污水處理控制系統(tǒng)精選(九篇)

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第1篇：污水處理控制系統(tǒng)范文

（貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 凱里 556000）

【摘　要】結(jié)合污水處理控制系統(tǒng)的實際情況，以貴州某一污水處理廠的污水處理自動控制系統(tǒng)為主要研究對象，結(jié)合現(xiàn)場的實際情況和具體的控制要求，闡述了基于DCS的污水處理自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用

關(guān)鍵詞 污水處理；集散控制系統(tǒng)；應(yīng)用

作者簡介：楊德校（1983.11—），男，侗族，研究生，講師，研究方向為自動控制。

1　污水處理概述

目前污水處理的方式有多種多樣，采用工業(yè)控制技術(shù)的越來越多，我國很多地方的污水處理廠都采用集散控制系統(tǒng)來進行控制，把廠區(qū)內(nèi)的各個站點設(shè)置現(xiàn)場計算機和PLC，對污水處理實行自動化控制，包括污水過濾（粗格柵、細(xì)格柵）、化學(xué)反應(yīng)池（絮凝劑、氯氣等的投加）、沉淀池、污泥壓縮、泵房機組控制等等。

1.1　污水處理技術(shù)介紹

1.1.1　手動控制

這樣的污水處理方式成本較低、難度小，在一些規(guī)模不大的污水處理場所有應(yīng)用；

1.1.2　半自動控制

由于成本問題等，目前中型、小型污水處理廠采用這種方式的較多；

1.1.3　全自動控制技術(shù)

這種控制方式是目前應(yīng)用較為廣泛的方式，也是自動控制技術(shù)的發(fā)展方向。

1.2　污水處理自動控制技術(shù)的難點

1.2.1　系統(tǒng)規(guī)模大

污水處理廠的規(guī)模一般都比較大，污水處理工藝相對較復(fù)雜，每個工藝站點的位置相對分散，變量多、大滯后、多回路的大系統(tǒng)。

1.2.2　超調(diào)量大

由于污水處理是一個批次生產(chǎn)的過程，污水分成批次進入化學(xué)反應(yīng)池里，每一批次進水，給控制帶來了一定的困難，每一次進水都有一個切入問題。每一個批次的控制過程時間相對較短，系統(tǒng)剛剛穩(wěn)定，控制過程就結(jié)束了。

1.2.3　連鎖控制

污水處理工藝中，前后每一道工序間存在著互鎖關(guān)系，有的傳感器存在較大誤差、之后以及價格較貴等一系列問題，這些問題都會影響控制系統(tǒng)的實時性和精度。

1.2.4　高能耗問題

污水處理廠所使用的設(shè)備都是高能耗、大功率的設(shè)備，在設(shè)計控制系統(tǒng)時需要考慮設(shè)備的合理配置使用、設(shè)備的保護以及節(jié)能問題。

1.2.5　其他問題

除了上述難點外，還有工作環(huán)境惡劣、大滯后問題、網(wǎng)絡(luò)通信等問題。

2　集散控制系統(tǒng)

DCS即集散型控制系統(tǒng)（distributed control system），主要技術(shù)基礎(chǔ)是4c技術(shù)即：計算機技術(shù)（computer），通信技術(shù)（communication），控制技術(shù)（control）圖形顯示技術(shù)（CRT）。其有一個工程師站，至少有一個操作員站，至少一個現(xiàn)場控制站，一條系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。DCS系統(tǒng)是通過某種通信網(wǎng)絡(luò)將分布在工業(yè)現(xiàn)場附近的現(xiàn)場控制站和控制中心的工程師站及操作員站等連接起來，以完成對現(xiàn)場生產(chǎn)設(shè)備的分散控制和集中管理。

