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污水處理控制系統(tǒng)范文第1篇

［關(guān)鍵詞］自動(dòng)控制系統(tǒng)；污水處理；故障

0引言

隨著近年來(lái)我國(guó)的工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程不斷推進(jìn)，實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略以應(yīng)對(duì)資源與環(huán)境問(wèn)題成為我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的主題。在這樣的背景下，面對(duì)我國(guó)水資源緊張的不利形勢(shì)，如何做好污水處理控制引起了國(guó)家和有關(guān)單位的高度重視。另外，計(jì)算技術(shù)和自動(dòng)化的管理控制系統(tǒng)逐步發(fā)展，污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)正被越來(lái)越多的污水處理廠開(kāi)發(fā)使用，這一自動(dòng)控制系統(tǒng)具有節(jié)約能耗、降低成本、提高水質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，可以說(shuō)，這種污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)于我國(guó)目前的污水處理行業(yè)來(lái)說(shuō)有著十分重要的意義。

1自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史和應(yīng)用現(xiàn)狀

污水處理的自動(dòng)控制思想最早可以追溯到20世紀(jì)70年代的美國(guó)，伴隨第三次科技革命的興起，美國(guó)不少污水處理工程將計(jì)算機(jī)控制模式引入到加藥環(huán)節(jié)，這種自動(dòng)化的操作模式流程簡(jiǎn)易、釩用量控制精確等優(yōu)點(diǎn)使其獲得了良好的應(yīng)用效果。因而自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中得到了推廣使用，德國(guó)、日本等國(guó)也先后開(kāi)展相關(guān)研究并最先實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，今天的污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)逐步發(fā)展完善，自動(dòng)化程度也有了大幅度提升。污水處理中的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其工作原理是利用網(wǎng)絡(luò)通信依靠主計(jì)算機(jī)對(duì)控制設(shè)備、執(zhí)行器件、檢測(cè)元件實(shí)行整體管控，實(shí)現(xiàn)污水處理的集中調(diào)控、集成分析和數(shù)據(jù)集中處理。目前我國(guó)的污水控制系統(tǒng)在經(jīng)過(guò)初期的引進(jìn)和中期的消化吸收環(huán)節(jié)后，已經(jīng)取得了長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，工業(yè)Ethernet配合FCS、PLC控制構(gòu)成了我國(guó)最新一代的污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)。在我國(guó)目前的污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)中，主要應(yīng)用FCS、PLC、DCS等控制系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理。其中FCS又稱(chēng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FieldbusControlSystem），其最大特點(diǎn)莫過(guò)于以先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)傳輸取代傳統(tǒng)硬件傳輸，F(xiàn)CS利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了處理現(xiàn)場(chǎng)控制器、傳感器和執(zhí)行器的關(guān)聯(lián)。PLC則被稱(chēng)為可編程控制系統(tǒng)（ProgrammableLogicControlSystem），通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理以加強(qiáng)控制執(zhí)行中的可靠性和抗干擾性，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量的邏輯控制。DCS，又稱(chēng)集散控制系統(tǒng)（DistributedControlSystem），作為最新的4C控制技術(shù)，DCS能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)性的物理量監(jiān)控調(diào)節(jié)，并能與PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)相互協(xié)調(diào)處理。

2自動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)成及控制方式

2．1硬件系統(tǒng)

（1）中央監(jiān)控系統(tǒng)。顧名思義，利用中央計(jì)算機(jī)對(duì)污水處理的每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行總體把控。中央監(jiān)控系統(tǒng)不但要分析大量數(shù)據(jù)，還要兼?zhèn)錂z測(cè)和調(diào)配工作，所以系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)要配備相應(yīng)的顯示輸出設(shè)備。中央監(jiān)控系統(tǒng)能夠在第一時(shí)間將各項(xiàng)參數(shù)、機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)信息在顯示屏上展現(xiàn)出來(lái)，能夠更合理地處理污水，反映故障信息。（2）現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)。對(duì)于污水處理的自動(dòng)控制系統(tǒng)而言，現(xiàn)場(chǎng)控制無(wú)疑是十分重要的。因此在污水處理廠，PLC更多地被用作現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的控制器。正如上文所述，PLC是一種新型的可編程控制系統(tǒng)。它將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到系統(tǒng)控制中，因此不少大型處理控制系統(tǒng)需要多臺(tái)PLC進(jìn)行連接工作。PLC的廣泛應(yīng)用離不開(kāi)它的穩(wěn)定的抗干擾性。在復(fù)雜的污水處理現(xiàn)場(chǎng)，以中央控制為核心，作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)一般設(shè)置多個(gè)控制站以加強(qiáng)各部分間的控制，并以網(wǎng)絡(luò)作為信息連接的橋梁。PLC可以在復(fù)雜的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)高效率的環(huán)境監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)傳輸，模塊化的管理方式也使其更容易優(yōu)化運(yùn)行。（3）模擬顯示系統(tǒng)。在自動(dòng)化的控制系統(tǒng)中，反映數(shù)據(jù)往往要通過(guò)計(jì)算機(jī)控制下的顯示設(shè)備進(jìn)行輸出顯示，因此，模擬顯示系統(tǒng)也是硬件系統(tǒng)中的重要部分。其主要作用就是輸出動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，進(jìn)而幫助工作人員依據(jù)污水處理的實(shí)際狀況進(jìn)行對(duì)應(yīng)的監(jiān)控管理，并對(duì)系統(tǒng)異常等問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)反應(yīng)，幫助工作人員采取相關(guān)措施。

2．2軟件系統(tǒng)

污水處理的自動(dòng)控制系統(tǒng)中主要配備三個(gè)種類(lèi)的軟件，主要為系統(tǒng)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)軟件和應(yīng)用軟件。下面就對(duì)這三種軟件進(jìn)行詳細(xì)分析：（1）系統(tǒng)軟件。以MicrosoftWindowsNT操作系統(tǒng)為主，配有開(kāi)放性接口，能夠應(yīng)對(duì)多用戶、多任務(wù)的處理工作。（2）數(shù)據(jù)庫(kù)軟件。其作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的第一時(shí)間監(jiān)控，并生成相關(guān)操作記錄以供數(shù)據(jù)分析，此外，數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件還能夠進(jìn)行清晰的數(shù)據(jù)梳理工作。（3）應(yīng)用軟件。在污水處理的整體控制中，應(yīng)用軟件可起到十分重要的作用，具體包括生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)庫(kù)、生產(chǎn)查詢圖形、完善日常設(shè)備管理等。相應(yīng)的管理者可以輕松便捷地實(shí)現(xiàn)管理。2．3控制方式污水處理的自動(dòng)化系統(tǒng)控制方式可以分成三方面：（1）遠(yuǎn)程監(jiān)控。即對(duì)中央控制室運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)各個(gè)分散終端進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，遠(yuǎn)程監(jiān)控的廣泛使用讓技術(shù)人員可以便捷地獲取吸刮泥橋、曝氣機(jī)、水泵等設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)信息進(jìn)而開(kāi)展控制。（2）現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。即利用PLC系統(tǒng)完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備管控，將設(shè)備情況通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸及時(shí)有效地提供給PLC總站進(jìn)而實(shí)現(xiàn)監(jiān)督管理。（3）手動(dòng)監(jiān)控。處理現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)設(shè)備在進(jìn)行開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換時(shí)都需要進(jìn)行人為的手動(dòng)控制和操作，較之遠(yuǎn)程管理，手動(dòng)控制更具優(yōu)先性，且在應(yīng)對(duì)可編程控制系統(tǒng)的突發(fā)故障時(shí)，能夠更易于控制操作，降低風(fēng)險(xiǎn)。

3自動(dòng)控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題和改進(jìn)建議

盡管近年來(lái)自動(dòng)控制系統(tǒng)在我國(guó)的污水處理實(shí)踐中得到了廣泛應(yīng)用并取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，但不可否認(rèn)，相關(guān)發(fā)展還十分不完善，自動(dòng)化系統(tǒng)控制在具體操作中依然存在著十分明顯的問(wèn)題。本文接下來(lái)就對(duì)這些問(wèn)題予以列舉總結(jié)。

3．1自動(dòng)控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題

3．1．1自動(dòng)控制系統(tǒng)缺乏線上穩(wěn)定性

在污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)中，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)、可編程控制系統(tǒng)以及集散控制系統(tǒng)正不斷發(fā)展完善，系統(tǒng)的穩(wěn)定性始終是發(fā)展的重點(diǎn)所在。污水處理實(shí)在是一個(gè)極為復(fù)雜的過(guò)程，系統(tǒng)所要處理的數(shù)據(jù)種類(lèi)繁多且往往處在不斷變化中，無(wú)疑在一定程度上增加了污水處理系統(tǒng)的控制難度。因此多數(shù)污水處理廠在應(yīng)用自動(dòng)控制系統(tǒng)的同時(shí)，同樣需要工作人員在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作管理，并針對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)應(yīng)的管理工作進(jìn)而保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定。

3．1．2自動(dòng)控制系統(tǒng)受制于多種限制因素

在我國(guó)，不少已經(jīng)建成投用的污水處理廠存在著設(shè)備、人員方面的限制性因素。其中，不少污水處理廠自控技術(shù)落后，處理效能與管控權(quán)責(zé)不明，配套設(shè)施匱乏，設(shè)備管理漏洞百出。隨著對(duì)應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)提高，污水處理自動(dòng)控制設(shè)備的知識(shí)儲(chǔ)備出現(xiàn)了明顯不足，工作人員無(wú)法掌握引進(jìn)設(shè)備的操控技巧，而單一的培訓(xùn)方式也不能從根本上解決內(nèi)部員工的問(wèn)題。

