淺析自動化技術在生活污水泵房中的應用

邵代站

摘 要：隨著自動化技術的發展，其在生活中的影響力在逐漸的加深，涉及到日常工作的方方面面。不僅使生產的過程得以加快，同時也使消費產物的處理變得更加合理。自動化與智能化的控制是目前工業發展的趨向，本文以恒水位變頻技術和PLC自動監控裝置這兩項關鍵技術為重點，來介紹自動化技術在生活污水泵房中的應用。

關鍵詞：變頻 PLC自動監控裝置 污水處理

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（b）-0130-01

近些年來，中國水資源匱乏的趨勢逐步顯現，人均淡水占有量僅為世界平均水平的四分之一，在采取南水北調等重大戰略決策的同時，為緩解水資源緊缺的現狀， 還應采取“節流”的辦法，通過的污水、廢水的處理，實現循環利用的目的。而要做到這一點，不僅需要國家、政府政策的支持，自動化技術的支撐也不可或缺。變頻技術與PLC技術正是污水處理領域切實有效的技術措施，并且已被國內、國外的生產實踐所廣泛證明，是自動化技術在污水泵房中應用的成功試驗。

1 概述

1.1 生活污水處理的意義

生活污水與工業廢水的一個較大區別在于水質的變化系數比較大，流量不斷變化且24小時不間斷，絕大部分的生活污水經傳統處理工藝后可達到排放標準。事實上，生活污水的可生化性較好，從技術和成本的角度考慮，具有再生的可行性與很高的回收價值。再生后的水可用到綠化灌溉、地面沖洗、車輛清潔等不具備高水質要求的去向中，從而實現減輕城市水管網壓力、防止水體污染、降低運營費用的目的，對生活污水進行處理具備充分的必要性和切實的可行性。

1.2 傳統污水處理系統的控制與監測

傳統的生活污水處理系統中，監測工作通常是由固定的工作人員來完成，根據污水水位的變化來開啟防腐污水泵，但是，由于生活污水的規模較為分散，且水量變化不均，因此通過人工的控制來實現有效的運營管理具有一定的難度。另外，具有一定規模的泵房均常常使用多臺水泵，而值班人員對于水位的監測并不精準，因此很難實現多臺水泵的及時切換。

1.3 應用自動化技術的必要性

為解決傳統方式控制困難、不易切換、能耗較高等問題，在污水處理站中應用高度自動化的技術方法十分必要。通過在排水泵體上應用變頻調速設施，可以實現能耗的降低和運行費用的減少。水位監控方面，則可應用可編程序控制器來設計生活污水處理及回收自控系統，來對泵房的數據和指令進行精確的監測。這兩項自動化技術具有可靠性高、功能完善、控制性能優越的特點，在我國的廣東、山東等地已經開始應用，并取得了較好的效果，為污水處理設備的長期安全運行提供了保障。

2 恒水位變頻自動排水系統組成及工作原理

2.1 設備硬件

2.1.1 變頻器

自動化技術的發展促進了變頻器的市場需求，世界上生產變頻器的公司在逐漸的增多，如ABB公司、丹佛斯公司等都是其中的典范，本文選取ABB公司生產的ACS601變頻器為例對進行具體介紹。該硬件設施是為泵類專門設計的壁掛式變頻器，適用于具有平方轉矩特性的機械。此外，在電機轉速控制、PID控制和速度微調等方面，它也有著不俗的表現。尤其適用于磁通制動模式，在此情況下在使變頻器和電機提高1%到10%效率的同時，還可以降低電機的噪音污染。

2.1.2 PLC控制系統

以西門子公司生產的S7-200 系列控制站為例進行說明，該系列的PLC控制系統，具有結構緊湊、通用性強、配置靈活的優點，作為單獨的PLC控制機，或是I/O子站與主控設備相連，參與到現場數據的采集、轉換與控制工作中去。另外，該PLC具備強大的開關量邏輯處理功能，這正是泵站工作中所需要的。

