張紅輝

摘要：本文簡述了污水處理過程中自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以其為污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：污水處理；自動(dòng)控制系統(tǒng)；應(yīng)用及設(shè)計(jì)要點(diǎn)

前言：

自動(dòng)控制在醫(yī)藥、化工、石油、冶金及污水處理等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。特別是近些年來，國家對(duì)環(huán)境治理的重視，污水處理行業(yè)得到了迅猛的發(fā)展。截至2016年底，全國設(shè)市城市、縣城累計(jì)建成污水處理廠3552座，污水處理能力約1.8億立方米/日。相關(guān)資料顯示，2017年1-3季度，規(guī)模以上擬在建污水處理項(xiàng)目共計(jì)632個(gè)，投資總額達(dá)2232億元。生活污水項(xiàng)目526個(gè)，工業(yè)廢水項(xiàng)目114個(gè)。自動(dòng)控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢，在污水處理中運(yùn)用自動(dòng)控制系統(tǒng)，能有效加強(qiáng)對(duì)污水處理過程的控制，并有效保障污水處理效果。并且節(jié)約了大量的勞動(dòng)力成本。以下介紹自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理過程中的應(yīng)用及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

一、自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用

1、對(duì)污水處理的在線監(jiān)視

傳統(tǒng)的污水處理，需安排工作人員深入污水處理現(xiàn)場察看各類污水處理設(shè)備和處理工藝參數(shù)，難以對(duì)污水處理設(shè)備的運(yùn)行狀況及處理效果進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，難以及時(shí)對(duì)污水處理效果進(jìn)行評(píng)估。自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用，能實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理的在線監(jiān)視和實(shí)時(shí)控制。利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理工藝流程的動(dòng)態(tài)觀看及深入了解，且能及時(shí)顯示進(jìn)水水質(zhì)、生產(chǎn)過程及出水等的工藝參數(shù)的各項(xiàng)變化，有效實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理的在線監(jiān)視[1]。在對(duì)污水處理的在線監(jiān)視過程中，對(duì)于工藝流程中的工藝參數(shù)以及處理設(shè)備的運(yùn)行情況了如指掌，為及時(shí)調(diào)整處理工藝提供可靠的技術(shù)參數(shù)。自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)生成相關(guān)數(shù)據(jù)報(bào)表和歷史曲線，便于對(duì)歷史數(shù)據(jù)的查看和分析，能夠?yàn)檫M(jìn)一步提高污水處理能力提供有效的依據(jù)。

自動(dòng)控制系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理設(shè)施的故障診斷和報(bào)警。污水處理設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)于有效保障污水處理效果具有至關(guān)重要的意義。自動(dòng)控制系統(tǒng)的故障診斷以及報(bào)警功能能有效保障污水處理設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性[2]。在污水處理過程中，污水處理設(shè)備故障在所難免，要采取有效措施盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，盡量減少因設(shè)備故障對(duì)處理效果造成的影響。自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)于設(shè)備故障可進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障部位的準(zhǔn)確定位并報(bào)警，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備故障的有效解決。另外，當(dāng)污水處理工藝系統(tǒng)出現(xiàn)異常的運(yùn)行數(shù)據(jù)時(shí)，中控室可及時(shí)收到異常報(bào)警和預(yù)警，并對(duì)之進(jìn)行有效處理。

2、對(duì)污水處理的過程控制

自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用，能實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理的過程控制，進(jìn)而改善污水處理的效果。自動(dòng)控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理全過程流程及各項(xiàng)工藝參數(shù)的有效控制[3]。傳統(tǒng)的污水處理，需要安排工作人員進(jìn)行現(xiàn)場勘查察看數(shù)據(jù)和操作機(jī)器設(shè)備。計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠?qū)ξ鬯幚憩F(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)距離開關(guān)控制，有效實(shí)現(xiàn)了對(duì)污水處理過程的自動(dòng)控制。自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)污水處理過程進(jìn)行控制，主要是有效采集并儲(chǔ)存各項(xiàng)數(shù)據(jù)，根據(jù)對(duì)所采集數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，開展對(duì)污水處理過程的科學(xué)調(diào)度和有效管理。自動(dòng)控制系統(tǒng)的中央系統(tǒng)對(duì)所有控制進(jìn)行統(tǒng)一程序化控制，無須人員到現(xiàn)場操作，大大節(jié)約了人工成本，工藝穩(wěn)定性及精確度更加高。

二、自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

自動(dòng)控制系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)，需要電腦、輸入/輸出模塊、儀器儀表、線纜線路（通訊）、閥門（電動(dòng)閥門、氣動(dòng)閥門、電磁閥等）等重要單元組成。在此五項(xiàng)內(nèi)容中，電腦和輸入/輸出模塊相當(dāng)于人的大腦，發(fā)出指令、接收信息；儀器儀表相當(dāng)于人的眼睛，能夠時(shí)時(shí)關(guān)注工藝過程的相關(guān)數(shù)據(jù)；閥門相當(dāng)于人的手，去操作控制；線路線纜相當(dāng)于人的傳輸神經(jīng)。此五個(gè)單元只有共同協(xié)調(diào)，才能順利完成自動(dòng)控制功能。因此，在設(shè)計(jì)自動(dòng)控制體系統(tǒng)過程中，須注意以下5點(diǎn)：