3．1．3自動(dòng)控制系統(tǒng)控制力缺失

我國(guó)目前的污水處理廠中普遍設(shè)置了監(jiān)視措施，但實(shí)際的管理效力卻往往不能達(dá)到預(yù)期要求。一方面，相關(guān)工作人員數(shù)據(jù)分析能力有限，當(dāng)工作人員不能處理好相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)也就失去了其原有的控制執(zhí)行效率。工作人員的疏忽還體現(xiàn)在污水處理中的節(jié)能減耗問(wèn)題上，有關(guān)人員往往不能認(rèn)識(shí)到能源與經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)系，這種不合理的操作也造成了對(duì)于污水處理廠的風(fēng)險(xiǎn)投資被限制。另一方面，經(jīng)管自動(dòng)控制系統(tǒng)在處理污水時(shí)能夠保障一定的排放標(biāo)準(zhǔn)，但相關(guān)管理部門(mén)卻不能產(chǎn)生足夠的重視，與風(fēng)險(xiǎn)投資者也缺乏必要的溝通，因而各種各樣的限制因素造成了不利于污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)的推廣和使用。

3．1．4自動(dòng)控制系統(tǒng)本身的缺陷

盡管近年來(lái)污水處理的自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)步迅速，但許多技術(shù)方面的缺陷不可避免。例如自控技術(shù)及相關(guān)軟件存在缺陷、儀器設(shè)備不規(guī)范等。由于許多關(guān)鍵技術(shù)由國(guó)外引進(jìn)，因而工作人員在處理過(guò)程中很容易出現(xiàn)操作不當(dāng)?shù)膯?wèn)題。以污水處理的探頭控制為例，相關(guān)數(shù)據(jù)的采集很有可能會(huì)因?yàn)槲鬯难蜎](méi)而出現(xiàn)問(wèn)題，且污水中的成分構(gòu)成十分不規(guī)則，導(dǎo)致探頭被纏等情況影響最終的數(shù)據(jù)分析，情況嚴(yán)重時(shí)還有可能造成設(shè)備損壞。

3．2自動(dòng)控制系統(tǒng)今后的改進(jìn)建議

針對(duì)上文所述的污水處理自動(dòng)控制問(wèn)題，本文在進(jìn)行分析總結(jié)后提出了相應(yīng)的改善思路以供相關(guān)行業(yè)研究者參考借鑒。（1）保障自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，由于污水處理的自動(dòng)化控制系統(tǒng)依靠總線控制因而尚存在線上的不穩(wěn)定性。因而污水處理廠應(yīng)當(dāng)對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性管理足夠重視，加派必要的工作人員參與到污水處理系統(tǒng)的管理中是十分必要的，依此來(lái)彌補(bǔ)系統(tǒng)不穩(wěn)定性所造成的數(shù)據(jù)誤差。（2）重視工作人員的技能素養(yǎng)構(gòu)建，加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)人員的培訓(xùn)指導(dǎo)，并通過(guò)專(zhuān)業(yè)人員對(duì)廠區(qū)的工作人員進(jìn)行必要的技術(shù)引導(dǎo)，進(jìn)而完善設(shè)備的使用，規(guī)避因?yàn)楣ぷ魅藛T操作不當(dāng)而產(chǎn)生的事故。（3）要不斷拓展智能控制在污水領(lǐng)域的管理深度，完善配套的管理措施。避免出現(xiàn)模糊操作、理論控制等。同時(shí)，利用仿真建模的手段，針對(duì)市場(chǎng)化需求改革污水處理技術(shù)，并與其他控制應(yīng)用相結(jié)合，從而提升系統(tǒng)的管理控制效率。最后是將污水處理與信息技術(shù)相結(jié)合，將數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到自動(dòng)控制中，應(yīng)用最新的遙感控制技術(shù)，完善機(jī)械化的操作流程，為現(xiàn)場(chǎng)工作人員減輕工作壓力與負(fù)擔(dān)。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)的工業(yè)化發(fā)展，自動(dòng)控制系統(tǒng)正越來(lái)越多地被應(yīng)用到污水處理領(lǐng)域，并取得了十分顯著的成績(jī)。與傳統(tǒng)的污水處理工藝相比，自動(dòng)化的控制系統(tǒng)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(huì)效益和環(huán)境效益得到了保證，因而在污水處理中應(yīng)用自動(dòng)化的控制系統(tǒng)是有積極意義的。但與此同時(shí)，我國(guó)的污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)也存在著許多問(wèn)題。首先是我國(guó)的技術(shù)起步晚，核心科技多由國(guó)外引進(jìn)，自主研發(fā)能力弱，因而實(shí)際操作效率要明顯落后于西方發(fā)達(dá)國(guó)家。其次是相關(guān)技術(shù)配備缺失，污水處理儀器精度低，因而國(guó)家和相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)投入力度，推動(dòng)核心技術(shù)的研習(xí)進(jìn)而縮小與世界先進(jìn)水平的差距。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)當(dāng)抓住現(xiàn)代系統(tǒng)的核心技術(shù)，推動(dòng)科學(xué)與信息的一體化進(jìn)程，使自動(dòng)管理系統(tǒng)更好地為污水處理系統(tǒng)服務(wù)，這樣我國(guó)的污水處理行業(yè)將會(huì)取得更大的進(jìn)步。相信經(jīng)過(guò)不懈的努力，自動(dòng)控制系統(tǒng)將會(huì)在污水處理中發(fā)揮更加重要的作用。

主要參考文獻(xiàn)

［1］王默．城市污水處理廠環(huán)境守法技術(shù)體系研究［D］．武漢：武漢工程大學(xué)，2014．

［2］張悅．江蘇省農(nóng)村生活污水處理設(shè)施運(yùn)行及尾水稻田利用的安全性研究［D］．南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013．

［3］張利．基于西門(mén)子PLC技術(shù)的污水處理廠控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］．西安：西安電子科技大學(xué)，2012．

［4］楊世品．污水處理溶解氧控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］．武漢：武漢科技大學(xué)，2008．

污水處理控制系統(tǒng)范文第2篇

關(guān)鍵詞：污水處理；自動(dòng)控制系統(tǒng)；PLC

中圖分類(lèi)號(hào)： U664 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

伴隨著科技的迅猛發(fā)展和人們生活環(huán)境的改善，人們對(duì)于潔凈水源也提出了更高的要求。水是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡闹匾Y源，水處理自動(dòng)化系統(tǒng)是否可靠穩(wěn)定已經(jīng)成了當(dāng)前城市水資源管理部分重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。信息技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展，提高了水處理控制的智能化程度，因?yàn)镻LC和3C技術(shù)相結(jié)合具有較強(qiáng)的抗干擾性、穩(wěn)定性、靈活性而成了水處理自動(dòng)化系統(tǒng)中的主要控制部件，并有效提高了水處理自動(dòng)化系統(tǒng)的智能化程度，減少了人力資源的投入。

一、污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求，以提升生產(chǎn)效率和出水水質(zhì)，在對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則：(1)可靠性原則：污水處理與一個(gè)城市居民的身體健康和居住投資環(huán)境息息相關(guān)，所以設(shè)計(jì)的可靠性原則為所有原則之首。(2)技術(shù)成熟性原則：在設(shè)計(jì)的適合，不但要考慮滿足設(shè)計(jì)的需要，還要重視使用較為成熟、先進(jìn)、方便后期維護(hù)的設(shè)備和技術(shù)。(3)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性原則：重視當(dāng)前以及未來(lái)技術(shù)發(fā)展的需求，選擇實(shí)用性強(qiáng)、兼容性好、性價(jià)比高的方案和設(shè)備配置。

二、污水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

（一）污水處理控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

依據(jù)污水處理工藝過(guò)程要求，為了使自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)可靠性，系統(tǒng)采用分層控制結(jié)構(gòu)?？刂葡到y(tǒng)分三層結(jié)構(gòu)和二級(jí)網(wǎng)絡(luò)。三層結(jié)構(gòu)有：設(shè)備層、數(shù)據(jù)采集層和監(jiān)控層(中心控制室) 。其中，設(shè)備層主要由設(shè)置在各污水處理單元內(nèi)的COD 監(jiān)測(cè)儀、氨氮監(jiān)測(cè)儀、PH 計(jì)、電流傳感器等等設(shè)備組成；數(shù)據(jù)采集層由設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)的PLC 數(shù)據(jù)采集單元(下位機(jī)) 組成；監(jiān)控層由設(shè)置在中心控制室內(nèi)的操作站計(jì)算機(jī)(上位機(jī)) 及組態(tài)軟件組成?，F(xiàn)場(chǎng)每一種數(shù)據(jù)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊采集，并通過(guò)Profibus DP 現(xiàn)場(chǎng)通訊總線傳送至中央控制室操作站進(jìn)行集中監(jiān)視和管理。二級(jí)網(wǎng)絡(luò)主要有： PROFIBUS－DP 現(xiàn)場(chǎng)通訊總線和以太網(wǎng)。PROFIBUS－DP 現(xiàn)場(chǎng)通訊總線負(fù)責(zé)設(shè)備層和數(shù)據(jù)采集層之間的通訊和數(shù)據(jù)傳輸；以太網(wǎng)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集層和監(jiān)控層之間的通訊和數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

（圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖 ）

（二）PLC的選擇

污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)要求PLC 的性能較高，首先，PLC是污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心，需具備穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，可以預(yù)處理數(shù)據(jù)并進(jìn)行集中傳輸，故障保護(hù)能力高；其次，控制分站中的控制器要具備可以獨(dú)立控制分區(qū)各項(xiàng)任務(wù)的功能，如果監(jiān)控站或者監(jiān)控中心意外停止運(yùn)行，相鄰區(qū)域控制器也能進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交換；再次，如果某控制站中的控制量出現(xiàn)變化，就要根據(jù)預(yù)定方案采取措施，相應(yīng)的調(diào)整相關(guān)區(qū)域設(shè)備。因此，必須要具備實(shí)現(xiàn)集中或獨(dú)立工作方式，尤其是能在獨(dú)立控制時(shí)實(shí)現(xiàn)與相鄰控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)處理、容錯(cuò)等功能。綜合考慮整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)性能及運(yùn)營(yíng)周期等因素之后再選擇適宜的設(shè)備，尤其在氣候環(huán)境條件惡劣的情況下及規(guī)模相對(duì)較大的污水處理廠，必須選用性能更高的雙機(jī)熱備冗余PLC。

