PLC自動控制系統在污水處理中的應用

摘要：隨著自動化技術的不斷進步，自動化技術在各個領域都有廣泛的應用，為了實現水資源節約的目的，污水處理系統也在廣泛地應用自動化控制系統，已經取得了比較好的應用效果，文章就PLC自動化控制系統的污水處理中的應用進行簡要的分析。

關鍵詞：PLC；自動化控制；污水處理

中圖分類號：U664 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）20-0052-02

當前，自動化技術已經應用到各個行業中，污水處理系統對自動化技術的應用也在逐步的提高。隨著人們的生活水平的不斷提高和進步，人們的用水量也在不斷的增加，隨之而來的污水排放量也在急劇的增加，加快了水體富營養化的進程，水資源的短缺顯得更加的突出。為了減少污水對環境造成的污染，為人們提供更多的水資源，在城市建立了大量的污水處理廠，局部完全統計，截止到2012年，全國設計污水處理能力達到了1.85億立方米/天，污水的處理能力將會大大的增強，為減少污水對環境的污染做出了貢獻。但是，隨著污水處理廠的建成，在長期的污水處理過程中產生了巨大的費用，在污水處理過程中由于水質的變化和進水速度的快慢不同，造成了在污水處理過程中要不斷地調整相關的數據。PLC自動化系統的使用能有效地控制出水水質的變化，提高出水水質的穩定性，能節約在污水處理過程中的運行費用，從而實現低耗、高效、穩定運行的目的。

1 國內外的發展現狀

發達國家污水處理廠已經大量地使用了自動化控制系統，能夠很好地實現在污水處理過程中的自動控制和數據的記錄。個別地區已經實現了污水處理廠的全自動控制，在污水處理過程中執行無人值守的運行方式。如美國愛阿華污水處理，運用微機自動控制投加藥劑，應用直接數字式計算機控制自動加釩，運轉一年就降低釩消耗20%，并且提高了管理水平和穩定了水質。除此之外，美國加利福尼亞污水處理廠和日本的東京國立污水處理廠也先后采用了計算機自動控制技術，運行效果也比較理想，目前，國內外的絕大多數污水處理廠都在不同程度上使用了自動化控制系統，通過計算機的控制實現沉淀、過濾、藥劑的投放和臭氧的處理等多個環節的多環路的控制。中央控制計算機可以從各個環節的計算機中收集大量的運行數據，通過對數據的分析和匯總，顯示污水處理廠的圖標和運行曲線，控制設備的運行信息，能對出現的異常情況及時進行預警和報警處理，當出現運行故障時，可以對其中的故障設備進行及時的檢查和維修，提高污水處理廠的高效

運行。

2 自動化控制系統的概述

污水處理廠的自動化控制系統可分為兩種情況：一種是使用數據監控采集系統，另一種是全自動的控制系統（即所謂的無人值守模式）。數據監控采集烯烴主要是通過數據采集終端對生產過程中的運行參數實時監控，能及時地發現在污水處理過程中出現的數據波動，相對來說投入的費用較少，具有的功能比較簡單。全自動控制系統是當前污水處理過程中最先進的技術，其通過數據的采集對污水處理實現自動控制，能提高污水的處理質量和設備的穩定運行。污水處理廠的自動化控制系統可分為PLC可編程序控制系統、集散控制系統和現場總線控制系統三種

類型。

PLC是通過數字的運算進行設備控制的一種自動化裝置，它使用可編程系統內部的儲存程序，通過數字的輸出執行運算，順序控制、計時、定時等相關的指令，主要是通過模擬量和數字量的輸入和輸出來控制污水處理設備的運行。PLC可編程序控制系統具有較強的控制能力、簡單的編程、可靠的運行、較強的抗干擾能力、有各種接口、方便設備的連接、單獨的模塊型結構、維修和使用方便、能實現在線維修等多種特點，在污水處理廠廣泛得到使用。集散控制系統使用模塊化、標準化和系列化的設計，其主要由生產過程數據采集、過程控制管理、生產管理三個級別組成的集中顯示操作管理的一種手段，相關的配置比較靈活、控制比較分散的一種局域網的控制系統。其具有獨立分散控制、自主性、協調性、集中性，通過共享的網絡信息，能很好地協調各個工作點的工作狀況，有很好的靈活性、適應性和可靠性的特點。現場總線控制系統是將現場的儀表、設備與通信網絡與控制系統進行連接。其具有數據的實時采集、設備的相互連接、分散功能塊、開放式總線協議等特點。

