季曉彬

（德州市移動源污染防治中心，山東 德州 253000）

當(dāng)前，我國經(jīng)濟快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化進程加快，城市人口逐漸增多，這也加大了城市中的供水量及排水量，增加了水廠負荷，而電氣自動化技術(shù)不但可以提高水廠效率，還可以在一定程度上保障水質(zhì)的安全。我國電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)具備了一定經(jīng)驗，其發(fā)展水平也得到了很大提高，應(yīng)用范圍也得到了很大程度的擴展，其中水處理領(lǐng)域已經(jīng)成為電氣自動化應(yīng)用的熱點。目前，電氣自動化技術(shù)主要分為三種：電子技術(shù)、電力工程技術(shù)以及計算機技術(shù)。電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用能夠給供水企業(yè)和污水處理企業(yè)提供很大的便利，提高水處理工藝中各個設(shè)備的工作效率，在減輕職工勞動強度的同時還能保障運行的安全和穩(wěn)定，進而節(jié)約能耗，降低企業(yè)運行成本。電氣自動化技術(shù)是帶動一個國家工業(yè)發(fā)展的重要途徑，只有加快自動化技術(shù)的發(fā)展，才能更好的促進工業(yè)發(fā)展、經(jīng)濟發(fā)展，才能帶來國家與社會的和諧和穩(wěn)定，由此可見電氣自動化技術(shù)在當(dāng)今社會至關(guān)重要。

1 電氣自動化技術(shù)的特點

1.1 電氣自動化技術(shù)包括的內(nèi)容比較寬廣

電氣自動化技術(shù)涉及的內(nèi)容比較多，而且技術(shù)應(yīng)用范圍也比較廣泛。很多行業(yè)都能應(yīng)用該技術(shù)，特別是在一些制造業(yè)類的企業(yè)中。目前，很多企業(yè)在一些人工操作的環(huán)節(jié)中增加了電氣自動化技術(shù)，尤其是涉及到危險的工作環(huán)節(jié)中，這不僅保障了操作的準(zhǔn)確性，同時還避免了對人員造成危害。電氣自動化技術(shù)需要根據(jù)不同企業(yè)生產(chǎn)的需求進行不同的設(shè)計，以確保電氣自動化技術(shù)能夠發(fā)揮最大作用，這一特點使其具備了廣泛的應(yīng)用性。

1.2 電氣自動化技術(shù)對于電子技術(shù)的依賴性比較強

電氣自動化技術(shù)服務(wù)于各種不同的企業(yè)，不同的企業(yè)其生產(chǎn)過程也不同，因此我們需要根據(jù)各個企業(yè)的不同情況設(shè)計不同的控制程序，而在整個電氣自動化控制系統(tǒng)、傳感器、控制器等控制系統(tǒng)以及信息處理系統(tǒng)中，都離不開電子技術(shù)。電子技術(shù)是實現(xiàn)自動化技術(shù)的基礎(chǔ)，在整個自動化技術(shù)中都需要電子技術(shù)來進行信號的傳遞以及各項操作指令的發(fā)出，然后再進行各項操作。因此，電氣自動化技術(shù)對電子技術(shù)有很強的依賴性。

2 電氣自動化技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用

當(dāng)前，經(jīng)濟的快速發(fā)展使工業(yè)技術(shù)日新月異，同時在工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污水越來越復(fù)雜，處理難度也越來越大。這也迫使污水處理工藝變得更為復(fù)雜，使一些復(fù)雜的工藝很難實現(xiàn)穩(wěn)定的運行，常常在處理工程中出現(xiàn)問題。而電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用，能夠保證水處理工藝的穩(wěn)定運行，解決了很多復(fù)雜工藝運行的問題。目前，在電氣自動化技術(shù)中主要應(yīng)用的設(shè)備有PLC 系統(tǒng)、變頻器、自動化儀表、傳感器等。在電氣自動化技術(shù)的支持下，既減少了人力，還可實現(xiàn)遠程控制，逐漸優(yōu)化各項電子技術(shù)，充分利用各項資源。

2.1 對格柵的自動化控制

格柵是水處理技術(shù)中常用的設(shè)備，主要對進水中顆粒較大的物質(zhì)進行分離，以保證后續(xù)處理工藝的穩(wěn)定運行，尤其是避免管道和水泵受大顆粒物質(zhì)的影響，導(dǎo)致效率降低或者損壞[1]。通常格柵分為粗格柵和細格柵，根據(jù)不同水質(zhì)以及不同工藝選擇不同型號的格柵。傳統(tǒng)的格柵主要是依靠人工來控制、清掃，導(dǎo)致格柵運行效率低下，進而影響整個水處理工藝的運行效率。而電氣自動化技術(shù)可以實現(xiàn)格柵完全自動化運行，既減少了人工操作，還可以保證24小時不間斷連續(xù)的運行。電氣自動化過程中主要的設(shè)備有液位傳感器、PLC等，在制定工作時間以此來控制和檢測水位的變化，進而控制格柵的運行。