一般環(huán)境下或規(guī)模較小的污水處理廠，通常多使用SIMATIC S7系列標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型作為現(xiàn)場(chǎng)控制器，對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)與多種現(xiàn)場(chǎng)總線的支持性、系統(tǒng)開(kāi)放性及兼容性都很好，采取遠(yuǎn)程智能分布式結(jié)構(gòu)控制方式，可以符合污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)信號(hào)處理的不同需求。

（三）系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

1、PLC 程序設(shè)計(jì)

Step7 v5.4 是西門(mén)子S7－300 系列PLC的編程軟件，支持梯形圖編程、STL 語(yǔ)句表編程、I /O 模塊布局配置、數(shù)據(jù)庫(kù)編輯，且能進(jìn)行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試。PLC 具體程序控制流程圖如圖2所示。

（圖2 PLC 程序控制流程圖 ）

（三）組態(tài)軟件設(shè)計(jì)

上位工控機(jī)軟件運(yùn)用北京亞控公司的組態(tài)王V6．55版本。組態(tài)王是專(zhuān)門(mén)為過(guò)程控制和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控而開(kāi)發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)軟件，具有很好的數(shù)據(jù)處理能力和友好的用戶界面，并提供了大量的數(shù)據(jù)庫(kù)功能和在線幫助功能，因?yàn)樗?jiǎn)單易學(xué)，具有豐富的工具箱、圖庫(kù)和操作向?qū)В缑鏋槿形?，所以深受?chē)?guó)內(nèi)廣大用戶的青睞，在電力、制冷、化工、機(jī)械制造、交通管理等領(lǐng)域已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。在任何應(yīng)用場(chǎng)合，都能使用組態(tài)王快速構(gòu)造出美觀的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)生化曝氣池運(yùn)行工藝畫(huà)面和日?qǐng)?bào)表畫(huà)面分別如圖3、圖4所示。

（圖3現(xiàn)場(chǎng)生化曝氣池運(yùn)行工藝畫(huà)面）

（圖4 日?qǐng)?bào)表畫(huà)面）

三、污水處理廠的自動(dòng)化系統(tǒng)中的問(wèn)題

1、不能夠精確地對(duì)程序進(jìn)行控制，且運(yùn)行人員的工作量沒(méi)有減少。污水處理工藝較為復(fù)雜，一般是由多個(gè)子系統(tǒng)完成不同的過(guò)程,然而現(xiàn)行的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的控制只是針對(duì)某一個(gè)工藝過(guò)程,缺乏完善的聯(lián)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)多個(gè)工藝過(guò)程的控制，且沒(méi)有實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)控制過(guò)程。

2、沒(méi)有研制出具有人性化的計(jì)算機(jī)監(jiān)控程序，所以缺乏操作性，使得自動(dòng)化系統(tǒng)的效率未能提高。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)滯后，缺乏可靠性，使得生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行?，F(xiàn)行的網(wǎng)絡(luò)基本都屬于星型網(wǎng)絡(luò)，如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)割斷，就會(huì)影響到其他子系統(tǒng)的運(yùn)行。

四、解決措施

1、在計(jì)算機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)中需要研發(fā)出可以把多個(gè)工藝過(guò)程相連接的聯(lián)動(dòng)程序。比如自動(dòng)控制格柵間及進(jìn)水泵房；格柵間實(shí)現(xiàn)螺旋輸送機(jī)先于格柵機(jī)打開(kāi),滯后于格柵機(jī)停，并能在監(jiān)控軟件中設(shè)定啟停的間隔時(shí)間。

2、開(kāi)發(fā)出具有人性化的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，便于操作人員的工作，能夠促進(jìn)多個(gè)指定畫(huà)面的研發(fā)。

3、對(duì)污水處理廠的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善,可采用光纖環(huán)網(wǎng)，這樣則可以避免星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)引發(fā)的問(wèn)題，增強(qiáng)其可靠性。

五、污水處理過(guò)程的單元控制

（一）提升泵房運(yùn)行以及控制

由于排水管網(wǎng)的實(shí)時(shí)調(diào)度難度比較大，所以要提高泵房就應(yīng)運(yùn)用合理的編組策略，要主動(dòng)適應(yīng)管網(wǎng)的淶水流量進(jìn)行變化。泵選型的提升直接影響著編組策略，需要綜合的考慮控制流量與能源效率的關(guān)系。在確定提升泵以后，其提升水量還要與提升出口液位、集水井液位以及格柵前液位具有一定的函數(shù)關(guān)系。提升泵的編組數(shù)學(xué)含義就是需要采用不同的編組的數(shù)字含義，就是要運(yùn)用不同的編組形成的流量分段函數(shù)接近于連續(xù)變化的管網(wǎng)來(lái)水流量。

在工程施工過(guò)程中，一般情況下要依據(jù)集水井液位進(jìn)行模糊的控制和分段控制，控制的效果會(huì)受到提升泵選型以及排水管網(wǎng)特性等一些因素的影響。 （二）初沉池的運(yùn)行以及控制

初沉池的運(yùn)營(yíng)會(huì)極易受水量波動(dòng)的影響，從而使泥層的厚度以及初沉出水的水質(zhì)發(fā)生改變。初沉池的控制參數(shù)也主要是排泥量及其停留時(shí)間，降低排泥量、延長(zhǎng)停留的時(shí)間有對(duì)于難降解有機(jī)質(zhì)在初沉池的泥層中進(jìn)行水解以及發(fā)酵反應(yīng)有幫助，可以提升初沉池的出水有機(jī)質(zhì)的濃度以及易降解組分的比例，大部分都是被應(yīng)用在進(jìn)水碳源含量相對(duì)較低的情況。

（三）生化處理單元的運(yùn)行以及控制

生化處理單元的過(guò)程參數(shù)主要有內(nèi)回流以及曝氣量等，過(guò)程的主要特征是滯后性明顯、慣性較大，很難精細(xì)的對(duì)其進(jìn)行控制。目前，較成熟的對(duì)策就是以曝氣量以及管道壓力作為中間變量的串級(jí)反饋的控制算法。串級(jí)反饋結(jié)構(gòu)主要是分離了相對(duì)較快的曝氣過(guò)程以及相對(duì)緩慢的氧傳質(zhì)以及消耗的過(guò)程，而且還能夠較好的實(shí)現(xiàn)溶解氧濃度的穩(wěn)定控制情況。此外，還有很多關(guān)于模糊控制、專(zhuān)家系統(tǒng)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等溶解氧的控制算法的研究成果，還可以在工程的實(shí)踐過(guò)程中進(jìn)行嘗試以及完善。

內(nèi)回流的控制與水負(fù)荷情況息息相關(guān)，依據(jù)進(jìn)水的水質(zhì)和水量情況特點(diǎn)，對(duì)內(nèi)回流泵進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調(diào)節(jié)，可以在一定的條件下對(duì)其總氮的去除效果進(jìn)行改善。

（四）二沉池的運(yùn)行以及控制

二沉池的控制過(guò)程主要包含外回流、泥位以及排泥量?？刂贫脸氐哪辔贿M(jìn)行可以獲取較為穩(wěn)定的泥水分離的效果，可以對(duì)二沉池出水的水質(zhì)量進(jìn)行改善。對(duì)外回流的控制可以對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的活性污泥濃度進(jìn)行改變和控制，從而獲取穩(wěn)定的污泥負(fù)荷或者是生物量。對(duì)排泥量的控制可以考慮改變系統(tǒng)的污泥齡。

同時(shí)二沉池的控制還需要綜合、統(tǒng)一的和生化單元的控制進(jìn)行考慮，可以依據(jù)進(jìn)水流量的整體變化，時(shí)的預(yù)警和判斷泥位，對(duì)于排泥泵和回流泵進(jìn)行及時(shí)和有效的控制。

（五）化學(xué)除磷過(guò)程的運(yùn)行以及控制

由于生物的除磷過(guò)程有一定的局限性，污水的處理廠還常常需要增加化學(xué)的除磷單元對(duì)出水的總磷進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)。目前，一般所采用恒量的投加化學(xué)除磷藥劑的方式和方法，極易導(dǎo)致藥劑的浪費(fèi)或者是影響污泥的活性等?；瘜W(xué)除磷的控制技術(shù)通常都包含磷符合前饋控制技術(shù)以及出水磷濃度的反饋控制技術(shù)等等。在進(jìn)行控制的策略方面，可以依據(jù)有關(guān)工藝的特點(diǎn)選擇合適的加藥點(diǎn)，分析化學(xué)藥劑的性能，從而再依據(jù)磷的濃度或者是符合的變化對(duì)藥劑的投加量進(jìn)行動(dòng)態(tài)的控制。

（六）深度處理單元的運(yùn)行以及控制

深度的處理單元主要包含過(guò)濾、消毒以及高級(jí)氧化等其他工藝，一般都是成套化的設(shè)備，具備獨(dú)立的控制系統(tǒng)。目前，深度處理單元的水力學(xué)控制技術(shù)相對(duì)較為成熟，然而在水質(zhì)學(xué)的控制方面還有很多不足之處，還不對(duì)污染物的去除量進(jìn)行準(zhǔn)確的估計(jì)此外，要是還需要在整個(gè)工藝過(guò)程中只能對(duì)污染物的去除比例進(jìn)行合理的分配，這就需要統(tǒng)籌的對(duì)整個(gè)流程進(jìn)行考慮。

六、污水處理工藝的整個(gè)流程控制策略

為了可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)流程的控制，需要有效的對(duì)以下問(wèn)題進(jìn)行解決。

（一）進(jìn)一步發(fā)展和完善單元的控制技術(shù)

單元的控制技術(shù)是整個(gè)流程控制的基礎(chǔ)。目前，提升泵房控制以及溶解氧等控制單元的過(guò)程控制技術(shù)，紫外線消毒以及深度處理濾池等設(shè)備控制技術(shù)也已經(jīng)在大型的污水處理廠有了較為廣泛的應(yīng)用。其他的單元控制技術(shù)還是需要進(jìn)一步結(jié)合工程的實(shí)際情況加以完善，從而提高技術(shù)的使用性。

