效果大大地降低。另外，相關部門還要制定對應的維護檢修方案，并且落實到實際工作中，通過組織專業的技術人員進行維修養護對設備的保養，提高整個系統的運行水平。

3 結語

綜上所述，技術人員在要自動化控制系統組成結構和主要功能等內容出發，對其進行合理設計，加強對污水處理系統過程中數據信息的整合，實現系統中的數據采集、顯示和日常報表打印等功能，從而進一步優化自動化污水處理控制系統的結構。