自动控制系统在污水处理中的应用研究 5页

自动控制系统在污水处理中的应用研究摘要：污水处理是环保工作的一项重要内容，对保护我国的生态环境起着非常重要的作用。自动控制系统是污水处理系统的重要组成部分，对污水处理系统的正常运行起着非常重要的作用。该文对当前世界上污水处理厂自动控制系统的现状进行了介绍，分析了城市污水处理中自动控制系统的组成、特点及功能等。关键词：污水处理自动控制系统PLC中图分类号：X3文献标识码：A文章编号：1674-098X（2013）05（b）-0128-011国内外污水处理厂自动控制系统的现状第5页共5页\n污水处理自动控制技术在国外发展的比较早，其技术上也具有明显的优势，西方很多国家的污水处理厂在多年前就实现了污水处理的计算机控制，甚至有的国家已经在污水处理过程中实现了无人值守。在20世纪70年代，美国的一些污水处理厂已经实现了利用计算机对加药过程进行控制，如一些污水处理厂利用计算机对加钒过程进行控制，每年使钒的消耗量降低了20%，同时也使水质大为改善，管理效率大大提高[1]。此外，德国的柏林污水处理厂、日本东京、大阪等地的污水处理厂等也很早实现了对污水处理过程的计算机控制。污水处理控制系统发展到现在已经取得了很大的成就，控制系统的自动化程度相比以前更高，如美国的许多大型污水处理厂在整个厂区范围设置了整套的集散控制系统，实现了对污水处理过程的多环路控制。污水处理技术在我国的发展比较晚，因此在污水处理的自动控制方面我国与西方发达国家还存在较大差距。目前我国的很多小型污水处理厂由于资金不足、技术力量薄弱等原因还采用手动控制，通过人工取样分析后对设备的运行状态进行调整，这样导致控制的精确性较低，处理出水的水质也不稳定。除此之外，国内很多大型的污水处理厂成套引入国外的污水处理的先进设备及技术工艺、监测仪器仪表、自控系统及相应的软件，由于国外设备配套性好、技术先进、自动化程度高，系统运行稳定，能够确保水质达标。在污水处理的自动控制方面，我国的自主研发能力还比较低，这成为制约我国污水处理发展的瓶颈。2城市污水处理自动控制系统系统分析在城市污水处理厂的自动控制系统中通常采用集中监测方式，同时辅以分散控制方式，中控室可以实时监控整个污水处理厂的工作情况，具体的生产工艺控制采用就地单独控制的方式。2.1自动控制系统的特点第5页共5页\n污水处理自动控制系统比较复杂，涉及到的物理量也比较多，既有模拟量也有数字量；同时控制方式也多种多样，包括实时控制和顺序控制等，还有闭环控制和开环控制。同时，其最终控制对象是CODCr、BOD5、SS和pH值，这不同于一般控制系统。为了使污水处理过程中的上述参数合格，需要对处理设备的运行状态、进泥量和排泥量、各工艺段的处理时间、加药量、进水量及排水量等进行综合控制，这些都大大增加了自动控制系统的复杂性。目前，污水处理自动控制系统已经由简单的逻辑控制发展到更为发展的分散控制阶段，这使得自动控制系统有更好的开放性、适应性和经济性及扩展性等。2.2自动控制系统的组成与结构现代污水处理自动控制系统通常设置有总站和子站，总站是指厂级的计算机系统，子站指的是现场级的计算机系统，实行的二级监控集散模式。厂级的计算机系统主要是对污水处理厂的运行管理情况进行集中监测，对全厂所有工艺设备的控制和监测主要通过对PLC的管理来实现。自动控制系统的子站主要包括以下几个：鼓风机子站、污泥回流泵房子站、鼓风机子站、一级处理子站、回用水加压泵房子站、污泥脱水间子站、配电子站等[2]。自动控制系统采用通讯技术、自动化技术、网络技术、计算机技术、图形显示技术、数据库技术构建成等综合技术以实现自动化远程监控。硬件构成包括COD、pH值、溶解氧等传感器；采集控制单元包括PLC和数据采集模块；中央监控单元包括服务器等，另外还有一些辅助设备，如显示器和打印机等。软件构成包括自行研发的软件，还有主流的INTOUCH、FIX、WIZCON，KINGVIEW等。国内自动化系统基本上都在Windows或NT上开发运行，用于Windows和NT上的数据库引擎通常有SQLServer，MySQL，Interbase等。第5页共5页\n2.3自动控制系统的功能污水处理控制系统的功能包括：生产过程自动控制、实时在线监视、故障显示报警、联锁保护、自动生成报表等。这些功能能够提高污水厂的处理效率，提高企业的管理水平和劳动生产率，保证设备正常运行，减轻工人的劳动强度。（1）在线监视功能在线监视功能是自动控制系统的重要功能之一，借助该功能动态的工艺流程图都可以在中控室的计算机屏幕上显示，同时现场设备的运行状态、一些重要工艺参数的变化情况及仪表监测数据等也可以很清楚地显示在子站界面上。可以很方便地利用鼠标和键盘根据设备的运行状态对系统进行干预。（2）实时管理显示管线状态参数，全线工艺流程图，方便系统的维护。并且可以实时记录操作过程，将操作行为按时间顺序存入历史数据库，以便有据可查，责任到人。（3）控制方式的选择污水处理厂第一级由控制中心集中监控，第二级由各子站PLC控制，对各操作设备进行手动或自动选择在控制系统中就可以完成。同时，应将手动操作方式作为自动控制方式的一个补充。（4）报警处理第5页共5页\n有设备出现故障时，首先预先设定的操作命令会对故障进行初次处理，并且系统会显示报警画面，来提示操作人员对故障进行处理。报警窗口分为两部分：当前报警和历史报警。当前报警会显示目前存在的报警，已处理的报警消失后和它相关的报警信息都会从当前报警中消失；历史报警不仅显示目前存在的报警并且报警得到处理后其相关的报警信息仍可以显示和查询。3结语自动控制系统与传统的人工控制方式相比，大大提高了污水处理自动化水平和管理水平，同时也大大提高了污水处理的质量、减少了有害物质的排放，产生了很好的经济效益和社会效益。由于污水处理的自动化技术在起步比较晚，我国在这方面与西方发达国家仍然有很大的差距，集中体现在缺乏自主研发的控制系统、核心设备和精密仪表的生产质量较低、设备故障率较高、国产设备与国外设备的接口配套方面存在问题等。因此我们要加大这方面的研发投入，以进口缩小与世界先进水平的差距。参考文献[1]高峰，何昌军.自动控制系统在污水处理中的应用[J].环境科学与管理，2008-02，33（2）：89-90.[2]马学文，李亚峰.污水处理厂的自动控制系统及功能[J].黄金学报，2001-03，3（1）：52-53.第5页共5页