3　集散控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用

3.1　污水處理集散控制系統(tǒng)的組成

項目污水處理廠DCS系統(tǒng)的設(shè)計主要考慮以下兩個方面：

（1）根據(jù)污水處理設(shè)計工藝的相關(guān)參數(shù)、數(shù)學(xué)模型、控制目標(biāo)、測量值與設(shè)定值等等來對系統(tǒng)各處理單元的功能和工藝控制過程進行詳細(xì)系統(tǒng)的分析，然后根據(jù)分析來對系統(tǒng)中各單元以及工藝控制過程進行分解，從而得到處理工藝過程控制的整體構(gòu)想；

（2）根據(jù)干擾源的振幅來確定對于的工藝過程控制任務(wù)，包括工藝過程穩(wěn)定、工藝過程優(yōu)化以及工藝過程保護，協(xié)調(diào)好各個單元相互之間的關(guān)系，以便于確定整個處理工藝的控制過程，從而實現(xiàn)對整個處理系統(tǒng)的控制。

圖1所示的DCS系統(tǒng)由兩臺上位機、兩個遠(yuǎn)程I/O口以及三個下位現(xiàn)場控制站組成。系統(tǒng)采用的監(jiān)控軟件是西門子公司的WINCC組態(tài)王軟件。硬件部分采用西門子公司的S7-300系列的PLC。DCS系統(tǒng)主要由以下幾個部分組合而成：FCU（現(xiàn)場控制單元）、人機接口、通信技術(shù)。

3.2　污水處理系統(tǒng)

項目系統(tǒng)污水處理廠第一步采用通用的格柵加上旋流沉砂的工藝，用于去除掉待處理污水中的泥沙和雜質(zhì)；第二步的生化處理則采用奧貝爾氧化溝的污水處理工藝，第三步的污泥處理我們采用先加藥后用帶式壓濾機壓縮脫水的工藝，其系統(tǒng)工藝的流程如圖2所示。

項目系統(tǒng)污水處理廠的污水處理預(yù)處理段分為四部分，第一為粗格柵井、第二為污水提升泵房、第三為細(xì)格柵井、第四為旋流沉砂池，通過預(yù)處理，可以把待處理污水中的塑料袋、砂粒、果皮紙屑和樹枝等雜物去除掉。

進入處理區(qū)的污水經(jīng)過粗格柵后，較大的塑料袋、水瓶、樹枝和泡沫塊等雜物會被粗格柵去除掉，這些雜物送到壓榨機壓榨后外運，經(jīng)過初次過濾的污水就進入下一階段：污水提升泵房。

污水提升泵房里面安裝有超聲波液位計，用于測量液位高低，有液位高低來確定污水泵的工作狀況。從污水提升泵房提升出來的污水流入細(xì)格柵井，進行進一步處理。

從污水提升泵房出來的污水進入細(xì)格柵井，細(xì)格柵井設(shè)置有兩條柵道，相對于粗格柵，細(xì)格柵的間距和寬度都要小很多，污水流經(jīng)細(xì)格柵后，較小的紙屑、樹葉等就被攔截住。細(xì)格柵還配套設(shè)置了液位差傳感器，用于測量柵前柵后的液位高低，并由此來控制設(shè)備的運行。

細(xì)格柵井出來的水進入兩座旋流沉砂池，旋流沉砂池與細(xì)格柵配套。旋流除砂機安裝在對應(yīng)的旋流沉砂池里，旋流除砂機把砂水進行分離，這樣就把污水中的砂粒給去除掉，更進一步的把水清潔。

本項目系統(tǒng)分成三個控制層：遠(yuǎn)程監(jiān)控層、集中控制層和現(xiàn)場控制層三個部分。現(xiàn)場控制層主要包括現(xiàn)場的控制電柜、傳感器和儀表等等設(shè)備。現(xiàn)場控制層在整個系統(tǒng)中處于最底層，主要負(fù)責(zé)控制現(xiàn)場設(shè)備的運行以及監(jiān)控和檢測信號等工作，同時與集中控制層通信，把采集到的信息及時傳遞到集中控制層，集中控制層把控制指令傳送到現(xiàn)場控制層，實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

4　結(jié)束語

本項目所采用的DCS系統(tǒng)自動化程度很高，但與實際的控制要求相比還是存在一些不足之處，隨著社會的發(fā)展，控制要求以及工藝操作的要求進一步提高，在自控系統(tǒng)方面的自動化程度的設(shè)計還需要進一步加強，本文還存在以下一些問題需要進一步改進。

