污水处理厂自动化控制系统的建立与应用

 摘要：在污水处理的过程中，应用自动化控制系统具有减少人为的因素、提高净水的质量、节约管理成本、节约能源等诸多优点，因此，建立和应用污水处理自动化控制系统变得日渐重要。文章从污水处理的流程出发，分别对污水处理厂自动化控制系统的组成和控制方式等方面进行了探究，希望对相关环保工作者有所 

　　帮助。 

　　关键词：自动化控制系统；PLC；软件系统 

　　中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）34-0091-02 

　　污水处理的问题一直受到人们的关注。当今社会，随着计算机与自动化控制技术的日渐成熟与发展，人们也开始将这些新兴技术应用于污水处理这一领域并且取得了一定的进展，在污水处理问题上，自动化控制技术展现出了很多优点，例如：节约能源、节约管理成本、提高净水的质量、减少人为的因素等等，所以说，研究基于计算机技术的自动化控制系统具有十分重要的意义。 

　　1 污水处理流程 

　　要根据环境的实际需求来对污水进行处理，当前，人们对环境的要求高，越来越关注污水的处理问题，从而导致污水处理的工艺过程较之以前变得更加复杂。一般来说，污水处理可分为五个阶段，分别为：预处理、一级处理、二级处理、深度处理和污泥处理。在污水处理的过程中只有对这五个阶段的各个阶段进行严格的控制，最终才能得到处理合格的污水，总的来看，污水处理的流程图如下图1所示： 

　　图1 污水处理工艺流程图 

　　2 自动化控制系统 

　　2.1 系统概况 

　　污水处理厂一般采用的是以PLC为核心的工艺过程自动监控系统，具有多变量、多任务和多设备的特点，并且，具有随机性、耦合性和时变性，因此，污水处理系统是一个复杂的系统。为了保证其安全的运行，需要采用智能计算机的监控和科学的管理方法。 

　　2.2 系统组成 

　　2.2.1 硬件系统。 

　　（1）中央监控系统。中央监控系统是指通过借助于不同性能的计算机操作，从而完成对污水处理各环节的集中控制和检测功能的部分，并且要配有显示器、打印机等设施。它的作用为：收集运行中的各参数；对所收集的参数进行处理保存，以供后来的调配使用；污水处理过程中的信息，例如：参数值、机器状态等都能通过显示器显现出来，方便快捷，使控制系统能及时运用数据信息指令控制，更好地处理污水；能准确及时地发现故障信息并反馈；打印报表、事故报告等。 

　　（2）现场控制系统：在污水处理厂，常常选用PLC作为现场控制系统中的控制器。 

　　PLC是一种新型工业可编程控制器。它是一种以计算机技术为基础的局部控制器，但是较大的控制系统可以通过多台PLC互联来实现，它可靠性高并且抗扰能力强，因此适合于污水处理的现场环境。 

　　污水处理厂以中央控制室为中心，在作业现场设有多个现场控制站，中央控制室和各个控制站以及各个控制站之间都是通过网络相连接，来实现信息的相互沟通。PLC控制系统实时对现场进行自动检测并进行及时的数据传输，使得中央控制系统能及时有效地进行远程数据控制，并且每个PLC控制子站都能根据自身的优化程序独立运行，调节设备，优化控制功能，所以PLC是污水处理厂的控制核心部件，并且，PLC均采用模块化结构，使用灵活，维修方便。 

　　（3）模拟显示屏：模拟显示屏是由计算机控制的，它的作用是负责显示输送过来的全厂生产工艺动态数据。从而使工作人员可以对整个污水处理系统进行有效的监控，若发现异常可以及时采取相关措施。 

　　2.2.2 软件系统，污水处理厂自动化控制系统的软件系统常常配置多种软件，其中包括：系统软件、应用软件等。下面对这三种软件分别做详细的分析： 

　　（1）系统软件。系统软件多采用的是Microsoft Windows NT中文版网络操作系统，它具有开放式软件接口，能够实现实时多任务、多用户的目的。 

　　（2）数据库软件。数据库软件的目的是实时监控，生成操作记录。它常常采用的是数据库系统具有实时分布式关系。 

　　（3）应用软件。应用软件主要具有运行监控、生成和管理数据库、控制系统组态、生成和查询图形、日常管理、设备管理等作用。管理人员可以通过鼠标或者键盘对系统进行管理和控制。 

　　运行监控：通过运行监控软件对系统的工艺过程、运行数据和设备状态进行控制，并且，可以控制和修改运行参数。 

　　控制系统组态：在遵守TCP/IP通讯协议的情况下，可以实现现场仪表和PLC之间、PLC与监控计算机之间和计算机与计算机之间的数据通信，生成各种控制回路，从而对系统控制回路的组成结构、控制方式和策略进行明确。 

　　生成和查询图形：应用软件能够画出平面图、工艺流程图、电器接线图等，对监控对象生成完整的实时监控画面，从而可以使用户在显示器上查询到监控对象的动态信息及相关故障。 

　　日常管理：应用系统的日常管理功能体现在对数据的管理上，它可以计算和处理所采集数据，自动分类，并且生成各种数据报表等，这样有利于对系统的实时监控，并且，软件系统的可靠性能够保证数据的绝对安全，防止修改原始数据的非法操作。 

　　设备管理：应用系统能够对系统中的各类设备的运行情况进行监控并将设备的运行数据实时记录存储下来，便于以后的设备检修工作顺利进行，使设备的维护工作更加有效开展。 

　　2.3 系统的控制方式 

　　系统的控制方式一般采用三级控制层：（1）远程监控：中央控制室通过系统网络对远端的设备进行监控。技术人员可以通过计算机操纵监控机，对吸刮泥桥、曝气机、提升水泵等主要生产设备的运转状态进行状态监控，还可以获得所需的数据和参数；（2）现场监控：现场监控是通过现场的PLC的子站来完成的，现场的PLC子站能够对现场的设备情况进行实时有效的监督和控制；（3）手动监控：所有的现场设备的转换开关都能手动控制设备的开启和关闭，并且较之远程控制，具有优先控制的功能，因此即使在PLC发生故障的时候，也能手动控制，将危险分散。 

　　3 结语 

　　与传统工艺相比，自动化控制系统具有不可比拟的优势，污水处理自动化控制系统是一个复杂的工程，虽然现阶段它的设计中还存在一些问题，但是随着计算机技术和自动化技术的发展，自动化控制系统的功能一定会更加壮大。水处理自动化控制将朝着智能化和网络化的方向发展。当前，随着网络技术和电子信息技术的发展和完善，我们只要是能抓住现代自动化系统的核心技术，实现科学的信息控制一体化，我们就能开发出更加可靠、快速和标准的自动化产品，使之更好地为污水处理系统服务。 

　　参考文献 

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