摘要：隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷進(jìn)步，自動(dòng)化技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，為了實(shí)現(xiàn)水資源節(jié)約的目的，污水處理系統(tǒng)也在廣泛地應(yīng)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)，已經(jīng)取得了比較好的應(yīng)用效果，文章就PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的污水處理中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。

關(guān)鍵詞：PLC；自動(dòng)化控制；污水處理

中圖分類(lèi)號(hào)：U664 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）20-0052-02

當(dāng)前，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)中，污水處理系統(tǒng)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用也在逐步的提高。隨著人們的生活水平的不斷提高和進(jìn)步，人們的用水量也在不斷的增加，隨之而來(lái)的污水排放量也在急劇的增加，加快了水體富營(yíng)養(yǎng)化的進(jìn)程，水資源的短缺顯得更加的突出。為了減少污水對(duì)環(huán)境造成的污染，為人們提供更多的水資源，在城市建立了大量的污水處理廠(chǎng)，局部完全統(tǒng)計(jì)，截止到2012年，全國(guó)設(shè)計(jì)污水處理能力達(dá)到了1.85億立方米/天，污水的處理能力將會(huì)大大的增強(qiáng)，為減少污水對(duì)環(huán)境的污染做出了貢獻(xiàn)。但是，隨著污水處理廠(chǎng)的建成，在長(zhǎng)期的污水處理過(guò)程中產(chǎn)生了巨大的費(fèi)用，在污水處理過(guò)程中由于水質(zhì)的變化和進(jìn)水速度的快慢不同，造成了在污水處理過(guò)程中要不斷地調(diào)整相關(guān)的數(shù)據(jù)。PLC自動(dòng)化系統(tǒng)的使用能有效地控制出水水質(zhì)的變化，提高出水水質(zhì)的穩(wěn)定性，能節(jié)約在污水處理過(guò)程中的運(yùn)行費(fèi)用，從而實(shí)現(xiàn)低耗、高效、穩(wěn)定運(yùn)行的目的。

1 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀

發(fā)達(dá)國(guó)家污水處理廠(chǎng)已經(jīng)大量地使用了自動(dòng)化控制系統(tǒng)，能夠很好地實(shí)現(xiàn)在污水處理過(guò)程中的自動(dòng)控制和數(shù)據(jù)的記錄。個(gè)別地區(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了污水處理廠(chǎng)的全自動(dòng)控制，在污水處理過(guò)程中執(zhí)行無(wú)人值守的運(yùn)行方式。如美國(guó)愛(ài)阿華污水處理，運(yùn)用微機(jī)自動(dòng)控制投加藥劑，應(yīng)用直接數(shù)字式計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)加釩，運(yùn)轉(zhuǎn)一年就降低釩消耗20%，并且提高了管理水平和穩(wěn)定了水質(zhì)。除此之外，美國(guó)加利福尼亞污水處理廠(chǎng)和日本的東京國(guó)立污水處理廠(chǎng)也先后采用了計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)，運(yùn)行效果也比較理想，目前，國(guó)內(nèi)外的絕大多數(shù)污水處理廠(chǎng)都在不同程度上使用了自動(dòng)化控制系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)的控制實(shí)現(xiàn)沉淀、過(guò)濾、藥劑的投放和臭氧的處理等多個(gè)環(huán)節(jié)的多環(huán)路的控制。中央控制計(jì)算機(jī)可以從各個(gè)環(huán)節(jié)的計(jì)算機(jī)中收集大量的運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析和匯總，顯示污水處理廠(chǎng)的圖標(biāo)和運(yùn)行曲線(xiàn)，控制設(shè)備的運(yùn)行信息，能對(duì)出現(xiàn)的異常情況及時(shí)進(jìn)行預(yù)警和報(bào)警處理，當(dāng)出現(xiàn)運(yùn)行故障時(shí)，可以對(duì)其中的故障設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的檢查和維修，提高污水處理廠(chǎng)的高效