（1）系統(tǒng)的整體性能需要進一步完善，提高控制的精度和管理的工作效率，創(chuàng)造良好的條件來增強污水處理的自動化水平。

（2）本系統(tǒng)能夠及時發(fā)展問題并能夠迅速報警，但對于系統(tǒng)的少數(shù)故障不能進行正確有效的判斷，需要加入人工元素，在以后的類似的系統(tǒng)設(shè)計中需加強，這樣使得系統(tǒng)的可靠性更高。

（3）對系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)擴展力度還有待進一步加強。

參考文獻

［1］伊學(xué)農(nóng)．污水處理廠運行與設(shè)備維護管理作[M]．化學(xué)工業(yè)出版社,2011,02.

［2］何衍慶.集散控制系統(tǒng)原理及應(yīng)用[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2009,06.

［3］唐磊.DCS系統(tǒng)在污水處理裝置自動化控制中的應(yīng)用[D].濟南:山東大學(xué) ,2010,03.

第2篇：污水處理控制系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：污水處理 S7-300PLC 軟件仿真

中圖分類號：TP273.5 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）11-0002-03

1 引言

隨著工業(yè)的不斷發(fā)展和城市人口的急劇增加，大量工業(yè)和生活污水未經(jīng)處理流入江河湖海，使環(huán)境和飲用水被嚴(yán)重污染。因此，建立高度自動化的污水處理廠是解決水污染問題的有效途徑。為確保污水處理工藝和設(shè)備能長期安全可靠地運行，采用西門子S7-300PLC1可編程控制器和智能檢測儀表組成下位機，上位機采用工業(yè)計算機，實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控。該系統(tǒng)集過程控制和科學(xué)管理于一體，具有可靠性高、控制性能優(yōu)越、管理功能完善等優(yōu)點，對指導(dǎo)工藝及設(shè)備的正常運行，提高自動化控制和管理水平發(fā)揮了重要作用。

主要工作是通過PLC的編程完成整個污水處理過程的自動高效運行，通過PLC與上位機以及現(xiàn)場的布線使其能根據(jù)污水處理每個階段的控制理量的變化自動完成相應(yīng)的處理動作，從而保持污水處理的各項指標(biāo)達到用戶設(shè)定的要求。

2 污水處理工藝流程

污水處理廠從主污水管道而來的污水進入格間，由粗格柵和細(xì)格柵將污水中體積較大的污物除去。進而流入進水泵房，該處應(yīng)為全廠區(qū)標(biāo)高的最低處，進水泵房底部放置大功率潛水泵，主要用于將污水提升到高處的旋流塵沙池，以使污水只靠重力作用流經(jīng)其余的處理階段。旋流塵沙池將污水中的砂子分離出來，經(jīng)過旋流砂池的污水靠重力進入生物池，生物池為厭氧/好氧生物反應(yīng)池，經(jīng)過生物的作用，將有機物質(zhì)分解。然后污水通過污泥泵池進入二級沉淀池，經(jīng)過刮泥橋的運動，池上面的浮渣進入浮渣井中，池下部的污泥由真空泵吸出并送到污泥均質(zhì)池。經(jīng)過二次沉淀處理后的污水通過管道自流到消毒渠道，經(jīng)紫外線消毒達到標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過處理的污水經(jīng)管道自流到附近的河流。污水處理的工藝圖如（圖1）。

3 控制系統(tǒng)總體方案

各個控制池之間采用分布式I/O ET200進行通信連接，并由PROFIBUS總線連接至單片機的CPU模塊。CP342-5是S7-300系列的PROFIBUS通信模塊，可以作為DP主站或從站，但是不能同時作為主站或從站，且只能在S7-300的中央機架上使用。CP342-5與CPU上集成的DP接口不一樣，其對應(yīng)的通信接口區(qū)不是I區(qū)和Q區(qū)，而是虛擬的通信區(qū)，需要調(diào)用CP通信功能FC1和FC2。系統(tǒng)各部分之間的連線以及通信線路連接如（圖2）所示。