2.2 工作原理

若想實現污水處理工作的自動化，需要控制器與變頻器的共同控制，并與液面儀協調工作，以實現動態、可靠的控制工作。下圖1即為系統控制原理圖。

首先，PLC通過變頻器來啟動臺水泵，系統自動將實時的液面數據傳輸回PLC，并與設定值進行比較，根據偏差的大小，輸出不同的控制信號給變頻器，使變頻器調節其輸出頻率。

具體說來，若YW檢測出水位高出預先設定的數值，并且偏差較大，則PLC會控制變頻器提升輸出功率，進而加快水泵的轉速，將液面調低。若檢測結果低于預定值，則PLC輸出降低功率的控制指令，使抽水量減少。因為YW液面儀的檢測是實時的，所以這一調整過程也是動態的。

以較為常見的雙泵（額定量程相同）泵房為例加以說明，當變頻器的輸出功率接近于工頻，而水位還在不斷上升，水位高于設定值時，控制器就會將正工作的變頻泵切換到工頻，以定頻運行，并且啟動另一臺水泵，根據水位進行動態調整其輸出功率。反之，當液面不斷下降，則控制器輸出指令，使系統由兩泵并行轉為單泵運行。而低于最低設定值時，兩泵將會同時停止運行，直到超出標準設定值時其中一臺自動啟動。若兩泵在工作期間同時出現故障時，則控制器自動切斷電源；一臺故障時，控制器關閉故障水泵，并在符合設定條件時自動啟動完好的水泵。如此，就實現了自動切換，這是過去人工控制所難以實現的。

3 結語

經過世界范圍內發達國家的實踐證明和我國多地的經驗積累，以PLC控制器和變頻器為核心的自動化系統，可以很好的適應生活污水泵站的工作需要，通過實施控制與自動調頻，并與超聲波濁度儀、螺旋泵房等向配合，完成過去人力所難以做到的工作，同時帶來效率的提高與經濟效益的改善，實現了污水排放、處理向智能化的方向趨近。另外，自動化的污水處理控制系統通常情況下操作也比較簡便，經過最初的調試后，只需要輸入合理的設定值即可，從而實現了工人勞動強度的降低和污水處理效果的改善。由這兩項技術在生活污水泵站應用情況可以看出，自動化技術在中國的推廣，理應把污水處理等工程作為其發展的方向之一。生活污水循環利用是一個長遠的課題，污水處理控制的自動化前途光明。

參考文獻

[1] 黎一強.PLC技術在生活污水處理及回用系統中的應用[J].自動化技術與應用，2008，8：123-125.

[2] 王煥英.活性炭凈化技術在生活污水處理中的應用[J].綠色科技，2012，3：170-171.endprint

摘 要：隨著自動化技術的發展，其在生活中的影響力在逐漸的加深，涉及到日常工作的方方面面。不僅使生產的過程得以加快，同時也使消費產物的處理變得更加合理。自動化與智能化的控制是目前工業發展的趨向，本文以恒水位變頻技術和PLC自動監控裝置這兩項關鍵技術為重點，來介紹自動化技術在生活污水泵房中的應用。

關鍵詞：變頻 PLC自動監控裝置 污水處理

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（b）-0130-01

近些年來，中國水資源匱乏的趨勢逐步顯現，人均淡水占有量僅為世界平均水平的四分之一，在采取南水北調等重大戰略決策的同時，為緩解水資源緊缺的現狀， 還應采取“節流”的辦法，通過的污水、廢水的處理，實現循環利用的目的。而要做到這一點，不僅需要國家、政府政策的支持，自動化技術的支撐也不可或缺。變頻技術與PLC技術正是污水處理領域切實有效的技術措施，并且已被國內、國外的生產實踐所廣泛證明，是自動化技術在污水泵房中應用的成功試驗。

