污水處理廠智能化自動控制系統的應用

韓東東　吳亮

摘要：本文主要針對污水處理廠智能化自動控制系統展開分析，思考了污水處理廠智能化自動控制系統的具體的應用的要求和應用的方法，可供今后參考。

關鍵詞：污水處理廠；智能化；自動控制系統

1、污水處理廠自動化控制系統現狀

污水處理是指將污水中的污染物質分離并去除，使有害物質轉化為穩定的無害物質，從而使水得到凈化，使資源得以更加充分的被利用。隨著我國城市建設與現代工業的發展，水污染與水短缺越來越嚴重，而傳統的人工控制污水處理常常導致泵機組磨損嚴重，甚至污水外溢，嚴重影響正常生產與生態環境。對污水處理過程進行智能化控制，使機組始終處于最佳狀態，保證正常生產，保護生態環境成為污水處理的迫切需求。

近些年來，SCADA、DCS、PLC等技術的發展給自動化技術應用帶來了新的空間，而自動化控制技術在諸多領域中的應用，也有效擴大了領域的生產規模，實現了自動化生產和自動化管理。自動化技術的水平也顯著提高。目前我國污水處理廠運用最為普遍的自動化控制技術就是將FCS技術與工業以太網結合應用，這也是世界上最先進的自動化控制技術，這套系統的核心是可靠性和性能都較高的PLC控制站，并且配備了服務器以提高自動化控制的效率和質量。

2、污水處理廠自動控制系統設計思路

2.1污水處理的目的

污水處理的目的是將水體中所含的雜物進行分離，將分析出的雜物通過一定技術的再處理，可以做為資源而進行再次利用。污水處理涉及到了不同的工藝要求，要對不同的處理單兀要求作整體結構上的模塊化表達。而在處理的過程中，依據相應的要求來確定工作的內容，并且對相應的模塊進行調整，實現模塊間的相互協調。

2.2自動控制系統設計原則

系統設計要遵循相關原則，先進，實用，經濟，可靠。建立集監測、過程控制、管理與一體的系統。通過信息技術網絡達到資源、信息傳遞與共享的目的，從而節約人工成本。控制系統在安全可靠與穩定的基礎上，還要求維護與操作具有便利性。在傳統控制系統基礎上進行相應優化。系統自動控制模塊設計包含了以下幾個方面的內容：時序控制、反饋控制及其它模塊。時序控制是針對特定的設備而言的，通俗的說法是定時控制；反饋控制包含的內容相對較多，泥位控制，液位控制，系統優化，DO控制，BOD5控制PH控制，SS控制，CODer控制。通過以上模塊在運行中的參數對設備運行狀態進行監控與調整；其它模塊則包括了數據的收集與處理，日志運行，文檔管理。主要目的就在于幫助工作人員對數據進行管理及分析。

3、污水處理廠自動化控制系統的實際應用

3.1設計原則

自動化控制系統應綜合考慮生產、管理、安全、經濟等諸多因數，各工藝生產過程和相關設備均應納入自動化控制系統網絡，使系統達到技術先進、性能可靠、價格合理。“集中監控和管理、分散控制、數據共享”以保證整個污水處理廠運行協調一致。

滿足污水處理廠生產管理、污水處理工藝對自動化控制的要求，保證自動化控制系統在配置上的完整性和適應性。集成化原則，應選擇高效集成的設備，便于控制、管理和維護。模塊化原則，應在軟、硬件上都采用商業化、通用化、模塊化結構的設備，使系統具有較強的擴展能力。

硬件配置應符合國際工業標準，可靠性高、適應能力強、擴展靈活、操作維護簡便。配置具有開放性結構、良好的人機界面、完整的系統平臺軟件；管理軟件、監控軟件、現場控制軟件的編制從方便管理、控制最優的角度進行。

3.2控制系統結構

本控制系統按參與生產程度級別劃分為：管理級、控制級、現場級三個級別。

管理級一中央控制室。中央控制室負責監控全廠水處理過程中各工藝參數變化、設備工作狀態及運行管理。由于污水處理是一個連續的生產過程，一旦發生故障會對生產造成嚴重的影響，因此，在中央控制室配置二臺工業用計算機，互為熱備工作狀態，確保數據的完整、準確。工程師站可對整個組態系統進行開發、調試、控制、參數修改以及采集數據、監控等。操作員站可通過各種畫面監視全廠工藝參數變化情況、各設備的運行情況及故障發生情況等。

控制級一現場控制站。現場控制站采用可編程控制器（PLC），它的主要功能是進行開關邏輯運算，對現場設備進行順序控制、邏輯控制，接收由現場設備送來的信號，對采集的模擬量進行運算，并與上位機或同級的控制站進行信息數據的交換，從而實現對整個生產過程的自動控制。

現場級一現場控制箱及儀表。現場設備一般位于被控生產過程的附近，主要包括各類傳感器、變送器和執行設備以及就地控制箱等。其中，傳感器和變送器采集現場數據，并將所采集的物理量轉換成標準的電信號送往各現場控制站PLC。PLC將控制信號送給執行器，從而實現對現場設備的啟停、開關控制。污水處理廠主要用到的儀表有：電磁流量計、超聲波液位計、溶解氧測定儀、壓力變送器、濁度儀等。

3.3控制方式

污水處理廠自動控制方式有三種：就地手動控制、遠程手動控制、遠程自動控制，其控制級別按此順序由高到低排列。其中，就地手動控制的優先級別最高，當現場控制箱上的狀態選擇開關打到“就地”檔時，由現場操作人員手動控制設備運行，上位機只能監視設備的運行情況而不能對設備進行操作；當狀態選擇開關打到“遠程”檔時，由PLC控制站或上位機的信號控制設備運行。遠程控制又包括手動控制和自動控制。當現場控制箱上的狀態選擇開關打到“遠程”檔時，遠程控制起作用。當設備處于“遠程手動”時，操作人員可通過中央監控室的監控畫面對現場設備進行啟停、開關控制。遠程手動控制一般用于測試單個設備的工作是否正常、測試通信網絡的暢通與否、并輔助“自動控制”在自動控制出現故障時及時調節設備運行。當設備處于“遠程自動”時，整個系統無需工作人員的參與，設備的運行完全由各現場控制站的PLC根據污水處理廠的實際工況及生產要求進行控制。

4結束語

綜上所述，在污水處理廠智能化自動控制系統方面，要更好的考慮其應用的要求，以及如何讓系統變得更加有效，本文總結了污水處理廠智能化自動控制系統的具體應用的方法，可供今后參考。