4 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計

本設(shè)計選用西門子的S7-300PLC進行污水處理的控制。通過對設(shè)計要求分析得到需要的數(shù)字量輸入為65；數(shù)字量輸出為65；模擬量輸入為38；模擬量輸出為24?；诖诉x擇CPU型號為CPU314。CPU314使用于要求高速處理和中等I/O規(guī)模的任務(wù)。它可以裝載中等規(guī)模的程序，其每1KB二進制語句執(zhí)行的時間為0.3ms。CPU314內(nèi)置24KB的RAM，其裝載存儲器為內(nèi)置40KB的RAM，可用擴展卡擴展裝載存儲器，最大容量可為512KB。最大可擴展512點數(shù)字量I/O或64路模擬量通道。

CPU314的操作系統(tǒng)是事件驅(qū)動的用戶程序掃描過程。CPU響應(yīng)事件，操作系統(tǒng)自動調(diào)用該事件的組織塊OB。CPU314可以調(diào)用128個功能塊FB，128個功能調(diào)用塊FC，127個數(shù)據(jù)塊DB，OB、FB、FC、DB的容量均不大于8KB。此外，有34個系統(tǒng)功能塊SFC集成在操作系統(tǒng)中供用戶調(diào)用，有9個系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊SDB裝載S7-300的系統(tǒng)參數(shù)，這些參數(shù)可用STEP7組態(tài)軟件輸入。

4.1 I/O模塊的選擇

由于CPU314型PLC主機不存在數(shù)字量的輸出模塊，因此需要擴展數(shù)字量的輸出模塊。由于數(shù)字量輸出的點數(shù)為65，因此選用3個數(shù)字量輸出模塊SM322。SM322將S7-300內(nèi)部的信號電平轉(zhuǎn)換成過程所需要的外部信號電平，同時有隔離和功率放大的作用?？梢灾苯域?qū)動電磁閥、接觸器、小型電機、燈和電機啟動器等，輸出的電流的典型值為0.5～2A，負(fù)載由外部現(xiàn)場提供。其主要的技術(shù)特征為：額定電壓24 V DC；輸出點數(shù)32點晶體管；與總線采用光耦合隔離；最小輸出電流5mA；功率9W。

4.2 硬件組態(tài)及參數(shù)設(shè)置

在PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的初期，首先應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的輸入、輸出信號的性質(zhì)和點數(shù)，以及對控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)的硬件配置。對于S7-300來說，如果SM、FM和CP的塊數(shù)超過8塊，除了中央機架外還需要配置擴展機架和接口模塊。本設(shè)計利用SIMATIC管理器STEP7進行硬件的配置工作（圖3）。

5 程序設(shè)計及仿真

以污水處理的應(yīng)急池為例說明設(shè)計過程：

（1）顯示要求：①COD：顯示范圍2000～8000mg/L，監(jiān)測頻率2小時/次；由于傳感器采集的COD數(shù)值為模擬量，需要模擬量輸入模塊SM331；顯示的數(shù)值同樣為模擬量因此需要用到模擬量輸出模塊SM332。監(jiān)測頻率為兩小時，需要用到保持型延時接通定時器SS_ODTS。COD的數(shù)值顯示范圍在2000～8000范圍內(nèi)，8000的對應(yīng)的二進制數(shù)值為“1111101000000”共13位，因此選用的模擬量輸入模塊的類型為AI8×14Bit，表示8通道的14位二進制輸入；同樣輸出模塊選擇類型為AO4×16Bit。②氨氮：顯示范圍0～200mg/L，監(jiān)測頻率2小時/次；同樣需要模擬量輸入模塊SM331和模擬量輸出模塊SM332，以及保持型延時接通定時器SS_ODTS。③PH值：顯示范圍0～14，需要模擬量輸入/輸出。