（二）提高在線儀表的可靠性

要開(kāi)發(fā)新型的過(guò)程類(lèi)儀表。在線的水質(zhì)測(cè)量?jī)x表的價(jià)格比較昂貴，維護(hù)起來(lái)也有些困難，而且其可靠性不足，這些都對(duì)我國(guó)城市污水處理廠實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制技術(shù)形成了制約。因此，這就需要可以提高在線水質(zhì)儀表的質(zhì)量以及國(guó)產(chǎn)化的水平，從而改變運(yùn)行人員對(duì)在線所測(cè)定的水質(zhì)數(shù)據(jù)的信心不足問(wèn)題。此外，由于水質(zhì)參數(shù)主要是狀態(tài)變量，還不可以快捷和直觀的對(duì)過(guò)程特征進(jìn)行反映，因此還需要推廣在線沉降速率儀、在線呼吸速度儀等價(jià)格低廉的新型過(guò)程類(lèi)的儀表，進(jìn)而適應(yīng)過(guò)程控制的需要。

（三）對(duì)不同系統(tǒng)便捷的工藝優(yōu)化運(yùn)行策略進(jìn)行研究

污水處理系統(tǒng)的控制對(duì)策主要可以分為生化單元控制、廠網(wǎng)聯(lián)合優(yōu)化運(yùn)行以及污水處理工藝優(yōu)化運(yùn)行三個(gè)層次。不同的系統(tǒng)邊界所產(chǎn)生的優(yōu)化結(jié)果往往不同，因此，就需要詳細(xì)的對(duì)工藝進(jìn)行分析，從而得到主要矛盾選取合適的邊界進(jìn)行研究以及示范。

結(jié)束語(yǔ)

伴隨信息技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)污水處理廠的程序開(kāi)始大量引進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)。通過(guò)運(yùn)用自動(dòng)化系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)污水處理的無(wú)人無(wú)人值守全自動(dòng)控制。因此自動(dòng)化系統(tǒng)也就成了現(xiàn)在污水處理的關(guān)鍵，需要注重研制出有效的、科學(xué)的、合理的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，使污水處理可以更加有效。

參考文獻(xiàn)：

[1]常帥. 自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理廠中的應(yīng)用[J]. 科技資訊,2009,06:122.

[2]姜西羚,龐晶晶. 基于PLC的污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)[J]. 建筑電氣,2009,06:48-50.

[3]王芳. 污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的建立[J]. 機(jī)械工程與自動(dòng)化,2010,06:203-204.

污水處理控制系統(tǒng)范文第3篇

關(guān)鍵詞：PLC；MCGS；污水處理

中圖分類(lèi)號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）20-0070-02

前言

隨著人口的增長(zhǎng)，污水的產(chǎn)生越來(lái)越多，污水處理技術(shù)越來(lái)越重要。目前我國(guó)很多污水處理系統(tǒng)中都使用了PLC和MCGS的污水處理控制系統(tǒng)。這樣能夠達(dá)到更好的污水處理效果，同時(shí)還能提升處理效率。

1 污水理系統(tǒng)的基本要求

1.1 明渠內(nèi)的格柵

成組的平行金屬柵條做成了格柵，通常情況下，格柵呈傾斜狀態(tài)放置在污水提升泵到集水池的主要渠道上面，對(duì)污水里含有的大塊固體廢棄物進(jìn)行攔截，例如生活垃圾等，這樣能夠有效保證閥門(mén)、管道及相應(yīng)的處理設(shè)備處于正常的工作狀態(tài)，防止受到這些物體的損壞。一般來(lái)說(shuō)，污水通過(guò)格柵的速度越緩慢，所對(duì)應(yīng)的攔截廢棄物的效果越顯著，但是如果速度太過(guò)于緩慢，那么會(huì)對(duì)格柵造成阻塞的情況，這樣就會(huì)減少過(guò)水面積，從而導(dǎo)致水流速度加快。所以要確定污水通過(guò)格柵的速度，就要做全方位綜合性的考慮，污水的主要組成、污水含有泥沙的百分比。對(duì)于格柵的間距也由污水的性質(zhì)來(lái)決定，使其技能滿足水泵的要求，同時(shí)還能滿足后續(xù)設(shè)備的要求。

1.2 平流隔油池

在平流隔油池里面，通常都裝有很多設(shè)備，通常會(huì)有鏈條式刮泥、刮油機(jī)，廢水從池子的一邊進(jìn)入，從另外一邊向外流出。在池子里的污水水平方向的流動(dòng)速度非常小，包含在水中的油滴會(huì)在水中上下浮動(dòng)，之后在表面進(jìn)行聚集，由池子配套的集油管和刮油機(jī)把它們收集起來(lái)。如果密度較大，那么會(huì)下沉到底下，最后收集排出。

1.3 SBR反應(yīng)池

對(duì)于SBR法來(lái)說(shuō)，其處理污水的運(yùn)行方式是間歇式操作，對(duì)污水進(jìn)行分批處理，在每一個(gè)池子里面都會(huì)有曝氣池和二沉池，在處理系統(tǒng)中，不進(jìn)行二沉池的單獨(dú)設(shè)置，污泥回流設(shè)備也不會(huì)單獨(dú)設(shè)置，對(duì)于污水的均質(zhì)調(diào)節(jié)池也不進(jìn)行設(shè)置。許多的反應(yīng)器組合在一起構(gòu)成了SBR法，污水是按照一定的順序進(jìn)入到反應(yīng)池中，在整個(gè)污水處理的過(guò)程中，其反應(yīng)工序都是按照一定的順序進(jìn)行排列的。

2 污水處理系統(tǒng)的工藝要求

2.1 提升泵啟閉控制

在整個(gè)對(duì)污水進(jìn)行處理的系統(tǒng)中，設(shè)置有6臺(tái)泵，把其兩兩歸為一組。在安裝有污水提升泵的池子達(dá)到所需要的液位時(shí)候，污水提升泵開(kāi)始工作，如果水位達(dá)不到要求，泵不發(fā)生運(yùn)行。

2.2 除污機(jī)控制

在污水處理系統(tǒng)里面除污機(jī)的安裝非常重要，在明渠里面的粗、中格柵上都要進(jìn)行安裝。如果在格柵的前后會(huì)形成一定數(shù)值的液位差，那么除污機(jī)處于正常運(yùn)行狀態(tài)，除此之外，都是處于關(guān)閉狀態(tài)。

2.3 刮油、刮泥機(jī)控制

在污水處理系統(tǒng)里面，刮油、刮泥機(jī)通常只設(shè)置一套，在平流隔油池里面。在它處于正常工作狀態(tài)的時(shí)候是進(jìn)行連續(xù)式作業(yè)，只有進(jìn)行維修時(shí)候才停止。

2.4 曝氣機(jī)控制

在每一個(gè)反應(yīng)池里面都需要配備有曝氣機(jī)，通常該設(shè)備采用變頻電機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)的控制，通過(guò)PLC編寫(xiě)程序，完成對(duì)曝氣機(jī)的自動(dòng)控制。在不同的反應(yīng)周期中，曝氣機(jī)完成相應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行自動(dòng)的調(diào)節(jié)，達(dá)到節(jié)能的效果。

2.5 潷水器控制

和曝氣機(jī)的設(shè)置一樣，潷水器也是分別存在于反應(yīng)池中，通過(guò)PLC的編程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制過(guò)程。當(dāng)反應(yīng)池的各個(gè)條件都滿足其要求時(shí)候，潷水器開(kāi)始正常運(yùn)行。

3 污水處理控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成

在污水處理控制系統(tǒng)中，工控機(jī)IPC、PLC+相關(guān)外設(shè)電路板、模擬開(kāi)關(guān)量輸入輸出控制板三大部分組成了主要的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行污水處理的時(shí)候，對(duì)水壓和水流量都有要求，需要兩者都保持恒定，要對(duì)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，用來(lái)分析。如果壓力和流量都采用人工手動(dòng)控制，那么就會(huì)產(chǎn)生很大的工作量，還會(huì)給結(jié)果帶來(lái)較大的誤差，一定程度上給能源造成浪費(fèi)。所以在污水處理控制系統(tǒng)中，采用PLC和MCGS方法就能有效對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行解決，達(dá)到工藝上的要求。在控制系統(tǒng)中現(xiàn)場(chǎng)的控制單元選擇PLC，把PLC作為控制單元來(lái)控制污水處理具有很顯著地特點(diǎn)，首先職能分配合理并且清晰，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)控制、操作控制、數(shù)據(jù)管理都有不同的站點(diǎn)與之對(duì)應(yīng)，其次控制功能非常強(qiáng)大、并且具有很高度的可靠性，最后，PLC控制的抗干擾能力明顯優(yōu)于STD等常用控制裝置。

4 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

對(duì)于控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，軟件的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，主要包括 PLC下位機(jī)程序的設(shè)計(jì)和上位機(jī)組態(tài)軟件的設(shè)計(jì)。PLC程序的編寫(xiě)是為了功能行的實(shí)現(xiàn)，對(duì)于編譯完成后的梯形圖程序借助通訊電纜傳輸?shù)絇LC里。

通過(guò)雷達(dá)液位計(jì)對(duì)混合沉降罐的液位信號(hào)進(jìn)行采集，之后將結(jié)果送到處理器，處理器進(jìn)行分析并且與預(yù)先設(shè)定數(shù)值進(jìn)行比較，利用PID對(duì)信號(hào)進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，從而改變變頻器的輸出情況，達(dá)到控制水泵的效果，通過(guò)這個(gè)過(guò)程，能夠有效保證混凝沉降罐的液位處于相對(duì)平穩(wěn)的狀態(tài)。對(duì)于流量泵來(lái)說(shuō)要使用變頻器，從而實(shí)現(xiàn)泵對(duì)流速的控制，從而對(duì)整個(gè)系統(tǒng)處理污水的速度進(jìn)行控制。運(yùn)用雷達(dá)液位計(jì)對(duì)粗?；薜囊何贿M(jìn)行采集，將結(jié)果傳輸給處理器，處理器把分析結(jié)果和預(yù)定值進(jìn)行比較，控制變頻器的輸出情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)泵的控制，使得粗?；薜囊何灰蔡幱谙鄬?duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。在對(duì)排污泵的控制上，在上位機(jī)監(jiān)控過(guò)程中選用MCGS組態(tài)軟件，這一軟件的應(yīng)用能夠快速完成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)的構(gòu)造與生成。這一系統(tǒng)能夠完成從數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)處理、報(bào)警處理、流程控制、動(dòng)畫(huà)顯示、報(bào)表輸出等解決實(shí)際工程問(wèn)題的完整方案。