2.2 水泵、脫水機房的控制

在水處理工藝中會用到很多水泵來控制水流的提升、進水、出水等，因此將水泵進行電氣自動化控制將有效提升水處理工藝的運行效率，同時還能保證水處理工藝的安全性。針對水泵的控制，通常是應(yīng)用雷達液位計，然后根據(jù)水位的高低控制水泵的開啟，電氣自動化可以準(zhǔn)確控制水泵的運行，然后根據(jù)工藝的需要，進行特定語言的編程，同時需利用PID進行調(diào)節(jié)，達到降低能耗的目的，保證水泵的正常運行。

水處理過程中會產(chǎn)生污泥以及附屬的污染物質(zhì)，我們需要對其進行脫水處理，然后再進行下一步處理，而脫水機房通常有很多設(shè)備，這些設(shè)備具有很強的專業(yè)性，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要準(zhǔn)確控制。因此，在脫水機房中應(yīng)用自動化控制技術(shù)非常重要，通常在脫水機房中采用PLC技術(shù)，使其中的設(shè)備統(tǒng)一進行管理，同時還需安裝相應(yīng)的傳感器，隨后進行各項參數(shù)的控制。根據(jù)處理工藝的需要，監(jiān)測各項指標(biāo)，實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)與控制，這大大提高了脫水機房的效率，還保障了水處理工藝的穩(wěn)定運行。

2.3 無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

在水處理技術(shù)中，不同的工藝使用的設(shè)備也不同。近些年，水處理工藝的設(shè)備越來越精密，因此對電氣自動化程度的要求也越來越高。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制電氣自動化，達到人力所難以實現(xiàn)的目的，而無線網(wǎng)絡(luò)更是電氣自動化技術(shù)的重要基礎(chǔ)，大大增加了電氣自動化的便利，實現(xiàn)了有線網(wǎng)絡(luò)不能完成的目的。在保障自動化技術(shù)有效運行的同時，降低了運行能耗，全面感知整個自動控制系統(tǒng)，為水處理技術(shù)的發(fā)展提供了有效支持。

2.4 PLC與DCS的融合

PLC和DCS是電氣自動化技術(shù)中常用的兩項技術(shù)，各自具有優(yōu)勢。近些年，電氣自動化技術(shù)更新速度較快，而且應(yīng)用的領(lǐng)域也越來越廣泛。一些水處理廠的電氣自動化控制采用了PLC與DCS技術(shù)相互結(jié)合的方式，來控制水廠中各項設(shè)備的運行，二者的相互結(jié)合使其發(fā)揮各自優(yōu)勢，實現(xiàn)水廠設(shè)備更高效、更穩(wěn)定的運行。PLC技術(shù)的優(yōu)勢是具有很快的響應(yīng)速度，而DCS可以承載復(fù)雜的運算，對于水廠中復(fù)雜的工藝可以采集有效的數(shù)據(jù)來保證水廠的穩(wěn)定運行，同時還可以避免外界環(huán)境因素的影響，保障水廠出水的安全性和穩(wěn)定性[2]。

2.5 加氯控制

在給水處理工藝中，對水體的消毒必不可少，而通常可采用加氯消毒方式，因此加氯量的控制非常重要。在保障水體消毒的同時，還需保證一定的余氯量，余氯量太多會影響人體的健康[3]。電氣自動化技術(shù)可以實現(xiàn)對水體氯投加量的有效控制。在設(shè)計氯化控制時主要有兩個內(nèi)容，一個是過濾前氯化，另一個是過濾后氯化。在進行氯消毒時，首先要清除水體中的藻類等雜物，然后氯消毒以流量比的模式來釋放氯，也就是根據(jù)水流速度和加氯速率進行調(diào)節(jié)。而針對濾后消毒，采用的是復(fù)合環(huán)路加氯的方式，在加氯過程中主要控制過濾后的流量，相比濾前，濾后控制更為復(fù)雜，更需要有效的電氣自動化控制。

2.6 加氨和加藥控制

水質(zhì)的不同、水處理工藝也相應(yīng)改變、出水水質(zhì)要求也不同。在一些水處理過程中添加氨或者其他藥劑來進行水體中污染物質(zhì)的控制，在投加過程中既要滿足水處理的要求，還要保障藥劑投入的合理性，避免造成浪費，或者造成二次污染[4]。在實際控制中，需要對測量值和預(yù)置值進行比較，確定其誤差，從而獲取科學(xué)有效的數(shù)據(jù)，進而保證電氣自動化技術(shù)的有效控制。我們可依靠PLC技術(shù)有效控制水處理過程中藥劑的用量，以實現(xiàn)整體處理工藝的高效運行。

