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自动控制系统在污水处理中的应用

2020-07-04郭锶华

科学与财富 2020年15期
关键词:自动控制技术污水治理运用分析

郭锶华

摘 要:随着国家城市化进度的日益推进,生活用水和工业用水量增加,让人们越来越注重污水排放和治理问题。在污水处理厂组织污水治理时,经常会使用多种高科技设施与系统来辅助,由此提高污水治理效率和效果。其中,自动控制技术是大量污水处理厂正在采用的控制方式之一,该技术在保证污水治理顺利进行方面起到了十分关键的作用。文章首先介绍了污水治理的特征,然后详细阐述了污水治理中自动控制技术的使用。

关键词:自动控制技术;污水治理;运用分析

随着国家经济的迅速发展,科技水平的提高,自动化系统的研究也获得了明显发展,自动化系统逐渐被用于人们的工作生活中,在污水治理中也开始引入自动化系统。随着国家城市化进度的推进,污水治理已变成一个急需处理的难题。目前,污水治理的重要目标已不再是污水治理排出合格,而是要实现对水环境的再生与使用。随着国家人口的增多,工业化进度的推进,人民的日常生活与工业生产阶段形成的许多污水,已严重威胁到人民的身体健康。因此,要通过科学运用先进的自动化系统来改善人民的居住环境,保证人民的身体健康。

1、污水治理方面自动控制系统的使用

水治理的基本特征是周期长、参数有明显的离散性以及很难采取自动控制技术得到无人值守。所以,必须注重污水治理方面自动控制系统的使用,由此提高污水治理效果及效率。

1.1控制基本标准

(1)提升泵房

污水通过污水管网进入污水厂后,需先经过粗格栅过滤后进入提升泵房,其重要设备包含如下几种:两台粗格栅机、一台进水流量计、一台液位计、两台进水电动阀门、两台出水提升泵。其控制需求是:格栅机要可以实现在线控制和远方控制,同时上位机能够显示具体状态。电动阀门要可以实现在场控制、远方控制与智能控制,同时上位机要可以显示具体状态。上位机对液位进行显示。若液位大于10米时,其进水阀门将智能闭合,而液位低于6米时,其进水阀门智能启动。出水提升泵要可以实现在场控制和远方控制,同时上位机应显示具体状态[1]。若液位小于3米,则提升泵智能闭合;两台抽水泵同步应用一台进水流量计,进水流量计对应的上位机能够显示进水流量和总的累计流量;针对多个模拟量,均要有历史发展方向相应的曲线图。

(2)细格栅、沉砂池与精细格栅

污水通过粗格栅过滤掉大块垃圾后,由提升泵输送到细格栅、沉砂池与精细格栅,其重要设备包含如下:两台细格栅、两台搅拌器、两台精细格栅、四台清洗格栅泵、一台液位计。细格栅机、精细格栅机以及清洗泵要可以实现现场控制、远方控制与智能控制,同时上位机能够显示具体状态。需要能够时序管理,且具体运行时间与停止时间要可以调整;搅拌机也一样,要具有现场控制、远方控制与智能控制的操作开关,且上位机能够显示具体状态以及液位显示。若液位低于1米,那么搅拌机能够智能停止,而液位大于1.5米时,智能开始运转;针对多个模拟量,均要有历史发展方向相应的曲线图。

(3)厌氧、缺氧阶段

厌氧、缺氧阶段的控制需求是:包括搅拌机、推流泵與回流泵等各种设备均可以实现在场控制和远方控制,且在上位机呈现具体状态数据;还有实时监测ORP值,在上位机显示实际数值;针对每个模拟量,均要有历史发展方向相应的曲线图。