5 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

5.1 上位機(jī)設(shè)計(jì)

在污水處理控制系統(tǒng)中，上位機(jī)的設(shè)計(jì)包括三個(gè)環(huán)節(jié)，污水處理遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、整個(gè)工程的系統(tǒng)構(gòu)成及工藝流程、擬定組建工程的總體規(guī)劃和設(shè)想。

首先，污水處理遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)使用的是MCGS組態(tài)軟件進(jìn)行控制和管理的，它的作用是構(gòu)造以及生成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，它的運(yùn)行平臺(tái)限制較小，能夠在Microsoft的各種32位Windows平臺(tái)上使用，它能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行監(jiān)控采集，采集F場(chǎng)數(shù)據(jù)，對(duì)異常情況進(jìn)行報(bào)警，對(duì)全部工藝流程進(jìn)行控制，對(duì)統(tǒng)計(jì)報(bào)表進(jìn)行輸出，能夠給客戶提供解決問(wèn)題的可行性方案。

其次，整個(gè)工程的系統(tǒng)構(gòu)成及工藝流程，根據(jù)被監(jiān)控對(duì)象特征，找到最重點(diǎn)的監(jiān)控要求以及相關(guān)技術(shù)要求。

最后，擬定組建工程的總體規(guī)劃和設(shè)想，這里面包括了系統(tǒng)的具體職能，控制流程具體的實(shí)現(xiàn)方式，用戶所要使用的窗口界面的顯示方式，動(dòng)畫(huà)效果的實(shí)現(xiàn)方式，在進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的各種環(huán)節(jié)時(shí)候如何定義，與此同時(shí)，對(duì)于工程中設(shè)備的數(shù)據(jù)采集以及相關(guān)的定義關(guān)系都要進(jìn)行詳細(xì)的分析，要對(duì)設(shè)備與對(duì)應(yīng)變量的關(guān)系仔細(xì)分別認(rèn)清，對(duì)于對(duì)應(yīng)變量的軟件所需要傳遞的數(shù)據(jù)能夠通過(guò)動(dòng)畫(huà)形式進(jìn)行顯示。對(duì)工程設(shè)計(jì)里面的整體規(guī)劃工作要認(rèn)真完成，這樣能夠有效避免做一些項(xiàng)目組態(tài)過(guò)程中的無(wú)用功，讓工程項(xiàng)目能夠快速有效的完成。

5.2 下位機(jī)設(shè)計(jì)

通常情況下機(jī)位使用的是日本OMRON公司的C200H系列PLC。它的具體結(jié)構(gòu)是模塊式，對(duì)于一個(gè)單元系統(tǒng)來(lái)說(shuō)它的核心是CPU，包含電源、微處理器、系統(tǒng)存儲(chǔ)器等，能夠提供現(xiàn)場(chǎng)輸入的設(shè)備是基本I/O單元以及智能I/O單元，對(duì)輸出進(jìn)行控制的設(shè)備以及和CPU進(jìn)行連接的電路。結(jié)合具體對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)中的功能要求環(huán)節(jié)，對(duì)于下機(jī)位來(lái)說(shuō)，通常選擇使用的設(shè)計(jì)程序是模塊化的程序，這種程序設(shè)計(jì)的本質(zhì)就是依照不同的功能，把下位機(jī)的程序分解成具有功能性的一系列模塊，當(dāng)這些模塊所具有的功能都能得到實(shí)現(xiàn)之后，依照系統(tǒng)的要求，把這些具有不同功能的模塊按照一定方式進(jìn)行連接，經(jīng)過(guò)調(diào)試之后，就形成了最終的程序。通過(guò)這樣的方法進(jìn)行程序編寫(xiě)具有很明顯的優(yōu)勢(shì)，編制的程序具有很多特性，能夠進(jìn)行擴(kuò)展同時(shí)還能進(jìn)行移植，此外它的通用性非常良好，在任何一種系統(tǒng)定的功能模塊都能夠進(jìn)行運(yùn)用。針對(duì)不一樣的污水處理系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，對(duì)于硬件設(shè)計(jì)也是不盡相同的，在具體的功能特性上也有一定的差異。在編程中應(yīng)用模塊化的思想，如果要對(duì)具有特定功能的污水進(jìn)行處理，在這個(gè)系統(tǒng)中要實(shí)現(xiàn)功能就很容易，只需要對(duì)相關(guān)功能的模塊進(jìn)行選擇，之后把它們按照一定順序進(jìn)行組合就能夠?qū)崿F(xiàn)它的功能。這樣的軟件結(jié)構(gòu)類(lèi)似于積木的拼裝，具有很好的使用效果，在軟件編程和調(diào)試階段都能夠簡(jiǎn)化具體工作，從客戶的角度來(lái)說(shuō)，設(shè)備改造能夠帶來(lái)開(kāi)發(fā)周期以及經(jīng)濟(jì)效益兩方面的好處。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著PLC和MCGS的污水處理控制系統(tǒng)的使用，使得污水處理過(guò)程變得更為簡(jiǎn)單有序。在進(jìn)行污水處理的時(shí)候，每一道工序都能準(zhǔn)確完成，減少了人工操作所產(chǎn)生的誤差。對(duì)于污水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，要對(duì)上機(jī)位和下機(jī)位分別進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，要對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行全面把握，使得設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單易操作。通過(guò)這樣方式處理之后得到的中水具有更好的回用指標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭照新，李超，張學(xué)東.PLC在一體化反應(yīng)器污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].微計(jì)算機(jī)信息，2006，22（3）：1-3.

[2]趙芳，李從兵.基于PLC的污水處理控制系統(tǒng)[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2006，19（4）：59-60.

污水處理控制系統(tǒng)范文第4篇

關(guān)鍵詞：污水處理；自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：U664.9+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一、污水處理的意義及現(xiàn)狀

隨著現(xiàn)代工業(yè)和城市建設(shè)的發(fā)展, 我國(guó)水污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重; 同時(shí)我國(guó)是一個(gè)水資源極其匾乏的國(guó)家, 水污染嚴(yán)重和水資源的短缺已經(jīng)成為嚴(yán)重制約我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展、影響人民生活和身體健康的突出問(wèn)題。國(guó)家和各級(jí)政府對(duì)環(huán)境保護(hù)重視程度的不斷提高，中國(guó)污水處理行業(yè)正在快速增長(zhǎng)，污水處理總量逐年增加，城鎮(zhèn)污水處理率不斷提高。降低運(yùn)營(yíng)成本，提高污水處理率，一直是污水處理行業(yè)面臨的最現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題。因此建設(shè)污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)改善環(huán)境、建立可持續(xù)發(fā)展社會(huì)、繁榮經(jīng)濟(jì)都具有重要意義。

二、研究的目的和意義：

本文研究的目的就是充分利用各種最新的工業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、中控制計(jì)算機(jī)管理軟件硬件技術(shù)、PLC集散控制技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、在線監(jiān)測(cè)的儀器儀表設(shè)備、防雷系統(tǒng)、圖像監(jiān)控系統(tǒng)等設(shè)計(jì)并應(yīng)用于藁城市水處理中心，形成一套穩(wěn)定的自動(dòng)控制系統(tǒng)，從而保障全廠生產(chǎn)設(shè)備安全穩(wěn)定的運(yùn)行，保障全廠排水的各項(xiàng)指標(biāo)合格. 采用計(jì)算機(jī)技術(shù)、跟蹤經(jīng)常變化的水處理情況，檢測(cè)不同時(shí)間的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，在計(jì)算機(jī)上動(dòng)態(tài)現(xiàn)實(shí)，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并記錄下來(lái)，以備在需要的時(shí)候查閱。通過(guò)分析數(shù)據(jù)趨勢(shì)走向，隨時(shí)調(diào)整個(gè)設(shè)備及工藝過(guò)程參數(shù)，使其達(dá)到優(yōu)化控制狀態(tài)，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，節(jié)省能耗。采用計(jì)算機(jī)代替人工操作，減少事故，保證安全，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約人力，甚至可以完成許多人工難以完成的任務(wù)，提高運(yùn)行的可靠性。隨著污水處理工藝的不斷改進(jìn)，工程的復(fù)雜程度也越來(lái)越大，傳統(tǒng)的依靠人員操作工藝運(yùn)行的方式也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足污水處理的要求，因此，應(yīng)用和開(kāi)發(fā)先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，不僅可以提高污水處理和監(jiān)控的自動(dòng)化程度、減輕監(jiān)測(cè)人員于現(xiàn)場(chǎng)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，也提高了對(duì)排污企業(yè)的監(jiān)測(cè)的連續(xù)性，其意義是十分明顯的。

三、污水處理工藝過(guò)程 ：

污水處理是將污水中的污染物質(zhì)分離去除，使有害的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)、有用的物質(zhì)，水得到凈化，并使資源得到充分利用。城市生活污水處理工藝按流程和處理程序劃分可分為預(yù)處理工藝、一級(jí)處理工藝、二級(jí)處理工藝、深度處理工藝和污泥處理工藝，以及最終的污泥處置。

預(yù)處理工藝：主要是物理處理，通過(guò)格柵、沉砂池等將污水中大塊污物攔截出來(lái)，保證后續(xù)單元的正常運(yùn)行。預(yù)處理過(guò)程就去除污染物質(zhì)而言，可能不起關(guān)鍵作用，但是至關(guān)重要。預(yù)處理不好，對(duì)一級(jí)處理影響水質(zhì)均勻及管道暢通、潛水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)；對(duì)二級(jí)處理，沙粒進(jìn)入曝氣池，在池底沉積，減少有效容積，增大曝氣阻力；對(duì)污泥處理，極易從格柵流走的一些破布條、塑料袋等雜物，進(jìn)入濃縮池后將在濃縮機(jī)柵條上纏繞，影響排泥均勻。一些破布片、毛發(fā)有時(shí)會(huì)塞滿污泥泵螺桿泵定子與轉(zhuǎn)子之間的空間，使設(shè)備過(guò)載。污泥處理，主要包括濃縮、消化、脫水、堆肥或者農(nóng)用填埋等。