（2）控制要求：根據(jù)PH計顯示數(shù)據(jù)，控制加堿量，調(diào)節(jié)應(yīng)急池出水PH在6～9。需要用到比較器，當(dāng)PH值小于6時接通控制電機往應(yīng)急池中加減；當(dāng)PH值大于9時控制電機往應(yīng)急池中加水。

5.1 程序設(shè)計

設(shè)計說明：COD的輸入數(shù)據(jù)存放在PID256中，輸出數(shù)據(jù)存放在PQD260中；氨氮的輸入數(shù)據(jù)存放在PIW264中，輸出數(shù)據(jù)存放在PQW266中；PH值輸入值存放在PIB268中，輸出值存放在PQB269中。

（1）程序結(jié)構(gòu)

OB1為主程序，負(fù)責(zé)調(diào)用控制程序FB1，F(xiàn)B2。DB1、DB2、DB3為FB1型數(shù)據(jù)塊，DB1為COD顯示控制的數(shù)據(jù)塊，DB2為氨氮顯示的控制數(shù)據(jù)塊，DB3為PH值顯示的數(shù)據(jù)塊。FB2為PH控制的功能塊（圖4）。

（2）OB1程序設(shè)計（圖4）

5.2 控制系統(tǒng)仿真

仿真界面如（圖5）所示。選擇RUN-P模式，為可編程運行方式，CPU掃描用戶程序，既可以用編程裝置從CPU中讀出，也可以由編程裝置裝入CPU中。用編程裝置可以監(jiān)控程序的運行。

在仿真界面插入IB0、QB0、IB268。其中IB0表示可以設(shè)置節(jié)點I0.0-I0.1的值；QB0表示Q0.0-Q0.3對應(yīng)的輸出值；IB268用以設(shè)置PH值，以二進制形表示。如（圖5）所示，假設(shè)PH值為13（對號表示導(dǎo)通），則Q0.0與Q0.2接通。

當(dāng)定時器計時時間達到2小時時刻，COD和氨氮的數(shù)據(jù)傳輸?shù)捷敵鲈O(shè)備（綠線表示導(dǎo)通，下同）（圖6）。

當(dāng)MW200的值即PIB268中的值也就是檢測的PH值設(shè)置為4時，由于小于6則Q0.3控制的電機轉(zhuǎn)動向應(yīng)急池中加堿（圖7）。

當(dāng)MW200的值即PIB268中的值也就是檢測的PH值設(shè)置為13時，由于大于9則Q0.2控制的電機轉(zhuǎn)動向應(yīng)急池中加水。以保證PH值控制在合理的范圍內(nèi)（圖8）。

6 結(jié)語

本文在研究污水處理的基本工藝流程的基礎(chǔ)上，設(shè)計了以PLC為主控制器的污水處理控制系統(tǒng)。針對某種控制要求編寫了相應(yīng)的程序段，對控制系統(tǒng)進行軟件設(shè)計并仿真，結(jié)果表明PLC的控制過程的優(yōu)越性。PLC控制系統(tǒng)可靠性高，抗干擾能力強；功能完善，適用性強；維護方便，易于維護等一系列特點使其在更多場合得以應(yīng)用。

參考文獻

[1]劉栓，王太通.PLC控制系統(tǒng)在污水處理過程中的應(yīng)用[J].礦山機械，2003.6.

第3篇：污水處理控制系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：自動化控制系統(tǒng)；設(shè)計思路；設(shè)計要求；系統(tǒng)組成；未來展望；

中圖分類號：TH165+.4文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：

1、自動化控制系統(tǒng)設(shè)計的意義

污水處理的問題一直受到人們的關(guān)注。當(dāng)今社會，隨著計算機與自動化控制技術(shù)的日漸成熟與發(fā)展，人們也開始將這些新興技術(shù)應(yīng)用于污水處理這一領(lǐng)域并且取得了一定的進展，在污水處理問題上，自動化控制技術(shù)展現(xiàn)出了很多優(yōu)點，例如：節(jié)約能源，節(jié)約管理成本，提高凈水的質(zhì)量，減少人為的因素等等，所以說，研究基于計算機技術(shù)的自動化控制系統(tǒng)具有十分重要的意義。

