自動控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用探討

黃書恒

【摘 要】隨著人們生活水平的提高，工業(yè)化建設(shè)進程加快，生產(chǎn)生活中產(chǎn)生了大量的污水，這些污水已經(jīng)威脅到了人們的身體健康。因此，污水處理問題已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點問題。在污水處理過程中，運用PLC自動化控制技術(shù)能夠有效處理污水問題，改善生活環(huán)境。文章簡要介紹了PLC自動化控制系統(tǒng)的概念及其工作流程，闡述自動化控制系統(tǒng)在污水處理過程中的作用。

【關(guān)鍵詞】自動控制系統(tǒng);污水處理;應(yīng)用探討

【中圖分類號】X703;TP273 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）04-0135-02

0 引言

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進步，自動化技術(shù)的研究也取得了很大的進展，自動化技術(shù)開始越來越多地被運用到人們的日常生活中，在污水處理方面也開始引進自動化技術(shù)。隨著我國城鎮(zhèn)化進程不斷加快，污水處理問題成為一個亟需解決的問題。當(dāng)前，污水治理的主要目標已經(jīng)不再是污水處理排放達標，而是更進一步實現(xiàn)對水資源的再生和利用。隨著我國人口的增長，工業(yè)化進程在不斷加快，人們在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量污水，已經(jīng)開始威脅到人們的身體健康。所以，要通過有效運用先進的自動化技術(shù)，去改善人們的生活環(huán)境，保障人們的身體健康。

1 國內(nèi)外在污水處理過程中運用自動化控制系統(tǒng)的近況

污水處理自動化控制技術(shù)在國外發(fā)展較早，因此國外對這項技術(shù)的了解和研究更加地透徹、全面，在技術(shù)層面具有明顯優(yōu)勢。西方國家的很多污水處理廠在多年以前就已經(jīng)把計算機技術(shù)運用到污水處理工作中，有的國家甚至已經(jīng)做到無人值班，只需要機器設(shè)備即可進行自動控制污水處理流程。20世紀70年代，美國一些污水處理廠就已經(jīng)運用計算機控制加藥過程，還有一些污水處理廠運用計算機技術(shù)控制加釩過程，極大降低了每年釩的消耗量。與此同時，污水的水質(zhì)得到很大改善，有效提升了污水處理效率。除了美國的污水處理廠之外，還有德國柏林及日本東京、大阪等地的污水處理廠，都在很早以前就實現(xiàn)了運用計算機技術(shù)控制污水處理過程。污水處理自動化控制技術(shù)發(fā)展到今天，取得了很多成就，控制系統(tǒng)自動化程度得到很大提升，如美國一些大型污水處理廠安裝了能夠覆蓋整個廠區(qū)范圍的整套集散控制系統(tǒng)，對污水處理過程實行多環(huán)路控制。

我國污水處理自動化控制技術(shù)和國外相比發(fā)展較晚，技術(shù)也相對落后。目前，我國由于投入資金不足，技術(shù)人員專業(yè)能力薄弱，很多小型污水處理廠仍舊延續(xù)著過去手動控制的污水處理方式，通過人工進行取樣、分析，以及人工操作機器設(shè)備。這種人工操作的污水處理過程，控制精確度低，經(jīng)過處理后的水質(zhì)不夠穩(wěn)定。此外，國內(nèi)很多大型污水處理廠成套引進國外先進的污水處理設(shè)備及專業(yè)的技術(shù)工藝、各種用于檢測的儀器儀表及自動控制系統(tǒng)和軟件。國外設(shè)備技術(shù)先進、自動化程度高，能夠穩(wěn)定地運行，保障處理后的水質(zhì)能夠達標。我國在污水處理自動化控制方面的技術(shù)發(fā)展水平和西方發(fā)達國家相比還比較低，仍舊存在很多不足，使得我國污水處理發(fā)展陷入瓶頸。

2 PLC自動化控制系統(tǒng)的簡要闡述

2.1 PLC自動化控制系統(tǒng)的定義

PLC簡單來說是一種可以進行編程的具有邏輯性的控制器。從本質(zhì)上講，PLC控制系統(tǒng)就是一種存儲器，但是它除了能夠用來存儲，還具有其他功能。比如，它還可以定時，執(zhí)行基本運算程序及進行邏輯運算等。PLC具有可編程的獨特性，可以讓使用者利用數(shù)字編程輸入指令，進而有效控制機械設(shè)備及各種生產(chǎn)流程。

2.2 PLC自動化控制系統(tǒng)的工作流程

PLC自動控制系統(tǒng)在實際運行過程中，主要由采樣錄入、執(zhí)行操作、完成刷新3個階段組成。第1個階段為采樣錄入階段。在這個過程中，PLC控制系統(tǒng)主要是通過掃描條形碼來進行數(shù)據(jù)采集工作，然后對采集的數(shù)據(jù)展開分析，最后把采集的信息數(shù)據(jù)錄入保存。第2個階段執(zhí)行操作過程中，PLC控制系統(tǒng)將會執(zhí)行使用者發(fā)出的指令，而且PLC系統(tǒng)能夠做到結(jié)合輸入的數(shù)據(jù)自動調(diào)節(jié)順序執(zhí)行命令，在執(zhí)行完命令后，可以直接進行結(jié)果驗證，有利于明確使用者的命令。第3個階段完成刷新指的是PLC控制系統(tǒng)對執(zhí)行完命令之后產(chǎn)生的結(jié)果進行刷新。