運(yùn)行。

2 自動(dòng)化控制系統(tǒng)的概述

污水處理廠(chǎng)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)可分為兩種情況：一種是使用數(shù)據(jù)監(jiān)控采集系統(tǒng)，另一種是全自動(dòng)的控制系統(tǒng)（即所謂的無(wú)人值守模式）。數(shù)據(jù)監(jiān)控采集烯烴主要是通過(guò)數(shù)據(jù)采集終端對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控，能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)在污水處理過(guò)程中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)波動(dòng)，相對(duì)來(lái)說(shuō)投入的費(fèi)用較少，具有的功能比較簡(jiǎn)單。全自動(dòng)控制系統(tǒng)是當(dāng)前污水處理過(guò)程中最先進(jìn)的技術(shù)，其通過(guò)數(shù)據(jù)的采集對(duì)污水處理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，能提高污水的處理質(zhì)量和設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。污水處理廠(chǎng)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)可分為PLC可編程序控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)三種

類(lèi)型。

PLC是通過(guò)數(shù)字的運(yùn)算進(jìn)行設(shè)備控制的一種自動(dòng)化裝置，它使用可編程系統(tǒng)內(nèi)部的儲(chǔ)存程序，通過(guò)數(shù)字的輸出執(zhí)行運(yùn)算，順序控制、計(jì)時(shí)、定時(shí)等相關(guān)的指令，主要是通過(guò)模擬量和數(shù)字量的輸入和輸出來(lái)控制污水處理設(shè)備的運(yùn)行。PLC可編程序控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)的控制能力、簡(jiǎn)單的編程、可靠的運(yùn)行、較強(qiáng)的抗干擾能力、有各種接口、方便設(shè)備的連接、單獨(dú)的模塊型結(jié)構(gòu)、維修和使用方便、能實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)維修等多種特點(diǎn)，在污水處理廠(chǎng)廣泛得到使用。集散控制系統(tǒng)使用模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的設(shè)計(jì)，其主要由生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)采集、過(guò)程控制管理、生產(chǎn)管理三個(gè)級(jí)別組成的集中顯示操作管理的一種手段，相關(guān)的配置比較靈活、控制比較分散的一種局域網(wǎng)的控制系統(tǒng)。其具有獨(dú)立分散控制、自主性、協(xié)調(diào)性、集中性，通過(guò)共享的網(wǎng)絡(luò)信息，能很好地協(xié)調(diào)各個(gè)工作點(diǎn)的工作狀況，有很好的靈活性、適應(yīng)性和可靠性的特點(diǎn)?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)是將現(xiàn)場(chǎng)的儀表、設(shè)備與通信網(wǎng)絡(luò)與控制系統(tǒng)進(jìn)行連接。其具有數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、設(shè)備的相互連接、分散功能塊、開(kāi)放式總線(xiàn)協(xié)議等特點(diǎn)。

3 自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用

自動(dòng)化控制系統(tǒng)在污水處理廠(chǎng)內(nèi)有比較強(qiáng)大的功能，在降低職工勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)提高了污水的處理質(zhì)量，穩(wěn)定了系統(tǒng)的良好運(yùn)行，PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)在污水處理過(guò)程中具有數(shù)據(jù)的采集和管理、實(shí)時(shí)監(jiān)控、管理、預(yù)警、連鎖保護(hù)、自動(dòng)生成報(bào)表等諸多功能，能滿(mǎn)足在污水處理運(yùn)行過(guò)程中的需要。

（1）在污水處理過(guò)程中根據(jù)控制的級(jí)別不同可以采用自動(dòng)控制和手動(dòng)控制兩種方式，在正常的運(yùn)行情況下一般選擇自動(dòng)方式進(jìn)行控制，這樣能提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)預(yù)警和故障時(shí)可以進(jìn)行人工干擾，進(jìn)行人工控制操作來(lái)保證設(shè)備的正常運(yùn)行。

（2）通過(guò)對(duì)運(yùn)行設(shè)備的數(shù)據(jù)采集可以實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)監(jiān)視功能，在中控室能從電腦界面上能詳細(xì)準(zhǔn)確地顯示現(xiàn)場(chǎng)的智能儀表測(cè)量的數(shù)據(jù)、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和通過(guò)數(shù)據(jù)采集分析管理后部分工藝參數(shù)的變化，使操作人員能及時(shí)準(zhǔn)確地掌握污水吃力過(guò)程中的參數(shù)和設(shè)備的運(yùn)行狀況。操作人員能根據(jù)電腦界面顯示的數(shù)據(jù)變化情況，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)改變運(yùn)行參數(shù)及設(shè)備的運(yùn)行狀況。

