污水处理厂智能化自动控制系统的应用

韩东东　吴亮

摘要：本文主要针对污水处理厂智能化自动控制系统展开分析，思考了污水处理厂智能化自动控制系统的具体的应用的要求和应用的方法，可供今后参考。

关键词：污水处理厂；智能化；自动控制系统

1、污水处理厂自动化控制系统现状

污水处理是指将污水中的污染物质分离并去除，使有害物质转化为稳定的无害物质，从而使水得到净化，使资源得以更加充分的被利用。随着我国城市建设与现代工业的发展，水污染与水短缺越来越严重，而传统的人工控制污水处理常常导致泵机组磨损严重，甚至污水外溢，严重影响正常生产与生态环境。对污水处理过程进行智能化控制，使机组始终处于最佳状态，保证正常生产，保护生态环境成为污水处理的迫切需求。

近些年来，SCADA、DCS、PLC等技术的发展给自动化技术应用带来了新的空间，而自动化控制技术在诸多领域中的应用，也有效扩大了领域的生产规模，实现了自动化生产和自动化管理。自动化技术的水平也显著提高。目前我国污水处理厂运用最为普遍的自动化控制技术就是将FCS技术与工业以太网结合应用，这也是世界上最先进的自动化控制技术，这套系统的核心是可靠性和性能都较高的PLC控制站，并且配备了服务器以提高自动化控制的效率和质量。

2、污水处理厂自动控制系统设计思路

2.1污水处理的目的

污水处理的目的是将水体中所含的杂物进行分离，将分析出的杂物通过一定技术的再处理，可以做为资源而进行再次利用。污水处理涉及到了不同的工艺要求，要对不同的处理单兀要求作整体结构上的模块化表达。而在处理的过程中，依据相应的要求来确定工作的内容，并且对相应的模块进行调整，实现模块间的相互协调。

2.2自动控制系统设计原则

系统设计要遵循相关原则，先进，实用，经济，可靠。建立集监测、过程控制、管理与一体的系统。通过信息技术网络达到资源、信息传递与共享的目的，从而节约人工成本。控制系统在安全可靠与稳定的基础上，还要求维护与操作具有便利性。在传统控制系统基础上进行相应优化。系统自动控制模块设计包含了以下几个方面的内容：时序控制、反馈控制及其它模块。时序控制是针对特定的设备而言的，通俗的说法是定时控制；反馈控制包含的内容相对较多，泥位控制，液位控制，系统优化，DO控制，BOD5控制PH控制，SS控制，CODer控制。通过以上模块在运行中的参数对设备运行状态进行监控与调整；其它模块则包括了數据的收集与处理，日志运行，文档管理。主要目的就在于帮助工作人员对数据进行管理及分析。

3、污水处理厂自动化控制系统的实际应用

3.1设计原则

自动化控制系统应综合考虑生产、管理、安全、经济等诸多因数，各工艺生产过程和相关设备均应纳入自动化控制系统网络，使系统达到技术先进、性能可靠、价格合理。“集中监控和管理、分散控制、数据共享”以保证整个污水处理厂运行协调一致。

满足污水处理厂生产管理、污水处理工艺对自动化控制的要求，保证自动化控制系统在配置上的完整性和适应性。集成化原则，应选择高效集成的设备，便于控制、管理和维护。模块化原则，应在软、硬件上都采用商业化、通用化、模块化结构的设备，使系统具有较强的扩展能力。

硬件配置应符合国际工业标准，可靠性高、适应能力强、扩展灵活、操作维护简便。配置具有开放性结构、良好的人机界面、完整的系统平台软件；管理软件、监控软件、现场控制软件的编制从方便管理、控制最优的角度进行。

3.2控制系统结构

本控制系统按参与生产程度级别划分为：管理级、控制级、现场级三个级别。

管理级一中央控制室。中央控制室负责监控全厂水处理过程中各工艺参数变化、设备工作状态及运行管理。由于污水处理是一个连续的生产过程，一旦发生故障会对生产造成严重的影响，因此，在中央控制室配置二台工业用计算机，互为热备工作状态，确保数据的完整、准确。工程师站可对整个组态系统进行开发、调试、控制、参数修改以及采集数据、监控等。操作员站可通过各种画面监视全厂工艺参数变化情况、各设备的运行情况及故障发生情况等。

控制级一现场控制站。现场控制站采用可编程控制器（PLC），它的主要功能是进行开关逻辑运算，对现场设备进行顺序控制、逻辑控制，接收由现场设备送来的信号，对采集的模拟量进行运算，并与上位机或同级的控制站进行信息数据的交换，从而实现对整个生产过程的自动控制。

现场级一现场控制箱及仪表。现场设备一般位于被控生产过程的附近，主要包括各类传感器、变送器和执行设备以及就地控制箱等。其中，传感器和变送器采集现场数据，并将所采集的物理量转换成标准的电信号送往各现场控制站PLC。PLC将控制信号送给执行器，从而实现对现场设备的启停、开关控制。污水处理厂主要用到的仪表有：电磁流量计、超声波液位计、溶解氧测定仪、压力变送器、浊度仪等。

3.3控制方式

污水处理厂自动控制方式有三种：就地手动控制、远程手动控制、远程自动控制，其控制级别按此顺序由高到低排列。其中，就地手动控制的优先级别最高，当现场控制箱上的状态选择开关打到“就地”档时，由现场操作人员手动控制设备运行，上位机只能监视设备的运行情况而不能对设备进行操作；当状态选择开关打到“远程”档时，由PLC控制站或上位机的信号控制设备运行。远程控制又包括手动控制和自动控制。当现场控制箱上的状态选择开关打到“远程”档时，远程控制起作用。当设备处于“远程手动”时，操作人员可通过中央监控室的监控画面对现场设备进行启停、开关控制。远程手动控制一般用于测试单个设备的工作是否正常、测试通信网络的畅通与否、并辅助“自动控制”在自动控制出现故障时及时调节设备运行。当设备处于“远程自动”时，整个系统无需工作人员的参与，设备的运行完全由各现场控制站的PLC根据污水处理厂的实际工况及生产要求进行控制。

4结束语

综上所述，在污水处理厂智能化自动控制系统方面，要更好的考虑其应用的要求，以及如何让系统变得更加有效，本文总结了污水处理厂智能化自动控制系统的具体应用的方法，可供今后参考。