简述污水处理中自动化控制系统的应用

2016-03-16王斌

环球市场 2016年4期

关键词：自控处理厂污水处理

王斌

杭州建德污水处理有限公司

简述污水处理中自动化控制系统的应用

王斌

杭州建德污水处理有限公司

近年来，我国的工业化发展进程不断推进，实施可持续发展战略以应对资源与环境问题成为我国现代化建设的主题。在这样的背景下，面对我国水资源紧张的不利形势，如何做好污水处理控制引起了国家和有关单位的高度重视。

污水处理；自动化控制系统；应用

前言

目前，伴随计算机以及自动化控制技术的快速进步，污水处理厂也开始逐渐运用先进技术来治理污水污染。而在污水处理环节，自动化控制技术带来的变革，让这项技术能够被普及使用，有着极大的实际意义与讨论价值。

1　自动控制系统的应用现状

污水处理中的自动控制系统，其工作原理是利用网络通信依靠主计算机对控制设备、执行器件、检测元件实行整体管控，实现污水处理的集中调控、集成分析和数据集中处理。目前我国的污水控制系统在经过初期的引进和中期的消化吸收环节后，已经取得了长远发展，工业Ethernet 配合PLC 控制构成了我国最新一代的污水处理自动控制系统。

2　自动控制系统构成

2.1硬件系统

（1）中央监控系统。顾名思义，利用中央计算机对污水处理的每一个环节进行总体把控。中央监控系统不但要分析大量数据，还要兼备检测和调配工作，所以系统运行时要配备相应的显示输出设备。中央监控系统能够在第一时间将各项参数、机器运行状态等数据信息在显示屏上展现出来，能够更合理地处理污水，反映故障信息。

（2）现场控制系统。对于污水处理的自动控制系统而言，现场控制无疑是十分重要的。因此在污水处理厂，PLC 更多地被用作现场控制系统的控制器。正如上文所述，PLC 是一种新型的可编程控制系统。它将计算机技术应用到系统控制中，因此不少大型处理控制系统需要多台PLC 进行连接工作。PLC 的广泛应用离不开它的稳定的抗干扰性。在复杂的污水处理现场，以中央控制为核心，作业现场一般设置多个控制站以加强各部分间的控制，并以网络作为信息连接的桥梁。PLC 可以在复杂的环境下实现高效率的环境监测和数据传输，模块化的管理方式也使其更容易优化运行。

（3）模拟显示系统。在自动化的控制系统中，反映数据往往要通过计算机控制下的显示设备进行输出显示，因此，模拟显示系统也是硬件系统中的重要部分。其主要作用就是输出动态数据，进而帮助工作人员依据污水处理的实际状况进行对应的监控管理，并对系统异常等问题进行及时反应，帮助工作人员采取相关措施。

2.2软件系统

污水处理的自动控制系统中主要配备三个种类的软件，主要为系统系统、数据库软件和应用软件。下面就对这三种软件进行详细分析：

（1）系统软件。以Microsoft Windows NT 操作系统为主，配有开放性接口，能够应对多用户、多任务的处理工作。

（2）数据库软件。其作用是实现对数据的第一时间监控，并生成相关操作记录以供数据分析，此外，数据库管理软件还能够进行清晰的数据梳理工作。

（3）应用软件。在污水处理的整体控制中，应用软件可起到十分重要的作用，具体包括生产管理数据库、生产查询图形、完善日常设备管理等。相应的管理者可以轻松便捷地实现管理。

3　污水处理中自动控制系统的具体应用

3.1PLC 的自控系统

PLC，又叫做可编程控制器，其以电脑技术为核心，是一类新式工业自控系统。PLC 是在以往继电器控制系统的基础上衍生而来，其重要功效是对开关量的逻辑管控。PLC 是一类针对现场的自控系统，其特征是高稳定性，而且其抗干扰能力极强，在条件较差的现场也能够使用。PLC 是一类区域性控制系统，伴随运用范围的扩充以及工业以太网的诞生，多部PLC 相连可以构成大型的控制系统。

对污水处理厂来讲，污水处置工艺不尽相同，而自动系统运用PLC 的情况也不一样。通常来说，污水处理厂兼备总控制中心以及若干个现场控制站，站与站间要以控制器层网络或信息网络进行连接，之后与总控制通讯，总控制室的多部电脑、作业站以及图形站都通过信息层网络相连。如此，与现场控制站就组成了管控、分散管控、高速参数转换的工厂类自动化网络。PLC 自动控制系统是污水厂常用的自动控制系统，科学的型号匹配以及规划，对污水处理厂合理处理污水以及工业垃圾等有着极大的助益。

3.2DCS控制系统

DCS 又叫做集中分散型控制系统。DCS 是一类综合了自动控制技术、电脑技术、通讯技术、CRT 显示技术等多类技术的高精尖端控制系统，其功能是对生产经营、参数采集以及各类作业流程的管控，是较为先进的自动控制系统；其是对生产流程进行监督、操控、管理以及分散管控的4C 技术的综合运用系统。以往的DCS 是以流程工业的仪表控制体系为基础衍生而来的，其重要功效是对连续物理量的监督以及调试，通过厂级中央控制室以及现场分散控制中心构成厂内的工业控制网络。当前，以PLC 为前提的、工业以太网构建的DCS 自控系统在污水处理厂中的运用效果也越来越好。

3.3ControLogix 自控系统

ControLogix 自控系统有别于以往的PLC 或DCS 系统，其建设观念更为前卫，其性能上佳，而且功效发挥效果理想，其是多类控制任务的实现媒介。ControLogix 自控系统是罗克韦尔研发的控制系统，其供应单独的集成化管控结构，可以达成离散、传动、运作、流程管控等等目标。其系统构成以三层网络为框架，以ControLogix 自控装置为中心，辅以功能完备的RSLogix5000 软件和有关的网络组态监控系统软件RSLinxs。其实现了通用的管控目标以及跨平台的通讯技术的应用。

例如，某城市生活用水中，砂砾比例较大，能够阻碍溶解氧分析仪的采集作业；并且，伴随气候的改变以及温度的升降，采集的可靠性会降低。而生物池中由于有微量的杂质，这部分杂质可能会附着于溶解氧采集仪的取样杯上，导致采集到的参数可靠性不理想。笔者在DO 设备联接固定杆上装设自动升降拉动设备来抖落取样杯上的杂质，澄清水源。

而ControLogix 信息网络平台通过采集指标，并且透过ACCESS数据库解析气候变化以及气温变化情况下溶解氧的改变曲线，追踪指标并合理解析指标，归纳出在不同季候的一天内曲线的改变情况。进而科学、高效地减少生产成本，从而调整鼓风机叶轮的转速来达到增减曝气量的目标。