3 PLC自動化控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用

PLC自動化控制系統(tǒng)中的控制器具有十分強的控制能力，在污水處理系統(tǒng)中運用PLC自動化控制系統(tǒng)可以有效提升污水處理效率，保障各種污水處理設(shè)備能夠安全穩(wěn)定地運行，減輕操作工人的工作強度。PLC自動控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用主要有以下3個方面：{1}不用人工操作，可以實現(xiàn)自動化控制，能夠?qū)崟r監(jiān)督和管理污水處理進程。{2}機器設(shè)備發(fā)生故障時，能夠及時發(fā)出預(yù)警。{3}自動生成各種數(shù)據(jù)報表。

3.1 能夠在線實時監(jiān)視污水處理進程

由于工控機的后臺是和計算機相連接的，所以計算機界面上能夠顯示出工控機檢測到的各種信息。除此之外，計算機界面還能夠顯示出各個污水處理設(shè)施的運行狀態(tài)、各類儀表器械采集到的各種數(shù)據(jù)及主要工藝參數(shù)的變化。相關(guān)操作人員能夠通過計算機檢測到整個污水處理流程的運行情況。

實時監(jiān)控主要是監(jiān)控污水處理過程中各種設(shè)備的運行情況，污水處理流程及各種污水處理設(shè)備的負載情況。中心控制室中有能夠檢測到污水處理過程各個部分設(shè)備運行情況的工藝流程圖，操作人員可以根據(jù)需要實時切換到不同的工藝流程進行實時監(jiān)測，充分掌握每個設(shè)備所處的運行狀態(tài)。在自動控制系統(tǒng)的中心控制室，還能夠顯示出某一特定時刻的具體數(shù)據(jù)并進行記錄，能夠檢測到各種閥門的狀態(tài)，操作人員還可以實時監(jiān)測到系統(tǒng)各個部分的情況。

3.2 發(fā)生故障，可及時報警

污水處理過程需要用到大量的機器設(shè)備，當(dāng)把PLC自動控制系統(tǒng)運用到污水處理過程時，污水處理系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，PLC自動控制系統(tǒng)能夠通過報警界面向操作人員發(fā)出警示信號，而且PLC自動化控制系統(tǒng)開始自主地進行故障排除。當(dāng)排除了污水處理系統(tǒng)的故障之后，與這次故障有關(guān)的信息數(shù)據(jù)還能被記錄和保存;當(dāng)未能排除故障時，系統(tǒng)將會給工作人員提示引起故障的原因及出現(xiàn)故障的部位。

3.3 能夠自動生成各種數(shù)據(jù)報表

污水處理廠中的管理工作主要是把每一天污水處理的工藝路線相關(guān)資料及過程中生成的數(shù)據(jù)分門別類，儲存在各自對應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)庫中。PLC自動控制系統(tǒng)能夠按照時間先后順序記錄特定時間段內(nèi)進行的所有操作流程，并且可以把記錄到的數(shù)據(jù)儲存進提前設(shè)置好的數(shù)據(jù)庫中。在對污水處理過程實行實時管理的過程中，系統(tǒng)會詳細記錄污水處理過程中的每一個操作步驟及每完成一個操作步驟之后系統(tǒng)各種參數(shù)變化情況，在處理好每一階段的污水處理任務(wù)之后，PLC自動控制系統(tǒng)會自動對這一階段污水處理過程產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)進行分析整理，然后生成各類報表，借助計算機上安裝的自動打印機，可將生成的報表打印出來。

4 結(jié)語

當(dāng)前，水資源十分緊缺，尤其是在工業(yè)建設(shè)地區(qū)，水資源短缺情況更為嚴重。處在水資源短缺的大環(huán)境下，水資源的污染問題已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ詈凸I(yè)生產(chǎn)亟需解決的問題。通過把PLC自動控制系統(tǒng)運用到污水處理過程中，能夠及時地采集到污水處理過程中生成的各種數(shù)據(jù)信息，并對這些數(shù)據(jù)進行分析、記錄和保存，為處理水污染問題提供有效支持。

但由于我國的污水處理自動化技術(shù)與國外相比起步較晚，所以我國污水處理技術(shù)水平與發(fā)達國家相比存在很大差距。這種差距主要體現(xiàn)在缺乏國內(nèi)自主研發(fā)的自動化控制系統(tǒng)，污水處理過程中需要用到的各種設(shè)備及精密儀表儀器的生產(chǎn)質(zhì)量不夠優(yōu)良，而且這些設(shè)備發(fā)生故障的概率太高，國內(nèi)生產(chǎn)的設(shè)備與從國外引進的設(shè)備接口不配套等。所以，我國應(yīng)該加大對污水自動化控制技術(shù)的研發(fā)投資力度，最大限度地減少與發(fā)達國家的差距。

參 考 文 獻

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[責(zé)任編輯：陳澤琦]