2、自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計思路和設(shè)計要求

2.1自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計思路

自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計思路是：

1、確定整體模塊：根據(jù)污水實際情況及工藝整體要求，運用特性曲線、數(shù)學(xué)模型、有關(guān)規(guī)定、測定值等對污水處理各單元作全面的整體模塊化結(jié)構(gòu)表達；

優(yōu)化工藝過程：根據(jù)工藝的具體要求、主要干擾因素等對整體的模塊化進行相應(yīng)的調(diào)整。

2.2自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計要求

設(shè)計方案要在保證安全性、可行性、穩(wěn)定性和方便性的基礎(chǔ)上滿足工藝具體要求，并且應(yīng)該盡量優(yōu)化系統(tǒng)方案，減輕勞動強度，降低處理成本，改善操作環(huán)境，力求達到污水處理的現(xiàn)代化管理。具體要求如下：

能夠自動或者手動控制所有的設(shè)備，并且這些設(shè)備所測的數(shù)據(jù)都能反饋到中央控制室，在屏幕上顯示；

通過鍵盤或者面板可以改變各個設(shè)定值且設(shè)定值不得隨意更改；

能按設(shè)定自動控制并且全天候連續(xù)工作；

工藝參數(shù)、進/出水水質(zhì)指標(biāo)應(yīng)能反饋，有利于改善工藝；

要實現(xiàn)整個系統(tǒng)的故障報警系統(tǒng)，保證安全；

滿足歷史趨勢、實時數(shù)據(jù)趨勢、歷史報警記錄和數(shù)據(jù)報表等統(tǒng)計功能。

3、自動化控制系統(tǒng)的組成

自動化控制系統(tǒng)是由中央控制系統(tǒng)、現(xiàn)場控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和故障與報警系統(tǒng)組成的，下面逐一進行介紹：

3.1中央控制系統(tǒng)

中央控制系統(tǒng)是通過借助于不同性能的計算機操作，從而完成對污水處理各環(huán)節(jié)的集中控制和檢測功能的部分，并且要配有顯示器、打印機、UPS電源等設(shè)施。它的作用為：1、對各PLC站和設(shè)計單元進行遠(yuǎn)程控制，監(jiān)視全流程設(shè)備運行狀態(tài)；2、收集實際運行中的各項參數(shù)，對數(shù)據(jù)進行處理保存，以供后來的調(diào)配使用；3、將污水處理過程中的信息（如：機器狀態(tài)、設(shè)定參數(shù)、測量值、累計運行時間等）集中展現(xiàn)出來，為工藝調(diào)度及設(shè)備運轉(zhuǎn)調(diào)度提供直觀依據(jù)，優(yōu)化調(diào)度計劃，使工藝控制更及時，處理污水效果更好；4、對控制器的傳輸信號進行監(jiān)視和判別，準(zhǔn)確及時的發(fā)現(xiàn)故障信息并進行聲光報警；5、打印報表、事故報告等。

3.2現(xiàn)場控制系統(tǒng)

污水廠的現(xiàn)場控制站往往選用控制器PLC，所以我們首先來介紹一下PLC：

PLC是以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)可編程控制器。它是一種局部的控制器，但是較大的控制系統(tǒng)可以通過多臺PLC互聯(lián)來實現(xiàn)，它可靠性高并且抗擾能力強，因此適合于污水處理的現(xiàn)場環(huán)境。

污水處理廠以中央控制室為中心，在作業(yè)現(xiàn)場設(shè)有多個現(xiàn)場控制站，中央控制室和各個控制站以及各個控制站之間都是通過網(wǎng)絡(luò)相連接，來實現(xiàn)信息的相互溝通。PLC控制系統(tǒng)實時對現(xiàn)場進行自動檢測并實時傳輸數(shù)據(jù)，使得中央控制系統(tǒng)能及時有效地進行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)控制，并且每個PLC控制子站都能根據(jù)自身的優(yōu)化程序獨立運行，調(diào)節(jié)設(shè)備，優(yōu)化控制功能，所以PLC是污水處理廠的控制核心部件，并且，PLC均采用模塊化結(jié)構(gòu)，使用靈活，維修方便。