（3）在中控室內(nèi)還可以根據(jù)參數(shù)的變化、設(shè)備的運(yùn)行、閥位的開(kāi)度和各種報(bào)警信號(hào)對(duì)污水處理過(guò)程實(shí)施動(dòng)態(tài)的管理。通過(guò)PLC的數(shù)據(jù)采集能真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的全監(jiān)控，通過(guò)對(duì)歷史記錄的對(duì)比和分析，能對(duì)異常的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，查找產(chǎn)生異常數(shù)的原因，根據(jù)產(chǎn)生的原因?qū)ιa(chǎn)過(guò)程的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

（4）通過(guò)PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)能對(duì)運(yùn)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的采集，對(duì)采集的數(shù)據(jù)能形成很好的保存，只要能及時(shí)對(duì)保存的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的備份就能實(shí)現(xiàn)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的全采集，便于生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的管理和數(shù)據(jù)的分析。

（5）當(dāng)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)自動(dòng)化程序的設(shè)置就能在中控室出現(xiàn)預(yù)警提示，以便操作人員能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)污水處理過(guò)程中出現(xiàn)的故障，通過(guò)報(bào)警畫(huà)面及時(shí)提醒操作人員進(jìn)行相應(yīng)的處理，經(jīng)過(guò)和歷史曲線(xiàn)相對(duì)比和數(shù)據(jù)分析處理完畢后，進(jìn)行復(fù)位處理即能正常的工作。

（6）通過(guò)采集的數(shù)據(jù)在后臺(tái)進(jìn)行函數(shù)計(jì)算能對(duì)當(dāng)前的運(yùn)行狀況進(jìn)行趨勢(shì)分析，提示各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行趨勢(shì)，以便操作人員能根據(jù)運(yùn)行趨勢(shì)及時(shí)采取相關(guān)的措施進(jìn)行處理。

（7）通過(guò)PLC自動(dòng)化設(shè)置還能實(shí)現(xiàn)不同級(jí)別設(shè)備的連鎖保護(hù)功能，避免一個(gè)設(shè)備的出現(xiàn)問(wèn)題造成其他設(shè)備的損壞，提高設(shè)備的保護(hù)能力。

4 水處理自動(dòng)控制的發(fā)展方向

當(dāng)前，污水處理技術(shù)有兩個(gè)不同的發(fā)展方向：一種是深入地研究自動(dòng)化控制理論和方法，另一種是通過(guò)不同的方法進(jìn)行良好的結(jié)合，使其各自發(fā)揮各自的功能，獲得比較好的控制效果。污水處理控制水平的提高，主要表現(xiàn)在：依賴(lài)于控制技術(shù)的發(fā)展，加強(qiáng)自動(dòng)控制在實(shí)際污水處理過(guò)程中的應(yīng)用，面對(duì)污水處理中新的技術(shù)需求需要用新的方案進(jìn)行解決，因此，對(duì)污水處理自動(dòng)控制也相應(yīng)地提出了更高的要求；依賴(lài)于對(duì)污水生物處理模型的深入研究，尤其是對(duì)污水處理微觀機(jī)理模型的深入研究、開(kāi)發(fā)或應(yīng)用新的數(shù)學(xué)模型，解決污水處理中的復(fù)雜問(wèn)題；對(duì)污水處理新的技術(shù)市場(chǎng)需求進(jìn)行研究，并通過(guò)數(shù)學(xué)建模與仿真，將各種智能控制相結(jié)合，提出新的控制策略。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，PLC自動(dòng)化技術(shù)在污水處理廠(chǎng)的應(yīng)用加快了污水處理的發(fā)展速度，提高了污水的處理質(zhì)量，穩(wěn)定了設(shè)備的運(yùn)行，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)成為污水處理過(guò)程中不可缺少的手段。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭明賢.自動(dòng)化技術(shù)在污水處理過(guò)程中的應(yīng)用[J].市政建設(shè)，2012.

[2] 李成俊.PLC技術(shù)在污水處理廠(chǎng)的使用研究[J].寧夏工程技術(shù)，2011.

作者簡(jiǎn)介：俞紅光（1977—），男，紹興市制水有限公司技術(shù)部經(jīng)理，工程師，研究方向：自動(dòng)化和信息化、科技創(chuàng)新、工程技改、設(shè)備管理等。