自動化控制技術(shù)在污水處理廠的應(yīng)用進(jìn)展

（江蘇豐正環(huán)保科技有限公司，如皋 226551）

自進(jìn)入21世紀(jì)以來，在社會經(jīng)濟(jì)穩(wěn)健發(fā)展的大背景下，我國污水處理技術(shù)水平日趨成熟，社會對于污水處理提出全新的要求及標(biāo)準(zhǔn)。如何平衡城市污染與工業(yè)發(fā)展間二者關(guān)系，增強(qiáng)城市污水處理能力，是城市發(fā)展進(jìn)程中所面臨的主要問題。自動化控制技術(shù)作為新型技術(shù)手段的典型代表，被廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)及各個領(lǐng)域，而污水處理也不無例外，應(yīng)用自動化控制技術(shù)能明顯提高污水處理作業(yè)效率，以保證污水處理效果為前提條件，嚴(yán)格控制污水處理的成本投入，確保污水處理的可靠性及高效性。同時，與西方發(fā)達(dá)國家相比，我國污水處理技術(shù)水平發(fā)展較慢，上世紀(jì)90年代首次引進(jìn)自動控制系統(tǒng)。鑒于此，本文針對自動化控制技術(shù)在污水處理領(lǐng)域應(yīng)用發(fā)展的研究具有重要的現(xiàn)實意義。

1 污水處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

我國自改革開放以來，工業(yè)經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，與之配套的污水處理廠如雨后春筍。各種污水工藝應(yīng)運而生，從傳統(tǒng)的氧化溝、CASST、A2O、SBR等工藝層出不窮。為我國的環(huán)境保護(hù)做出了歷史性的貢獻(xiàn)。隨著環(huán)保要求的日益提高，處理水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)也不斷提升，許多污水處理廠的提標(biāo)改造進(jìn)入大發(fā)展時期。過去的污水處理廠控制水平都得到改善，一般污水處理廠全部實現(xiàn)自動化控制，但是自動化程度參差不齊，控制方式多種多樣。為了實現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展、優(yōu)化城市生活環(huán)境，地方政府及相關(guān)部門必須強(qiáng)化污水處理工藝水平和自動化控制水平。

2 污水處理廠應(yīng)用自動化控制技術(shù)的要點

2.1 PLC技術(shù)

一般說來，PLC技術(shù)指以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的可編程邏輯控制器，具有控制開關(guān)量的作用，可以通過梯形圖和指令語言進(jìn)行編程，PLC屬于面向現(xiàn)場的控制裝置，其可靠性強(qiáng)且抗干擾能力佳，換而言之PLC裝置不受外界環(huán)境是否惡劣的干擾其現(xiàn)場適應(yīng)性較強(qiáng)。同時，作為局部控制器，各PLC站可以通過光纖環(huán)路搭建成極具價值的控制系統(tǒng)。而且可以與工控機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)架構(gòu)，實現(xiàn)上位和下位機(jī)的實時通訊。污水處理廠普遍設(shè)置若干個現(xiàn)場控制站及總控室。應(yīng)用PLC技術(shù)能提高其自動處理效率。

當(dāng)然，污水處理廠類型不同其自動控制要求也不盡相同，客觀上要求相關(guān)技術(shù)人員靈活運用PLC技術(shù)手段。

2.2 DCS技術(shù)

與其它技術(shù)手段相比，DCS技術(shù)指自動控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)及CRT顯示技術(shù)間相結(jié)合的高科技控制裝置，適用于控制過程、管理生產(chǎn)及采集數(shù)據(jù)，往往被視為4C技術(shù)的“結(jié)合體”，基本實現(xiàn)分散控制、操作、管理及監(jiān)視生產(chǎn)過程的目標(biāo)。同時，以往的DCS技術(shù)源于流程工業(yè)儀表控制系統(tǒng)，可獨自完成連續(xù)調(diào)節(jié)及監(jiān)控連續(xù)物理量的任務(wù)，并且污水處理廠工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)由廠級中央監(jiān)控工作站及現(xiàn)場分散控制站共同組成。總而言之，當(dāng)前我國污水處理廠廣泛應(yīng)用以PLC技術(shù)及工業(yè)以太網(wǎng)DCS控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)的技術(shù)體系，取得令人滿意的技術(shù)應(yīng)用效果。

2.3 FCS技術(shù)

作為全球范圍內(nèi)最新型的控制技術(shù)手段，F(xiàn)CS技術(shù)于上個世紀(jì)90年代邁向?qū)嵱没A段且歷經(jīng)迅猛發(fā)展階段后基本演變發(fā)展成為自動化控制技術(shù)的典型代表。通常情況下，F(xiàn)CS技術(shù)指經(jīng)現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)連接傳感器、執(zhí)行器及控制器形成自動化系統(tǒng)再由網(wǎng)絡(luò)傳輸信息實現(xiàn)信號間直接傳遞目標(biāo)協(xié)調(diào)各種設(shè)備滿足自動化控制要求的技術(shù)手段。當(dāng)前全球范圍內(nèi)自動化控制系統(tǒng)現(xiàn)場總線技術(shù)以 RPOFIBUS、MODBUS、LONWORKS、FF、HART 及 CAN為典型代表，而FCS技術(shù)屬于第5代過程控制系統(tǒng)，由DCS及PLC發(fā)展演變形成，是以現(xiàn)場總線技術(shù)、儀表控制系統(tǒng)及集散控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)的技術(shù)手段。

2.4 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)技術(shù)

從現(xiàn)狀來看，在污水處理過程中，網(wǎng)絡(luò)組態(tài)技術(shù)應(yīng)用廣泛。以其中的污水處理遠(yuǎn)程組態(tài)監(jiān)控方案為例，利用現(xiàn)場傳感器對相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行采集，然后利用控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，通過對現(xiàn)場格柵泵、風(fēng)機(jī)等電氣設(shè)備開關(guān)進(jìn)行控制，從而使污水處理得到有效實現(xiàn)。從遠(yuǎn)處組態(tài)監(jiān)控的實踐應(yīng)用來看，可對現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行觀測，了解各類設(shè)備的運行狀態(tài)，可對設(shè)備的運行進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，使污水處理實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。如圖1所示，在利用網(wǎng)絡(luò)組態(tài)技術(shù)的基礎(chǔ)上，在污水處理現(xiàn)場通過網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)高效處理目標(biāo)。

圖1 污水處理網(wǎng)絡(luò)組態(tài)及網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)的應(yīng)用

3 結(jié)束語

通過本文探究，認(rèn)識到污水處理廠應(yīng)用自動化控制技術(shù)能明顯減輕人員工作量及工作負(fù)擔(dān)，大大提高操作安全性，優(yōu)化污水處理流程，大大提高污水處理速度，進(jìn)一步健全污水處理管理體系。即便自動化控制技術(shù)屬于新興技術(shù)范疇，使用期間可能出現(xiàn)各種困難及問題，但是面臨日趨嚴(yán)峻的水資源污染挑戰(zhàn)，提高污水處理廠凈化能力成為主流發(fā)展趨勢。總而言之，污水處理廠自身環(huán)境相對復(fù)雜且妥善處理所排放的污水占據(jù)著極其重要的地位及作用，而靈活運用自動化控制技術(shù)能明顯增強(qiáng)污水處理廠的技術(shù)水平，為實現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展目標(biāo)奠定夯實基礎(chǔ)。