1 概述

1.1 生活污水處理的意義

生活污水與工業廢水的一個較大區別在于水質的變化系數比較大，流量不斷變化且24小時不間斷，絕大部分的生活污水經傳統處理工藝后可達到排放標準。事實上，生活污水的可生化性較好，從技術和成本的角度考慮，具有再生的可行性與很高的回收價值。再生后的水可用到綠化灌溉、地面沖洗、車輛清潔等不具備高水質要求的去向中，從而實現減輕城市水管網壓力、防止水體污染、降低運營費用的目的，對生活污水進行處理具備充分的必要性和切實的可行性。

1.2 傳統污水處理系統的控制與監測

傳統的生活污水處理系統中，監測工作通常是由固定的工作人員來完成，根據污水水位的變化來開啟防腐污水泵，但是，由于生活污水的規模較為分散，且水量變化不均，因此通過人工的控制來實現有效的運營管理具有一定的難度。另外，具有一定規模的泵房均常常使用多臺水泵，而值班人員對于水位的監測并不精準，因此很難實現多臺水泵的及時切換。

1.3 應用自動化技術的必要性

為解決傳統方式控制困難、不易切換、能耗較高等問題，在污水處理站中應用高度自動化的技術方法十分必要。通過在排水泵體上應用變頻調速設施，可以實現能耗的降低和運行費用的減少。水位監控方面，則可應用可編程序控制器來設計生活污水處理及回收自控系統，來對泵房的數據和指令進行精確的監測。這兩項自動化技術具有可靠性高、功能完善、控制性能優越的特點，在我國的廣東、山東等地已經開始應用，并取得了較好的效果，為污水處理設備的長期安全運行提供了保障。

2 恒水位變頻自動排水系統組成及工作原理

2.1 設備硬件

2.1.1 變頻器

自動化技術的發展促進了變頻器的市場需求，世界上生產變頻器的公司在逐漸的增多，如ABB公司、丹佛斯公司等都是其中的典范，本文選取ABB公司生產的ACS601變頻器為例對進行具體介紹。該硬件設施是為泵類專門設計的壁掛式變頻器，適用于具有平方轉矩特性的機械。此外，在電機轉速控制、PID控制和速度微調等方面，它也有著不俗的表現。尤其適用于磁通制動模式，在此情況下在使變頻器和電機提高1%到10%效率的同時，還可以降低電機的噪音污染。

2.1.2 PLC控制系統

以西門子公司生產的S7-200 系列控制站為例進行說明，該系列的PLC控制系統，具有結構緊湊、通用性強、配置靈活的優點，作為單獨的PLC控制機，或是I/O子站與主控設備相連，參與到現場數據的采集、轉換與控制工作中去。另外，該PLC具備強大的開關量邏輯處理功能，這正是泵站工作中所需要的。

2.2 工作原理

若想實現污水處理工作的自動化，需要控制器與變頻器的共同控制，并與液面儀協調工作，以實現動態、可靠的控制工作。下圖1即為系統控制原理圖。

首先，PLC通過變頻器來啟動臺水泵，系統自動將實時的液面數據傳輸回PLC，并與設定值進行比較，根據偏差的大小，輸出不同的控制信號給變頻器，使變頻器調節其輸出頻率。

具體說來，若YW檢測出水位高出預先設定的數值，并且偏差較大，則PLC會控制變頻器提升輸出功率，進而加快水泵的轉速，將液面調低。若檢測結果低于預定值，則PLC輸出降低功率的控制指令，使抽水量減少。因為YW液面儀的檢測是實時的，所以這一調整過程也是動態的。

以較為常見的雙泵（額定量程相同）泵房為例加以說明，當變頻器的輸出功率接近于工頻，而水位還在不斷上升，水位高于設定值時，控制器就會將正工作的變頻泵切換到工頻，以定頻運行，并且啟動另一臺水泵，根據水位進行動態調整其輸出功率。反之，當液面不斷下降，則控制器輸出指令，使系統由兩泵并行轉為單泵運行。而低于最低設定值時，兩泵將會同時停止運行，直到超出標準設定值時其中一臺自動啟動。若兩泵在工作期間同時出現故障時，則控制器自動切斷電源；一臺故障時，控制器關閉故障水泵，并在符合設定條件時自動啟動完好的水泵。如此，就實現了自動切換，這是過去人工控制所難以實現的。