3.3監(jiān)控系統(tǒng)

SCADA是污水處理的監(jiān)控系統(tǒng)，一般采用三級控制層：1、遠(yuǎn)程監(jiān)控：中央控制室通過SCADA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)對遠(yuǎn)端的設(shè)備進行監(jiān)控，技術(shù)人員可以通過計算機操縱監(jiān)控機，對污泥回流泵、推流器、吸刮泥機、鼓風(fēng)機、提升水泵等生產(chǎn)設(shè)備的狀態(tài)進行監(jiān)控，還可以獲得所需的數(shù)據(jù)和參數(shù)；2、現(xiàn)場監(jiān)控：通過現(xiàn)場的PLC的子站執(zhí)行控制設(shè)備的任務(wù)；3、手動監(jiān)控：所有現(xiàn)場設(shè)備都能通過轉(zhuǎn)換開關(guān)切換為手動模式，控制設(shè)備的開啟和關(guān)閉，并且較之遠(yuǎn)程控制，具有優(yōu)先控制的功能，因此即使在PLC發(fā)生故障的時候，也能手動控制，將危險分散。

3.4故障與報警系統(tǒng)

由于污水處理現(xiàn)場的環(huán)境惡劣，因此為防止事故發(fā)生，故障與報警系統(tǒng)是必不可少的一部分。故障發(fā)生的原因：惡劣的天氣現(xiàn)象，頻繁的開停大功率設(shè)備，設(shè)備安裝隱患，元器件老化，濃度超標(biāo)等。故障的發(fā)生對象為：受控裝置，自動檢測儀表，計算機系統(tǒng)和PLC方面?？梢姽收习l(fā)生的原因和對象是多方面的，所以，必須要做好報警系統(tǒng)，減少不必要的損失。

4、現(xiàn)階段自動化控制系統(tǒng)存在的問題及解決措施

4.1自動化控制系統(tǒng)存在的問題

現(xiàn)階段我國的污水處理的自動化控制系統(tǒng)存在諸多問題，現(xiàn)列舉如下：

1、我國污水處理廠多采用國外進口設(shè)備與控制系統(tǒng)：因為雖然當(dāng)前國內(nèi)的設(shè)備發(fā)展迅猛，但是國內(nèi)起步晚并且集中于低端產(chǎn)品，生產(chǎn)的自動化儀表、設(shè)備的性能和可靠性不強，所以相比于國外的先進設(shè)備還相差甚遠(yuǎn)，因此國內(nèi)往往成套的購進國外的進口設(shè)備，成本高并且維護困難；

2、建模不精確：國內(nèi)雖然多采用國外的先進設(shè)備，但是只是硬件合格，控制技術(shù)并沒有引起足夠的重視，但是自動控制裝置需要精確的數(shù)學(xué)模型，需要遵循嚴(yán)格的線性化假設(shè)，但是現(xiàn)實操作中，往往存在偏差，出現(xiàn)一些非線性的情況，所以難以獲得精確的數(shù)學(xué)模型；

3、誤差太大：誤差即包括無法避免的客觀誤差-量化誤差，也包括可以盡量降低的儀器誤差，環(huán)境誤差等。其中量化誤差是不可避免的。

4.2解決措施

基于上述問題，下面提出幾點簡單的對應(yīng)措施：

1、增強自主創(chuàng)新，集中智慧研究自動化控制系統(tǒng)的高端產(chǎn)品，雖然前期投入很大，但是長遠(yuǎn)看來，意義重大；

培養(yǎng)專業(yè)人才，深入研究自動控制裝置的數(shù)學(xué)模型；

3、定時將測量值與國家標(biāo)準(zhǔn)值相比較并進行校正，盡量減小量化誤差，并且注意對儀器的維護，盡量減小環(huán)境對測定的影響。

5、自動化控制系統(tǒng)的未來及展望

自動化控制系統(tǒng)的未來的方向是智能控制。智能控制用來解決傳統(tǒng)方法難以解決的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題，它是多學(xué)科的交叉，包括：模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控制等。