四、污水處理自動(dòng)控制過(guò)程

近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展 工業(yè)控制也逐步由傳統(tǒng)的單機(jī)控制走向網(wǎng)絡(luò)化，工業(yè)控制中多采用 PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

我國(guó)城市污水處理廠一般都采用活性污泥法。其自動(dòng)控制系統(tǒng)一般由污水提升泵房控制站、鼓風(fēng)機(jī)控制站、一級(jí)污水處理控制站、污泥回流泵房控制站、污泥脫水間控制站、等幾個(gè) PLC控制站組成，其自動(dòng)控制過(guò)程描述如下：

污水提升泵房控制站 PLC 要對(duì)進(jìn)水井 、粗格柵間 、污水提升泵房?jī)?nèi)的設(shè)備 進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。粗格柵間是根據(jù)設(shè)定的柵前柵后液位差如H=10cm或定時(shí) 如T=5min 開(kāi)停機(jī)泵房?jī)?nèi)水泵的開(kāi)啟臺(tái)數(shù)以及變速泵的轉(zhuǎn)速都是由 PLC 根據(jù)集水池液位自動(dòng)控制。另外還可以利用 PLC的計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能，記錄每臺(tái)泵的工作時(shí)間，然后自動(dòng)切換運(yùn)行泵和備用泵 使各泵運(yùn)行時(shí)間基本一致，延長(zhǎng)泵的使用壽命

在一級(jí)污水處理階段 PLC 主要控制設(shè)備有初沉池的刮泥機(jī)、 排泥泵、排泥閥、 沉砂池的刮砂機(jī)、洗砂設(shè)備、細(xì)格柵間的細(xì)格柵以及輸送帶當(dāng)沉砂池采用曝氣沉砂池時(shí)，

還應(yīng)控制鼓風(fēng)機(jī)、初沉池排泥泵根據(jù)污泥井中液位計(jì)來(lái)控制。排泥閥定時(shí)開(kāi)啟，排渣閥根據(jù)連續(xù)運(yùn)行的刮泥機(jī)周期定期開(kāi)啟。一般應(yīng)在刮泥機(jī)行進(jìn)至排渣閥前一段距離時(shí)開(kāi)啟 然后延時(shí)一段時(shí)間關(guān)閉。格柵的運(yùn)行仍根據(jù)柵前 、柵后的水位差或時(shí)間間隔來(lái)控制。輸送帶與柵格聯(lián)動(dòng)，格柵不停輸送帶就不停， 沉砂池的刮砂機(jī)需要定時(shí)啟動(dòng)。

鼓風(fēng)機(jī)房控制站 PLC 主要用于風(fēng)機(jī)和風(fēng)量的控制與調(diào)節(jié)，一般根據(jù)曝氣池中溶解氧的濃度來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速或風(fēng)機(jī)出口擋板的角度進(jìn)而改變供風(fēng)量。 另外通往每個(gè)池子的空氣干管上應(yīng)設(shè)置電動(dòng)控制閥門(mén) 以保證送往各個(gè)池子 中的空氣量平衡對(duì)于 A/O 工藝AB 工藝等非均勻供氧曝氣池 應(yīng)通過(guò)溶解氧 量的測(cè)定開(kāi)閉帶電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥 實(shí)現(xiàn)對(duì)曝氣池不同部位進(jìn)氣量進(jìn)行 控制的目的

污泥泵房控制站 PLC 主要用來(lái)控制二沉池的刮吸泥機(jī)，剩余污泥泵和回流泵等，刮吸泥機(jī)按貯泥時(shí)間確定連續(xù)運(yùn)行速度，排泥泵一般為連續(xù)排泥。剩余污泥泵依時(shí)間程序定時(shí)開(kāi)機(jī)， 每次抽送設(shè)定體積的污泥， 備用泵根據(jù)累計(jì)工作時(shí)間自動(dòng)切換回流污泥泵。一般連續(xù)運(yùn)行 ，一些特殊工藝也可以間歇運(yùn)行 ，由污泥井中的液位計(jì)控制，同時(shí)也受進(jìn)水流量大小變化控制。

污泥處理系統(tǒng)控制站 PLC 控制的主要設(shè)備有 ：污泥濃縮池刮機(jī)及排泥閥 ，污泥脫水機(jī)、脫水車(chē)間自動(dòng)加藥系統(tǒng)、污泥投配泵等。 污泥脫水機(jī)每臺(tái)自帶一小型 PLC控制器，用來(lái)控制脫水機(jī)、污泥投配泵 、反沖洗泵 污泥傳送帶等 并與污泥處理系統(tǒng)。 PLC子站相互交換信息，脫水機(jī)和投配泵均根據(jù)流量采用變頻，調(diào)速控制，濃縮池刮泥機(jī)按設(shè)定的速度連續(xù)運(yùn)行。排泥閥根據(jù)污泥貯存池的液位來(lái)進(jìn)行控制。加藥系統(tǒng)中的加藥泵根據(jù)流量和設(shè)定的加藥比控制，溶藥攪拌設(shè)備的運(yùn)行根據(jù)時(shí)間控制。

四、污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)采用近控/遠(yuǎn)控方式，方式選擇通過(guò)提升泵控制箱中的二次回路、接觸器、中間繼電器、選擇開(kāi)關(guān)等的切換實(shí)現(xiàn)。正常情況下，選擇開(kāi)關(guān)置于遠(yuǎn)控位置，當(dāng)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，需到現(xiàn)場(chǎng)切換為近控方式。遠(yuǎn)控包含兩種控制方式：中控軟手動(dòng)（點(diǎn)動(dòng)）和自動(dòng)，切換方式在中控監(jiān)控畫(huà)面中點(diǎn)擊點(diǎn)動(dòng)/自動(dòng)按鈕。每臺(tái)設(shè)備的控制方式都可以單獨(dú)選擇。

根據(jù)污水處理廠實(shí)際的控制情況及要求，自動(dòng)控制方案參考模型見(jiàn)圖 3-1 整個(gè)污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)從下到上可劃分為三個(gè)控制管理層次： 控制層 監(jiān)控層 管理層

圖 3-1 污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)層次圖

1 控制層

控制層是污水處理控制的最低層 是污水處理各生產(chǎn)單元實(shí)際控制執(zhí)行部分由若干 PLC 控制站組成負(fù)責(zé)對(duì)處理設(shè)備及相關(guān)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行控制監(jiān)測(cè)采集信號(hào) 控制生產(chǎn)設(shè)備控制層主要按照污水處理工藝要求 實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量模擬量控制，完成數(shù)據(jù)采集計(jì)算和邏輯運(yùn)算執(zhí)行閉環(huán)控制對(duì)多樣化的污水處 理工藝設(shè)備泵站系統(tǒng)和排泥設(shè)備能夠根據(jù)實(shí)時(shí)處理情況和要求控制設(shè)備的啟停和工作強(qiáng)度達(dá)到設(shè)備的最優(yōu)化調(diào)度節(jié)約藥劑的投加量保證污水處理效果。

2 監(jiān)控層

監(jiān)控層就是指各生產(chǎn)單元的中控室。 監(jiān)控層的主要功能為根據(jù)自身的優(yōu)化程序， 實(shí)現(xiàn)本工藝單元的設(shè)備調(diào)節(jié)和優(yōu)化控制功能，實(shí)現(xiàn)工藝及電氣模擬圖動(dòng)態(tài)顯示，及檢測(cè)量實(shí)時(shí)顯示。采集輸送本工藝單元的各種信號(hào)接收管理層的指令， 完成局部生產(chǎn)過(guò)程的控制。監(jiān)控層通過(guò)工業(yè)組態(tài)軟件實(shí)時(shí)監(jiān)控 PLC子站間接， 實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝單元的生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的控制。

監(jiān)控層的硬件以工業(yè)級(jí)的微型計(jì)算機(jī)和工作站為主由安裝在計(jì)算機(jī)上的工業(yè)組態(tài)軟件通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)對(duì)控制層的 PLC子站直接監(jiān)測(cè)控制以實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝單元的生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控 監(jiān)控層設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于組態(tài)軟件的使用現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集以及不同控制設(shè)備的集成OPC 應(yīng)用）

3 管理層

管理層的作用主要是監(jiān)視或控制遠(yuǎn)方各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)污水處理廠的生產(chǎn)運(yùn)行。 同時(shí)將各向企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和各職能部門(mén)生產(chǎn)和工藝數(shù)據(jù) ，為企業(yè)的決策提供依據(jù)并接受企業(yè)的指令等。

五、污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用目前國(guó)內(nèi)外污水處理廠廣泛應(yīng)用并取得良好效果的基于可編程邏輯控制器(PLC)的集散型控制系統(tǒng)，以及監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)。集散型控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是將管理層和監(jiān)控層分開(kāi)。管理層主要是對(duì)全廠的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析; 監(jiān)控層主要是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)PLC或計(jì)算機(jī)完成各自轄域內(nèi)工藝過(guò)程和工藝設(shè)備的自動(dòng)控制，同時(shí)在傳統(tǒng)控制的基礎(chǔ)上，提供了智能控制的可能性。SCADA系統(tǒng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備完成對(duì)主要工藝參數(shù)的數(shù)據(jù)采集并對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行監(jiān)控。通信網(wǎng)絡(luò)采用100Mbps工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)。系統(tǒng)除具備對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)視和控制功能外，數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)通信功能也很強(qiáng)大，對(duì)運(yùn)行階段的生產(chǎn)管理、調(diào)度以及科學(xué)分析都具有十分重要的意義。本系統(tǒng)考慮到遠(yuǎn)期污水廠擴(kuò)大規(guī)模或進(jìn)行改造，自控設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)及上位機(jī)管理系統(tǒng)都有可擴(kuò)展的特點(diǎn)，為了保證正常生產(chǎn)，系統(tǒng)要具備極高的穩(wěn)定性和可靠性。