(4)好氧阶段与膜过滤

好氧阶段与膜过滤的控制需求是:包括搅拌机、曝气、排泥泵、电动阀门以及膜组等各种设备都实现在场控制与远方控制,且可以在上位机上显示具体状态数据;时序管理搅拌机,能合理调节启动时间。膜池进出水的电动阀门均与膜池液位联动,以膜池位具体状况为依据,实现启动或闭合[2]。各个阀门均可以现场、远方以及智能操作,当膜池液位低于6.7米时,上位机报警且低于6.55米时,膜池产水泵停止工作,当膜池液位6.75米时,膜池产水泵才自动启动。当膜池液位高于7.05米时上位机报警,且在高于7.15米时,膜池进水阀门自动关闭。膜池内所有产水泵均采用时序管理,可以调节启动以及停止时间。所有产水泵分别对应一个流量计,在总出水管上还应有一个汇总出水流量计,它们具体的出水和累计总流量均要显示于上位机。上位机实时监测氧化沟与膜池的溶解氧数据,自动调节曝气量;针对每个模拟量,均要有历史发展方向相应的曲线图。

1.2智能控制

针对污水治理来说,其控制目标除了包括开关量之外,还有模拟量,除了开环管理外,还有闭环管理;系统运转环节,有大量参数要得到检测和管理,系统总控计算机,借助监控系统实时监测整个治理厂的设备,并记下全部的水质信息,最后形成报表;在自动控制技术内,自动控制柜是重点所在,不管是工艺管理、逻辑皮暖段,或者各控制站通讯,都由该自动控制柜处理;系统总控计算机各种信息通过PLC在以太网上传输,通过总控计算机管理现场全部设备时,也重点依靠PLC实现。当需要实现控制作用时,系统总共计算机会向PLC传出信号,然后由PLC判定,确定是否要求执行这个控制,如果条件成立,那么立刻执行,如果条件不成立,那么拒绝。

经过上述分析发现,自动控制技术全部功能都有PLC实现,该种状况下,就算网络出现异常,PLC依旧可以按照预设流程进行控制。以控制技术具备的工艺特征为基础,根据现场生产环境,该自动控制技术重点把S7300PLC用作主站。在软件研发方面,具体包括以下两点:第一,对于PLC实施的流程规划;第二,对上位机监控页面予以开发[3]。其中,对于PLC实施的程序规划,重点是依靠编程软件实现,以迎合所有控制需求;针对上位机监控,重点采用的是国产组态系统,经过科学使用组态软件,现场所有工作人员都可以在控制室实时监测现场设备,并采集相关信息。

1.3系统完善

以上是比较常规且完善的自动控制发展思路,但也有许多缺点,如成本很高,模式僵化以及性价比很低等。由此,需要对系统进行优化完善。

(1)除了收集脉冲量、开关量和模拟量之外,还应对其他种类的信号进行收集,包含视频、声音与图像。

(2)除了输出脉冲量、开关量和模拟量之外,还应对其他种类的信号完成输出,包含视频、声音与图像。

(3)扩展系统逻辑处理性能。

(4)完成各种运算,包含整数,、实数、二进制与浮点型等。

(5)在得到延时和定时控制的基础上,让时间计算可以实现毫秒级。

(6)完成技术管理目标,且迅速计数的频率应可以实现百赫兹。

(7)实现内部、外部断开,保证对全部输入与输出的实际响应速率和精度。

(8)扩大存储容量,让信息在断电后不会遗失。

(9)设立开放式网络通讯模块,让远程控制更加可靠。

2、结束语

总之,根据嵌入式系统观念,突出PLC各种功能,替代原来的控制器,让结构更为开放,减少开发时间,节约成本,在目前表现出良好前景。针对嵌入式系统,不但体积较小,成本较低,并且功能专一,其会在工控方面得到更为普遍的使用。

参考文献:

[1]周丽琴,叶远坚.S7-400PLC与WinCC在造纸污水处理自动控制系统中的应用[J].装备制造技术,2019(08):122-124.

[2]黄书恒.自动控制系统在污水处理中的应用探讨[J].企业科技与发展,2019(04):135-136.

[3]安思恒.西门子PLC控制系统在污水处理控制中的应用[J].现代物业(中旬刊),2019(03):58.

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