3 結語

經過世界范圍內發達國家的實踐證明和我國多地的經驗積累，以PLC控制器和變頻器為核心的自動化系統，可以很好的適應生活污水泵站的工作需要，通過實施控制與自動調頻，并與超聲波濁度儀、螺旋泵房等向配合，完成過去人力所難以做到的工作，同時帶來效率的提高與經濟效益的改善，實現了污水排放、處理向智能化的方向趨近。另外，自動化的污水處理控制系統通常情況下操作也比較簡便，經過最初的調試后，只需要輸入合理的設定值即可，從而實現了工人勞動強度的降低和污水處理效果的改善。由這兩項技術在生活污水泵站應用情況可以看出，自動化技術在中國的推廣，理應把污水處理等工程作為其發展的方向之一。生活污水循環利用是一個長遠的課題，污水處理控制的自動化前途光明。

參考文獻

[1] 黎一強.PLC技術在生活污水處理及回用系統中的應用[J].自動化技術與應用，2008，8：123-125.

[2] 王煥英.活性炭凈化技術在生活污水處理中的應用[J].綠色科技，2012，3：170-171.endprint

摘 要：隨著自動化技術的發展，其在生活中的影響力在逐漸的加深，涉及到日常工作的方方面面。不僅使生產的過程得以加快，同時也使消費產物的處理變得更加合理。自動化與智能化的控制是目前工業發展的趨向，本文以恒水位變頻技術和PLC自動監控裝置這兩項關鍵技術為重點，來介紹自動化技術在生活污水泵房中的應用。

關鍵詞：變頻 PLC自動監控裝置 污水處理

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（b）-0130-01

近些年來，中國水資源匱乏的趨勢逐步顯現，人均淡水占有量僅為世界平均水平的四分之一，在采取南水北調等重大戰略決策的同時，為緩解水資源緊缺的現狀， 還應采取“節流”的辦法，通過的污水、廢水的處理，實現循環利用的目的。而要做到這一點，不僅需要國家、政府政策的支持，自動化技術的支撐也不可或缺。變頻技術與PLC技術正是污水處理領域切實有效的技術措施，并且已被國內、國外的生產實踐所廣泛證明，是自動化技術在污水泵房中應用的成功試驗。

1 概述

1.1 生活污水處理的意義

生活污水與工業廢水的一個較大區別在于水質的變化系數比較大，流量不斷變化且24小時不間斷，絕大部分的生活污水經傳統處理工藝后可達到排放標準。事實上，生活污水的可生化性較好，從技術和成本的角度考慮，具有再生的可行性與很高的回收價值。再生后的水可用到綠化灌溉、地面沖洗、車輛清潔等不具備高水質要求的去向中，從而實現減輕城市水管網壓力、防止水體污染、降低運營費用的目的，對生活污水進行處理具備充分的必要性和切實的可行性。

1.2 傳統污水處理系統的控制與監測

傳統的生活污水處理系統中，監測工作通常是由固定的工作人員來完成，根據污水水位的變化來開啟防腐污水泵，但是，由于生活污水的規模較為分散，且水量變化不均，因此通過人工的控制來實現有效的運營管理具有一定的難度。另外，具有一定規模的泵房均常常使用多臺水泵，而值班人員對于水位的監測并不精準，因此很難實現多臺水泵的及時切換。

1.3 應用自動化技術的必要性

為解決傳統方式控制困難、不易切換、能耗較高等問題，在污水處理站中應用高度自動化的技術方法十分必要。通過在排水泵體上應用變頻調速設施，可以實現能耗的降低和運行費用的減少。水位監控方面，則可應用可編程序控制器來設計生活污水處理及回收自控系統，來對泵房的數據和指令進行精確的監測。這兩項自動化技術具有可靠性高、功能完善、控制性能優越的特點，在我國的廣東、山東等地已經開始應用，并取得了較好的效果，為污水處理設備的長期安全運行提供了保障。