控制系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)包括下位機(jī)PLC 程序設(shè)計(jì)和上位機(jī)監(jiān)控界面的開(kāi)發(fā)。PLC 程序設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)是在編程軟件STEP7 環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的, 主要完成系統(tǒng)工藝的控制要求。

1. PLC 控制程序的開(kāi)發(fā)

1.1 PLC 的工作原理

PLC 的工作過(guò)程可分為建立I/0 映像區(qū)、循環(huán)掃描。I/O 映像區(qū)的大小由用戶程序確定, 對(duì)于系統(tǒng)的每一個(gè)輸入或輸出點(diǎn)總有輸入或輸出映像區(qū)的某一位與之對(duì)應(yīng), PLC 在執(zhí)行用戶程序時(shí)所需要的外部信息取自于I/O 映像區(qū), 而不直接與外部設(shè)備發(fā)生關(guān)系。I/O 映像區(qū)的建立, 使PLC 工作時(shí)只和有關(guān)地址單元內(nèi)所存信息狀態(tài)發(fā)生關(guān)系, 系統(tǒng)輸出也是只給內(nèi)存某一地址單元設(shè)定一個(gè)狀態(tài)。

PLC 上電后在系統(tǒng)程序的監(jiān)控下, 周而復(fù)始地按規(guī)定的順序?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)部的各種任務(wù)進(jìn)行查詢、判斷和執(zhí)行, 用戶程序執(zhí)行、輸入/輸出信息處理。

1.2 PLC 控制程序開(kāi)發(fā)

下位機(jī)是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心部分, 負(fù)責(zé)完成所有的控制功能和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集功能?？刂破骺刂瞥绦蚓幹频暮脡? 直接影響到控制速度和控制效果, 也同時(shí)將影響到以后的維護(hù)工作。按照污水處理的工藝流程, 將程序分成若干個(gè)子程序模塊和公用子程序模塊, 各個(gè)工藝段之間的控制程序互相不影響, 獨(dú)立運(yùn)行, 各模塊相互獨(dú)立, 分別控制著某一操作單元, 各操作單元有自動(dòng)與手動(dòng)兩種運(yùn)行方式, 當(dāng)某一操作單元選用手動(dòng)時(shí), 相應(yīng)的程序模塊不予運(yùn)行, 這樣, 當(dāng)某一單元操作出現(xiàn)故障時(shí), 可及時(shí)從整個(gè)系統(tǒng)中脫離,增加了系統(tǒng)的可靠性。PLC 控制程序的算法如下:

(1)首先, 判斷粗格柵是否自動(dòng)控制, 若為自動(dòng)控制, 則執(zhí)行粗格柵自動(dòng)控制程序, 否則, 則執(zhí)行手動(dòng)控制;

(2)判斷沉砂池是否自動(dòng)控制, 若為自動(dòng)控制, 則執(zhí)行沉砂池自動(dòng)控制程序, 否則, 則執(zhí)行手動(dòng)控制;

(3)判斷細(xì)格柵是否自動(dòng)控制, 若為自動(dòng)控制, 則執(zhí)行細(xì)格柵自動(dòng)控制程序, 否則, 則執(zhí)行手動(dòng)控制;

(4)判斷初沉池是否自動(dòng)控制, 若為自動(dòng)控制, 則執(zhí)行初沉池自動(dòng)控制程序, 否則, 則執(zhí)行手動(dòng)控制;

(5)判斷纖維濾池是否自動(dòng)控制, 若為自動(dòng)控制, 則執(zhí)行生物濾池自動(dòng)控制程序, 否則, 則執(zhí)行手動(dòng)控制;

(6)判斷提升泵房是否自動(dòng)控制, 若為自動(dòng)控制, 則執(zhí)行提升泵房自動(dòng)控制程序, 否則, 則執(zhí)行手動(dòng)控制;

(7)判斷曝氣池是否自動(dòng)控制, 若為自動(dòng)控制, 則執(zhí)行曝氣池自動(dòng)控制程序, 否則, 則執(zhí)行手動(dòng)控制;

(8)判斷二沉池是否自動(dòng)控制, 若為自動(dòng)控制, 則執(zhí)行二沉池自動(dòng)控制程序, 否則, 則執(zhí)行手動(dòng)控制;

2. 上位機(jī)監(jiān)控軟件開(kāi)發(fā)

上位機(jī)監(jiān)控界面采用組態(tài)軟件WinCC 進(jìn)行開(kāi)發(fā), 完成對(duì)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集以及控制工藝流程的實(shí)時(shí)監(jiān)控。西門(mén)子視窗控制中心SIEMENS WinCC 是一個(gè)集成的人機(jī)界面(HMI)系統(tǒng)和監(jiān)控管理系統(tǒng)。WinCC 提供各種PLC 驅(qū)動(dòng)程序, 因此使PLC 與上位機(jī)聯(lián)接變得非常容易。

由于監(jiān)控系統(tǒng)要求覆蓋幾乎整個(gè)工藝流程, 因此在結(jié)構(gòu)規(guī)劃時(shí)緊緊圍繞合理地安排信息反映形式, 既要實(shí)現(xiàn)所有的功能模塊又要保證監(jiān)控系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。根據(jù)污水處理廠的自身工藝和控制系統(tǒng)對(duì)上位機(jī)軟件的要求, 上位機(jī)監(jiān)控軟件主要由登錄管理模塊、預(yù)測(cè)模塊、監(jiān)控界面、趨勢(shì)、報(bào)警、報(bào)表、數(shù)據(jù)庫(kù)、系統(tǒng)幫助等模塊組成。

3．該系統(tǒng)具有的功能

該系統(tǒng)上位機(jī)控制系統(tǒng)具有以下功能該系統(tǒng)上位機(jī)控制系統(tǒng)具有以下功能該系統(tǒng)上位機(jī)控制系統(tǒng)具有以下功能該系統(tǒng)上位機(jī)控制系統(tǒng)具有以下功能：1、對(duì)整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備及運(yùn)行結(jié)果（泥位、液位、流量）具有控制、監(jiān)視、參數(shù)設(shè)定、故障報(bào)警、故障診斷功能。2、根據(jù)污水處理工藝和邏輯的要求，嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備開(kāi)啟、停止、故障或緊急停機(jī)等控制。3、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)顯示，畫(huà)面將各個(gè)工藝流程直觀的顯示在屏幕上，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的工作狀態(tài)和參數(shù)。4、選擇合理的自動(dòng)運(yùn)行模式，使整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行處于安全穩(wěn)定的狀態(tài)，并能達(dá)到污水處理的工藝要求。5、當(dāng)設(shè)備或控制參數(shù)接近非正常狀態(tài)時(shí)，界面有報(bào)警提示，并伴有聲音報(bào)警。6、進(jìn)行報(bào)警歷史記錄，將故障分類(lèi)整理歸檔，且報(bào)警記錄不可刪除，用于事故分析和追憶。7、歷史數(shù)據(jù)通過(guò)歷史庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)，操作人員可以方便的生成重要設(shè)備和監(jiān)測(cè)指標(biāo)的運(yùn)行報(bào)表和曲線，并具有隨時(shí)進(jìn)行調(diào)用、打印功能。8、系統(tǒng)具有用戶權(quán)限管理功能，對(duì)工程各關(guān)鍵操作都設(shè)有不同級(jí)別的權(quán)限，以保證系統(tǒng)的安全性。

結(jié)束語(yǔ)： 水是經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要因素，而城市污水則成為制約許多城市可持續(xù)發(fā)展的主要原因之一。到目前為止，世界各國(guó)已經(jīng)研究出不同的污水處理方法，我國(guó)環(huán)保理論和工藝研究與國(guó)外的差距不大，差距比較大的是環(huán)保單元設(shè)備和自動(dòng)控制系統(tǒng)。污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)是一項(xiàng)綜合的系統(tǒng)工程，具有長(zhǎng)期性和復(fù)雜性，利用自動(dòng)控制系統(tǒng)處理好污水，在一定程度上可以避免環(huán)境惡化和經(jīng)濟(jì)資源的損失。關(guān)于污水處理控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)符合國(guó)家相關(guān)部門(mén)的電氣設(shè)計(jì)基本要求，并結(jié)合具體情況綜合考慮，選取設(shè)計(jì)成本較低，維護(hù)費(fèi)用較少，可靠性較較強(qiáng)的污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，只有這樣，才能保證水資源的持續(xù)再生功能的發(fā)揮，進(jìn)而改善水環(huán)境污染的現(xiàn)狀。

參考文獻(xiàn)：

[1] 惠鴻忠.污水處理智能監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究.天津:天津科技大學(xué).2005

[2] 錢(qián)孟康.歐美城市給水排水處理技術(shù)考察和比較2001.1期:34.26

[3] 汪吉鵬.工業(yè)控制技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展方向.濰坊學(xué)院學(xué)報(bào).2002.2

污水處理控制系統(tǒng)范文第5篇

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制；污水處理；應(yīng)用；優(yōu)化

中圖分類(lèi)號(hào)：F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

隨著科技水平的進(jìn)步，城市工業(yè)迅速發(fā)展，人們生活水平不斷提高，使得生活用水和工業(yè)廢水逐漸增加，這就需要加快城市污水處理工程的建設(shè)，減少對(duì)環(huán)境的污染。然而，整體來(lái)說(shuō)，我國(guó)目前的處理技術(shù)與國(guó)際水平相比還較落后，水質(zhì)也得不到有效提高，不能充分利用。所以，急需優(yōu)化設(shè)計(jì)出一套先進(jìn)的控制系統(tǒng)，提高污水處理效率，節(jié)約能源。

一、自動(dòng)控制在污水處理中應(yīng)用的必然性

目前污水處理常用的方法就是生物處理法，該方法是一種具有非常高難度的非線性系統(tǒng)。而目前我國(guó)各企業(yè)在污水處理方面無(wú)論是對(duì)其設(shè)計(jì)還是運(yùn)行都沒(méi)有足夠的經(jīng)驗(yàn)，還不能很好的運(yùn)用在試驗(yàn)上，因此，在污水處理效果上還存在著很大的誤差，所以說(shuō)，必須在一些高效的污水處理系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，促使其能夠更好地發(fā)揮出其應(yīng)用的作用，提高污水處理的工作效率，所以說(shuō)污水處理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化是社會(huì)發(fā)展的必然選擇。

