簡述污水處理中自動化控制系統的應用

王 斌

杭州建德污水處理有限公司

簡述污水處理中自動化控制系統的應用

王 斌

杭州建德污水處理有限公司

近年來，我國的工業化發展進程不斷推進， 實施可持續發展戰略以應對資源與環境問題成為我國現代化建設的主題。在這樣的背景下，面對我國水資源緊張的不利形勢，如何做好污水處理控制引起了國家和有關單位的高度重視。

污水處理；自動化控制系統；應用

前言

目前，伴隨計算機以及自動化控制技術的快速進步，污水處理廠也開始逐漸運用先進技術來治理污水污染。而在污水處理環節，自動化控制技術帶來的變革，讓這項技術能夠被普及使用，有著極大的實際意義與討論價值。

1　自動控制系統的應用現狀

污水處理中的自動控制系統， 其工作原理是利用網絡通信依靠主計算機對控制設備、執行器件、檢測元件實行整體管控，實現污水處理的集中調控、集成分析和數據集中處理。目前我國的污水控制系統在經過初期的引進和中期的消化吸收環節后，已經取得了長遠發展， 工業Ethernet 配合PLC 控制構成了我國最新一代的污水處理自動控制系統。

2　自動控制系統構成

2.1硬件系統

（1）中央監控系統。顧名思義，利用中央計算機對污水處理的每一個環節進行總體把控。中央監控系統不但要分析大量數據，還要兼備檢測和調配工作，所以系統運行時要配備相應的顯示輸出設備。中央監控系統能夠在第一時間將各項參數、機器運行狀態等數據信息在顯示屏上展現出來， 能夠更合理地處理污水，反映故障信息。

（2）現場控制系統。對于污水處理的自動控制系統而言，現場控制無疑是十分重要的。因此在污水處理廠，PLC 更多地被用作現場控制系統的控制器。正如上文所述，PLC 是一種新型的可編程控制系統。它將計算機技術應用到系統控制中，因此不少大型處理控制系統需要多臺PLC 進行連接工作。PLC 的廣泛應用離不開它的穩定的抗干擾性。在復雜的污水處理現場，以中央控制為核心， 作業現場一般設置多個控制站以加強各部分間的控制，并以網絡作為信息連接的橋梁。PLC 可以在復雜的環境下實現高效率的環境監測和數據傳輸， 模塊化的管理方式也使其更容易優化運行。

（3）模擬顯示系統。在自動化的控制系統中，反映數據往往要通過計算機控制下的顯示設備進行輸出顯示，因此，模擬顯示系統也是硬件系統中的重要部分。其主要作用就是輸出動態數據， 進而幫助工作人員依據污水處理的實際狀況進行對應的監控管理，并對系統異常等問題進行及時反應，幫助工作人員采取相關措施。

2.2軟件系統

污水處理的自動控制系統中主要配備三個種類的軟件，主要為系統系統、數據庫軟件和應用軟件。下面就對這三種軟件進行詳細分析：

（1）系統軟件。以Microsoft Windows NT 操作系統為主，配有開放性接口，能夠應對多用戶、多任務的處理工作。

（2）數據庫軟件。其作用是實現對數據的第一時間監控，并生成相關操作記錄以供數據分析，此外，數據庫管理軟件還能夠進行清晰的數據梳理工作。

（3）應用軟件。在污水處理的整體控制中，應用軟件可起到十分重要的作用，具體包括生產管理數據庫、生產查詢圖形、完善日常設備管理等。相應的管理者可以輕松便捷地實現管理。

3　污水處理中自動控制系統的具體應用

3.1PLC 的自控系統

PLC，又叫做可編程控制器，其以電腦技術為核心，是一類新式工業自控系統。PLC 是在以往繼電器控制系統的基礎上衍生而來，其重要功效是對開關量的邏輯管控。PLC 是一類針對現場的自控系統，其特征是高穩定性，而且其抗干擾能力極強，在條件較差的現場也能夠使用。PLC 是一類區域性控制系統，伴隨運用范圍的擴充以及工業以太網的誕生，多部PLC 相連可以構成大型的控制系統。

對污水處理廠來講，污水處置工藝不盡相同，而自動系統運用PLC 的情況也不一樣。通常來說，污水處理廠兼備總控制中心以及若干個現場控制站，站與站間要以控制器層網絡或信息網絡進行連接，之后與總控制通訊，總控制室的多部電腦、作業站以及圖形站都通過信息層網絡相連。如此，與現場控制站就組成了管控、分散管控、高速參數轉換的工廠類自動化網絡。PLC 自動控制系統是污水廠常用的自動控制系統，科學的型號匹配以及規劃，對污水處理廠合理處理污水以及工業垃圾等有著極大的助益。

3.2DCS控制系統

DCS 又叫做集中分散型控制系統。DCS 是一類綜合了自動控制技術、電腦技術、通訊技術、CRT 顯示技術等多類技術的高精尖端控制系統，其功能是對生產經營、參數采集以及各類作業流程的管控，是較為先進的自動控制系統；其是對生產流程進行監督、操控、管理以及分散管控的4C 技術的綜合運用系統。以往的DCS 是以流程工業的儀表控制體系為基礎衍生而來的，其重要功效是對連續物理量的監督以及調試，通過廠級中央控制室以及現場分散控制中心構成廠內的工業控制網絡。當前，以PLC 為前提的、工業以太網構建的DCS 自控系統在污水處理廠中的運用效果也越來越好。

3.3ControLogix 自控系統

ControLogix 自控系統有別于以往的PLC 或DCS 系統，其建設觀念更為前衛，其性能上佳，而且功效發揮效果理想，其是多類控制任務的實現媒介。ControLogix 自控系統是羅克韋爾研發的控制系統，其供應單獨的集成化管控結構，可以達成離散、傳動、運作、流程管控等等目標。其系統構成以三層網絡為框架，以ControLogix 自控裝置為中心，輔以功能完備的RSLogix5000 軟件和有關的網絡組態監控系統軟件RSLinxs。其實現了通用的管控目標以及跨平臺的通訊技術的應用。

例如，某城市生活用水中，砂礫比例較大，能夠阻礙溶解氧分析儀的采集作業；并且，伴隨氣候的改變以及溫度的升降，采集的可靠性會降低。而生物池中由于有微量的雜質，這部分雜質可能會附著于溶解氧采集儀的取樣杯上，導致采集到的參數可靠性不理想。筆者在DO 設備聯接固定桿上裝設自動升降拉動設備來抖落取樣杯上的雜質，澄清水源。

而ControLogix 信息網絡平臺通過采集指標，并且透過ACCESS數據庫解析氣候變化以及氣溫變化情況下溶解氧的改變曲線，追蹤指標并合理解析指標，歸納出在不同季候的一天內曲線的改變情況。進而科學、高效地減少生產成本，從而調整鼓風機葉輪的轉速來達到增減曝氣量的目標。

4　結束語

綜上所述，隨著我國的工業化發展，自動控制系統正越來越多地被應用到污水處理領域，并取得了十分顯著的成績。與傳統的污水處理工藝相比，自動化的控制系統污水處理效率更高，污染物排放更少，資源利用率也得到了大幅度提高，社會效益和環境效益得到了保證， 因而在污水處理中應用自動化的控制系統是有積極意義的。

［1］徐衛東.污水處理廠自動化控制系統分析及其控制功能的實現［J］.科技資訊，2014（31）：95-95.

［2］張英.自動控制系統在某高濃度污水處理項目中的應用分析［J］.電子制作，2013（2）：110.