3 電氣自動化技術(shù)在水處理過程中的應(yīng)用探討

3.1 電氣控制系統(tǒng)自動化要求

環(huán)境問題已經(jīng)成為當(dāng)前發(fā)展中的主要問題，尤其是針對水處理方面，國家為了控制水體污染，保障水資源的有效利用，在法律、法規(guī)方面做出很多重要的改變，同時還加大了水處理技術(shù)的研究，減少污水對人們生活的影響。電氣自動化技術(shù)已經(jīng)成為污水處理技術(shù)中的主要環(huán)節(jié)，是提高污水處理效率的重要保障。要想實現(xiàn)自動化控制技術(shù)的準(zhǔn)確控制，就需要對污水中的一些具體指標(biāo)進行充分的了解，例如離子含量、pH值等，以保證自動化控制技術(shù)可在惡劣的條件下正常運行。其次，當(dāng)污水處理過程中發(fā)生意外時，自動控制系統(tǒng)可以及時做出反應(yīng)并及反饋到控制中心，此外電氣自動化控制系統(tǒng)還需對工藝中各個構(gòu)筑物的水位、電導(dǎo)率等指標(biāo)進行充分了解，實現(xiàn)污水處理信息的全面、實時掌控，以保證污水處理過程的正常運行。

3.2 污水處理中的電氣自動化系統(tǒng)的組成及特點

電氣自動化控制系統(tǒng)的實質(zhì)是對工藝運行的管理，其管理方式是一種分層管理的方式。用控制器實時掌握各層管理工作的狀態(tài)，隨時進行各層管理方式的調(diào)整。通常電氣自動化控制系統(tǒng)分為上、中、下三個階段的管理方式，各個階段獨立運行，其中哪一個出現(xiàn)問題，都不會影響其余階段的運行[5]。在電氣自動化控制系統(tǒng)的上位階段中，主要依靠工控機，還有閥門、電機等設(shè)備，通過計算機的高級語言來對其進行管理與控制，以完成需要實現(xiàn)的目標(biāo)。而相關(guān)的控制人員可以根據(jù)上位機的工作狀態(tài)，來確定整個系統(tǒng)是否存在問題進行相關(guān)的研究，然后進行科學(xué)合理的分析，再逐步改善出現(xiàn)的問題。而整個電氣自動化處理系統(tǒng)的邏輯控制單位由中位機來控制，其需對上、下位機產(chǎn)生的信息進行準(zhǔn)確、及時、有效的傳遞和檢查，以保證整個系統(tǒng)的正常運行。而下位機具有自身的自主性，通過智能儀表、獨立的顯示器和操作平臺進行信息的收集和設(shè)備的控制。電氣自動化技術(shù)對于電氣技術(shù)有很強的依賴性，需要電子技術(shù)的有效支持，而電子技術(shù)需要不斷實踐檢驗，才能不斷的提高和創(chuàng)新，二者相互制約，同時又相互促進。

3.3 參數(shù)的測量和控制

電氣自動化技術(shù)要準(zhǔn)確控制工藝的運行，各項工藝運行參數(shù)的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。電氣自動化技術(shù)需要控制較多的參數(shù)才能保證水處理工藝的有效運行，例如構(gòu)筑物液位、pH值、DO、溫度以及各種離子含量等。不同的水質(zhì)條件，需要不同的自動控制設(shè)備來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集以及傳輸。例如污水中腐蝕性較強時，可用超聲波物位儀來測量液位；若構(gòu)筑物面積較小，可采用靜壓式傳感器液位儀測量液面；采用電位法測量pH值，由于測量電極的玻璃觸頭對酸堿度檢測的靈敏性較強，在接觸到氫離子時就會產(chǎn)生電勢差[6]。

4 結(jié)論

如今，自然環(huán)境受到的污染越來越嚴(yán)重，水環(huán)境受到人類的威脅也越來越大，因此不僅要求水處理技術(shù)在處理工藝上要快速提高、更新，配合水處理技術(shù)的各項軟、硬件措施也需要提高，這樣才能保證新型的水處理技術(shù)的有效實施。電氣自動化技術(shù)是水處理技術(shù)中重要的支撐措施，應(yīng)用電氣自動化技術(shù)可提高水處理技術(shù)的處理效率，降低運行成本，保障操作人員的安全，降低能耗。因此，在當(dāng)前的水處理技術(shù)中，要積極推廣電氣自動化技術(shù)，這樣可以為實現(xiàn)自然環(huán)境的和諧發(fā)展做貢獻，為今后社會的穩(wěn)定與可持續(xù)提供保障。