3 自動化控制系統的應用

自動化控制系統在污水處理廠內有比較強大的功能，在降低職工勞動強度的同時提高了污水的處理質量，穩定了系統的良好運行，PLC自動化控制系統在污水處理過程中具有數據的采集和管理、實時監控、管理、預警、連鎖保護、自動生成報表等諸多功能，能滿足在污水處理運行過程中的需要。

（1）在污水處理過程中根據控制的級別不同可以采用自動控制和手動控制兩種方式，在正常的運行情況下一般選擇自動方式進行控制，這樣能提高設備運行的穩定性。當系統出現預警和故障時可以進行人工干擾，進行人工控制操作來保證設備的正常運行。

（2）通過對運行設備的數據采集可以實現在線監視功能，在中控室能從電腦界面上能詳細準確地顯示現場的智能儀表測量的數據、設備的運行狀態和通過數據采集分析管理后部分工藝參數的變化，使操作人員能及時準確地掌握污水吃力過程中的參數和設備的運行狀況。操作人員能根據電腦界面顯示的數據變化情況，通過計算機控制系統來改變運行參數及設備的運行狀況。

（3）在中控室內還可以根據參數的變化、設備的運行、閥位的開度和各種報警信號對污水處理過程實施動態的管理。通過PLC的數據采集能真正實現數據的全監控，通過對歷史記錄的對比和分析，能對異常的數據進行分析，查找產生異常數的原因，根據產生的原因對生產過程的運行參數進行相應的調整。

（4）通過PLC自動化控制系統能對運行的數據進行及時的采集，對采集的數據能形成很好的保存，只要能及時對保存的歷史數據進行及時的備份就能實現歷史運行數據的全采集，便于生產運行數據庫的管理和數據的分析。

（5）當設備在運行過程中出現故障時，通過自動化程序的設置就能在中控室出現預警提示，以便操作人員能及時地發現污水處理過程中出現的故障，通過報警畫面及時提醒操作人員進行相應的處理，經過和歷史曲線相對比和數據分析處理完畢后，進行復位處理即能正常的工作。

（6）通過采集的數據在后臺進行函數計算能對當前的運行狀況進行趨勢分析，提示各個設備的運行趨勢，以便操作人員能根據運行趨勢及時采取相關的措施進行處理。

（7）通過PLC自動化設置還能實現不同級別設備的連鎖保護功能，避免一個設備的出現問題造成其他設備的損壞，提高設備的保護能力。

4 水處理自動控制的發展方向

當前，污水處理技術有兩個不同的發展方向：一種是深入地研究自動化控制理論和方法，另一種是通過不同的方法進行良好的結合，使其各自發揮各自的功能，獲得比較好的控制效果。污水處理控制水平的提高，主要表現在：依賴于控制技術的發展，加強自動控制在實際污水處理過程中的應用，面對污水處理中新的技術需求需要用新的方案進行解決，因此，對污水處理自動控制也相應地提出了更高的要求；依賴于對污水生物處理模型的深入研究，尤其是對污水處理微觀機理模型的深入研究、開發或應用新的數學模型，解決污水處理中的復雜問題；對污水處理新的技術市場需求進行研究，并通過數學建模與仿真，將各種智能控制相結合，提出新的控制策略。

5 結語

總之，PLC自動化技術在污水處理廠的應用加快了污水處理的發展速度，提高了污水的處理質量，穩定了設備的運行，自動化技術已經成為污水處理過程中不可缺少的手段。

參考文獻

[1] 郭明賢.自動化技術在污水處理過程中的應用[J].市政建設，2012.

[2] 李成俊.PLC技術在污水處理廠的使用研究[J].寧夏工程技術，2011.

作者簡介：俞紅光（1977—），男，紹興市制水有限公司技術部經理，工程師，研究方向：自動化和信息化、科技創新、工程技改、設備管理等。