2 恒水位變頻自動排水系統組成及工作原理

2.1 設備硬件

2.1.1 變頻器

自動化技術的發展促進了變頻器的市場需求，世界上生產變頻器的公司在逐漸的增多，如ABB公司、丹佛斯公司等都是其中的典范，本文選取ABB公司生產的ACS601變頻器為例對進行具體介紹。該硬件設施是為泵類專門設計的壁掛式變頻器，適用于具有平方轉矩特性的機械。此外，在電機轉速控制、PID控制和速度微調等方面，它也有著不俗的表現。尤其適用于磁通制動模式，在此情況下在使變頻器和電機提高1%到10%效率的同時，還可以降低電機的噪音污染。

2.1.2 PLC控制系統

以西門子公司生產的S7-200 系列控制站為例進行說明，該系列的PLC控制系統，具有結構緊湊、通用性強、配置靈活的優點，作為單獨的PLC控制機，或是I/O子站與主控設備相連，參與到現場數據的采集、轉換與控制工作中去。另外，該PLC具備強大的開關量邏輯處理功能，這正是泵站工作中所需要的。

2.2 工作原理

若想實現污水處理工作的自動化，需要控制器與變頻器的共同控制，并與液面儀協調工作，以實現動態、可靠的控制工作。下圖1即為系統控制原理圖。

首先，PLC通過變頻器來啟動臺水泵，系統自動將實時的液面數據傳輸回PLC，并與設定值進行比較，根據偏差的大小，輸出不同的控制信號給變頻器，使變頻器調節其輸出頻率。

具體說來，若YW檢測出水位高出預先設定的數值，并且偏差較大，則PLC會控制變頻器提升輸出功率，進而加快水泵的轉速，將液面調低。若檢測結果低于預定值，則PLC輸出降低功率的控制指令，使抽水量減少。因為YW液面儀的檢測是實時的，所以這一調整過程也是動態的。

以較為常見的雙泵（額定量程相同）泵房為例加以說明，當變頻器的輸出功率接近于工頻，而水位還在不斷上升，水位高于設定值時，控制器就會將正工作的變頻泵切換到工頻，以定頻運行，并且啟動另一臺水泵，根據水位進行動態調整其輸出功率。反之，當液面不斷下降，則控制器輸出指令，使系統由兩泵并行轉為單泵運行。而低于最低設定值時，兩泵將會同時停止運行，直到超出標準設定值時其中一臺自動啟動。若兩泵在工作期間同時出現故障時，則控制器自動切斷電源；一臺故障時，控制器關閉故障水泵，并在符合設定條件時自動啟動完好的水泵。如此，就實現了自動切換，這是過去人工控制所難以實現的。

3 結語

經過世界范圍內發達國家的實踐證明和我國多地的經驗積累，以PLC控制器和變頻器為核心的自動化系統，可以很好的適應生活污水泵站的工作需要，通過實施控制與自動調頻，并與超聲波濁度儀、螺旋泵房等向配合，完成過去人力所難以做到的工作，同時帶來效率的提高與經濟效益的改善，實現了污水排放、處理向智能化的方向趨近。另外，自動化的污水處理控制系統通常情況下操作也比較簡便，經過最初的調試后，只需要輸入合理的設定值即可，從而實現了工人勞動強度的降低和污水處理效果的改善。由這兩項技術在生活污水泵站應用情況可以看出，自動化技術在中國的推廣，理應把污水處理等工程作為其發展的方向之一。生活污水循環利用是一個長遠的課題，污水處理控制的自動化前途光明。

參考文獻

[1] 黎一強.PLC技術在生活污水處理及回用系統中的應用[J].自動化技術與應用，2008，8：123-125.

[2] 王煥英.活性炭凈化技術在生活污水處理中的應用[J].綠色科技，2012，3：170-171.endprint