1、電腦的選擇。電腦在工業(yè)自動(dòng)化控制過程中是非常重要的，必不可少的。電腦的穩(wěn)定性直接影響到控制的穩(wěn)定性。因此，自動(dòng)控制過程中，電腦需選擇專門的工業(yè)控制電腦或者可以24小時(shí)不間斷運(yùn)行的商用電腦。為了防止突然斷電對(duì)電腦造成影響，需配備不間斷電源（UPS）。同時(shí)為了防止電腦故障造成對(duì)生產(chǎn)的影響，電腦需要有備用機(jī)器。

2、輸入/輸出模塊的選擇。輸入/輸出模塊是連接電腦和在線儀器及控制閥門的中轉(zhuǎn)站。一方面它執(zhí)行電腦發(fā)出的命令，去操控控制閥門（或其他控制組件）。另一方面，將收集到的各種信息傳輸?shù)诫娔X進(jìn)行分析、儲(chǔ)存和反饋。因此，高精度、高穩(wěn)定性的輸入/輸出模塊是非常重要的。對(duì)于比較重要的自動(dòng)控制單元，需要有足夠的冗余及具有無擾動(dòng)自動(dòng)切換功能。

3、儀器儀表。儀器儀表安裝在整個(gè)污水處理過程的各個(gè)工序，時(shí)時(shí)將檢測到的數(shù)據(jù)上傳到電腦。電腦根據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存、分析，并及時(shí)做出新的指令。因此，在線數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，直接影響到工藝的控制。如果儀器檢測的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，那么，電腦會(huì)做出錯(cuò)誤的判斷，發(fā)出錯(cuò)誤的操作指令。從而會(huì)影響到處理效果，輕的情況會(huì)浪費(fèi)能資源，嚴(yán)重的會(huì)給生產(chǎn)帶來破壞，造成處理效果失效。所以選擇儀器儀表時(shí)要根據(jù)實(shí)際需要，盡量選擇高品質(zhì)，可靠穩(wěn)定性強(qiáng)的儀器儀表。同時(shí)儀器儀表的量程、精度、材質(zhì)、防爆防水等級(jí)等都需要根據(jù)實(shí)際的工藝參數(shù)和使用環(huán)境進(jìn)行篩選。

4、閥門。閥門相當(dāng)于人的手，去執(zhí)行操作指令。閥門是否能夠同步執(zhí)行電腦指令是相當(dāng)重要的。不然產(chǎn)生誤操作，后果是非常嚴(yán)重的。閥門的種類很多，污水處理廠選擇控制閥門時(shí)需注意以下8點(diǎn)：

（1）閥體材質(zhì)及內(nèi)襯的選擇

（2）流量特性

（3）調(diào)節(jié)型或開關(guān)型

（4）根據(jù)實(shí)際需要選擇常開常閉以及斷電斷控制信號(hào)的安全設(shè)置

（5）防暴等級(jí)

（6）最大流量，口徑的選擇

（7）防水等級(jí)

（8）公稱壓力

5、線路線纜。在整個(gè)自動(dòng)控制實(shí)施過程中，線纜非常關(guān)鍵的。沒有線纜信號(hào)就無法傳輸，控制就無法實(shí)現(xiàn)，如果線纜存在問題，控制就會(huì)不穩(wěn)定，那么信號(hào)參數(shù)就不能準(zhǔn)確傳送到中控室電腦，控制信號(hào)也不能準(zhǔn)確地發(fā)送區(qū)控制閥門，這樣整個(gè)控制就會(huì)失效。因此在線路線纜的設(shè)計(jì)時(shí)，除了嚴(yán)格按照規(guī)定要求外，還應(yīng)關(guān)注以下幾項(xiàng)原則：

1、控制線、信號(hào)線與動(dòng)力線盡量分開

2、能不地埋盡量不地埋

3、建立局部PLC基站，遠(yuǎn)距離傳輸盡量使用光纖。

另外所有的自動(dòng)控制設(shè)備必須有良好的接地，和避雷措施。同時(shí)做好防護(hù)和日常維護(hù)工作。為了能夠更好的實(shí)施自動(dòng)控制，對(duì)于重要的機(jī)器設(shè)備和處理設(shè)施，應(yīng)安裝視頻監(jiān)控，這樣，一旦出現(xiàn)問題除了電腦提示，視頻能夠更加直觀的觀察到儀器自控設(shè)備的運(yùn)行情況，為及時(shí)響應(yīng)維修提供保障。

總結(jié)

綜上所述，自動(dòng)控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理的過程控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理的在線監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理過程的故障診斷和報(bào)警。因此自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理過程中的應(yīng)用，大大提高了污水處理的能力和效率，大幅度降低水污染的程度，能有效改善水質(zhì)，促進(jìn)水資源的合理利用，改善生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]]何世鈞，楊立功，張路.污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J].控制工程，2004，11（1）：79-81.

[2]于鳳臣.污水處理中自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].科技資訊，2011（12）：101-101.

[3]高峰，何昌軍，楊順生.自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用[J]. 環(huán)境科學(xué)與管理，2008，33（2）：89-91.endprint