二、自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成以及特點(diǎn)

1、自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成

自動(dòng)控制系統(tǒng)有很多部分組成包括自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)采集、信號(hào)處理多方面的內(nèi)容。利用這些部分的協(xié)調(diào)工作，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)污水進(jìn)行處理。在進(jìn)行污水處理的過(guò)程之中，系統(tǒng)能夠自動(dòng)進(jìn)行控制，并且對(duì)系統(tǒng)以及污水的處理情況進(jìn)行檢測(cè)，一旦出現(xiàn)問(wèn)題可以進(jìn)行故障報(bào)警，這樣就可以達(dá)到更好的處理效果了。

2、自動(dòng)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

自動(dòng)控制系統(tǒng)主要是分為軟件以及硬件兩個(gè)部分，對(duì)于該兩個(gè)部分來(lái)說(shuō)，其都有自身的特點(diǎn)。軟件部分的特點(diǎn)是其可以在進(jìn)行操作的過(guò)程之中結(jié)合功能塊圖編程，讓操作人員控制更加的方便，同時(shí)也可以利用高級(jí)語(yǔ)言完成數(shù)學(xué)的復(fù)雜算法，這樣用戶在進(jìn)行工作的時(shí)候不但方便，而且可以利用特定以及自定義的功能塊多次的進(jìn)行工作，有助于功能塊嵌套。硬件方面也就是所選擇的計(jì)算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)等等，在其必須要保證所選擇到的計(jì)算機(jī)能夠快速的處理信息，同時(shí)要提供開(kāi)放、標(biāo)準(zhǔn)以及有效的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，這樣在進(jìn)行控制以及管理的過(guò)程之中效果就會(huì)更好。

三、自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀

1、曝氣池控制

污水當(dāng)中含有大量的微生物，這些微生物具有不同的生活特性，譬如存在耗氧代謝的過(guò)程，而只有合理的曝氣方式，才能夠?qū)⒀鯕庥行Ч?yīng)給微生物，從而起到良好的曝氣效果。首先是好氧處理，在污水和曝氣池已馴化的活性污泥混合之后，污水當(dāng)中某些容易降解的有機(jī)物，會(huì)以“吸附”的方式儲(chǔ)存于細(xì)胞當(dāng)中，并發(fā)生氧化反應(yīng)，而曝氣池中的好氧速率提高之后，微生物就會(huì)發(fā)生好氧代謝，進(jìn)而趨近于微生物的最佳狀態(tài)。其次是根據(jù)污水當(dāng)中氧氣的濃度變化狀態(tài)，對(duì)進(jìn)水有機(jī)物含量進(jìn)行推測(cè)，實(shí)行曝氣量的模糊控制，以及結(jié)合模糊控制系統(tǒng)，建立控制的推理合成規(guī)制和控制規(guī)則。再次是建立動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，仿真研究各種操作狀態(tài)中的氧氣傳遞速率，通過(guò)系統(tǒng)的優(yōu)化控制，有效節(jié)約曝氣的能耗水平。最后是采用模糊控制計(jì)算方式，控制污水中的溶解氧，采用多元模塊的組合在線控制模式，形成溶解氧模糊閉環(huán)反饋控制的效果，其中需要控制好溶解氧的濃度和鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量。

2、PH控制

污水的進(jìn)水時(shí)，PH變化幅度很大，為提高污水處理效果，要求將PH值控制在規(guī)范范圍內(nèi)，以滿足污水物理處理、化學(xué)處理、生物處理等所需。首先是針對(duì)酸性的污水，采用仿人智能模糊控制手段，輸入PH偏差和偏差變化率，計(jì)算得出堿液閥門(mén)的開(kāi)度增量，并以此作為控制變量確定閥門(mén)的實(shí)際開(kāi)度，提高閥門(mén)開(kāi)度控制的效果。其次是根據(jù)PH的曲線特征，采用非線性增益補(bǔ)償?shù)姆椒ǎa(bǔ)償PH靜態(tài)增益的變化，并建立非線性控制模型，閉環(huán)精確控制污水的PH值。最后是在污水處理雙反應(yīng)的過(guò)程中，將污水注入到PH控制器當(dāng)中，估計(jì)污水正時(shí)滯的放大系數(shù)和轉(zhuǎn)換正時(shí)滯模型，從而計(jì)算出污水處理的滯后時(shí)間系數(shù)等。

3、DCS控制系統(tǒng)分析

目前污水處理廠普遍使用集散（DCS）控制系統(tǒng)[2]，這種控制體系結(jié)構(gòu)分為三級(jí)：分散過(guò)程控制級(jí)，集中操作監(jiān)控級(jí)和綜合信息管理級(jí)，各級(jí)之間由通信網(wǎng)絡(luò)連接。通信網(wǎng)絡(luò)是DCS的神經(jīng)中樞，它將物理上分散配置的多臺(tái)電腦有機(jī)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)相互協(xié)調(diào)、資源共享的集中管理。其中分散控制級(jí)是直接面向生產(chǎn)過(guò)程的，控制單元與現(xiàn)場(chǎng)各種裝置如測(cè)量?jī)x與變送器、執(zhí)行器、記錄儀表等直接相連，完成數(shù)據(jù)的采集與控制、設(shè)備運(yùn)行狀況的監(jiān)測(cè)與故障診斷等。集中操作監(jiān)控級(jí)以監(jiān)視為主要任務(wù)，兼有部分管理功能，它是面向操作員與控制系統(tǒng)工程師的，所以這級(jí)需要配備先進(jìn)技術(shù)、功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及各類(lèi)外部裝置，當(dāng)然還需要軟件支持，確保工作人員的監(jiān)視與操作。綜合信息管理級(jí)是實(shí)現(xiàn)整個(gè)工廠的綜合信息的管理，主要執(zhí)行污水處理量、成本核算等信息匯總、綜合、協(xié)調(diào)等管理功能，為實(shí)際處理過(guò)程提供決策指導(dǎo)，以保工廠的最佳經(jīng)營(yíng)狀態(tài)。整個(gè)操作過(guò)程理論上貌似很完善，但實(shí)際中存在很多問(wèn)題，如隨著企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，現(xiàn)場(chǎng)的控制單元由原來(lái)處理幾個(gè)設(shè)備，現(xiàn)在可能要增加到幾十個(gè)，控制儀表的功能和精度可能還完不成這么多任務(wù)，而且一個(gè)設(shè)備出現(xiàn)故障就會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)多處設(shè)施不能正常運(yùn)行甚至停轉(zhuǎn)，這就嚴(yán)重影響污水處理的效率。因此，需要對(duì)現(xiàn)有的控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以解決其運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題。

四、城市污水處理控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

1、DCS系統(tǒng)的改進(jìn)

用FCS（即現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)）代替DCS控制系統(tǒng)，將控制站化整為零，分散分布到各臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)總線儀表中，現(xiàn)場(chǎng)總線上構(gòu)成分散的控制回路，實(shí)現(xiàn)了徹底的分散控制。相比較DCS控制系統(tǒng)，F(xiàn)CS優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾方面：（1）用一對(duì)通信線連接多臺(tái)數(shù)字儀表；（2）用多變量、雙向、數(shù)字式的傳輸方式；（3）現(xiàn)在儀表用多功能的；（4）虛擬控制站用分散式；（5）改變了傳統(tǒng)的信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)、通信標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)；（6）從自動(dòng)化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)方法和調(diào)試安裝方法方面進(jìn)行了改革。這樣就使得，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，當(dāng)一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故障，并無(wú)影響其他設(shè)備的正常運(yùn)行，解決了同一級(jí)相互影響的缺點(diǎn)。

2、提高檢測(cè)設(shè)備的精度

在進(jìn)行污水處理的過(guò)程之中，關(guān)鍵的目的是要保證經(jīng)過(guò)處理以后的污水可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，不對(duì)環(huán)境造成任何的傷害。由于檢測(cè)設(shè)備的精度不夠，就會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)控制系統(tǒng)在進(jìn)行控制的過(guò)程之中會(huì)遇到問(wèn)題，檢測(cè)之中存在的誤差導(dǎo)致自動(dòng)控制系統(tǒng)在工作的過(guò)程之中就會(huì)按照檢測(cè)的結(jié)果來(lái)進(jìn)行，這樣就會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)控制系統(tǒng)所處理的污水不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，雖然其提高了工作效率，不過(guò)并不能保證工作的效果，所以污水處理在引進(jìn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的同時(shí)，也要注意對(duì)檢測(cè)設(shè)備的精度提高，這樣才可以保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確，使自動(dòng)控制系統(tǒng)在工作的過(guò)程之中可以達(dá)到更好的工作效果。

3、曝氣控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

把曝氣控制系統(tǒng)由原來(lái)的單回路控制改為串級(jí)回路控制，也就是再增加一套副控制回路，即增加對(duì)鼓風(fēng)機(jī)的自動(dòng)控制，進(jìn)而控制曝氣量，加快控制速度，經(jīng)濟(jì)而高效。串級(jí)控制回路中，把曝氣池內(nèi)溶氧量DO作為主調(diào)參數(shù)，把鼓風(fēng)機(jī)的壓力作為副調(diào)參數(shù)，以便快速穩(wěn)定DO。在正常情況下，曝氣池內(nèi)的需氧量恒定，曝氣量保持不變，DO與設(shè)定值相等。事實(shí)上，在操作過(guò)程中，不可避免地要受到各種干擾，大致可以分為三種情況：（1）干擾進(jìn)入副回路；（2）干擾進(jìn)入主回路；（3）干擾同時(shí)進(jìn)入主、副回路；但不管干擾進(jìn)入哪個(gè)回路，通過(guò)副回路的粗調(diào)和主回路的細(xì)調(diào)，都能使DO快速恢復(fù)到設(shè)定值，調(diào)節(jié)速度明顯要快于單回路的控制。

結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，污水處理面臨著更多、更新的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制是必然的選擇，這將會(huì)在最大程度上降低事故發(fā)生的概率，從而提高企業(yè)的管理效率和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)