5.1模糊控制

模糊控制是利用模糊數(shù)學(xué)的基本思想和理論的控制方法。在傳統(tǒng)的控制領(lǐng)域里?？刂葡到y(tǒng)動態(tài)模式的精確與否是影響控制優(yōu)劣的因素，然而，對于復(fù)雜系統(tǒng)來說，由于變量太多，往往難以正確的描述系統(tǒng)的動態(tài)，是就通過簡化系統(tǒng)動態(tài)來達到控制的目的。其特別適合于水處理的過程并且已經(jīng)應(yīng)用于水處理的多個領(lǐng)域。

5.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制是通過模擬人腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計的控制，已經(jīng)引起了很多學(xué)者的重視，因為它的優(yōu)點顯著，能充分逼近任何非線性的過程，并且能結(jié)合其他控制方法使用。目前已經(jīng)有了一些成功的應(yīng)用，例如：誤差反向傳播（BP）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、徑向基函數(shù)（RBF）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。

5.3專家控制

專家控制是一種計算機程序系統(tǒng)，人類專家的知識水平和一些經(jīng)驗被編輯成了計算機語言，從而形成了數(shù)據(jù)庫，以用來處理某些特定問題。

結(jié)語：與傳統(tǒng)工藝相比，自動化控制系統(tǒng)具有不可比擬的優(yōu)勢，雖然現(xiàn)階段它的設(shè)計中還存在一些問題，但是隨著計算機技術(shù)和自動化技術(shù)的發(fā)展，自動化控制系統(tǒng)的功能一定會更加壯大。

參考文獻：

[1]應(yīng)健方.自動化控制系統(tǒng)在污水處理中的運用[J].科技向?qū)?2011(11):130.

[2]蔡環(huán)宇.污水處理控制系統(tǒng)的幾點思考[J].西南給排水,2011(33):42-44.

第4篇：污水處理控制系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：工業(yè)控制系統(tǒng)；自動化系統(tǒng)污水處理

Abstract: this paper mainly introduces the present sewage disposal automation the composition of the system, analyzes the core of as the PLC controller and communication network selection and overall solutions, specified the sewage treatment plant automation system application, and finally analyses the sewage treatment plant automation system of improvement and development.

Keywords: industrial control system; Automation system sewage treatment

中圖分類號： U664.9+2文獻標(biāo)識碼：A文章編號：

引言

人類對水資源的需求以驚人的速度擴大和日益嚴(yán)重的水污染蠶食大量可供消費的水資源。目前城市生活污水處理已經(jīng)受到各地政府和許多研究人員的關(guān)注。為了提高污水處理的效果和管理，實現(xiàn)污水處理自動化控制是關(guān)鍵。當(dāng)前我國污水處理自動化控制還比較初步，有待于迸一步的提高和完善。

1.污水處理的意義及現(xiàn)狀

中國水資源人均占有量少，空間分布不平衡。隨著中國城市化、工業(yè)化的加速，同時近年來江南水鄉(xiāng)出現(xiàn)嚴(yán)重干旱，水資源的需求缺口也日益增大。在這樣的背景下，污水處理行業(yè)成為新興產(chǎn)業(yè)，目前與自來水生產(chǎn)、供水、排水、中水回用行業(yè)處于同等重要地位。雖然由于國家和各級政府對環(huán)境保護重視程度的不斷提高，中國污水處理行業(yè)正在快速增長，污水處理總量逐年增加，城鎮(zhèn)污水處理率不斷提高。降低運營成本，提高污水處理率，一直是污水處理行業(yè)面臨的最現(xiàn)實的問題。

采用計算機技術(shù)、跟蹤經(jīng)常變化的水處理情況，檢測不同時間的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，在計算機上動態(tài)現(xiàn)實，對這些數(shù)據(jù)進行分析處理，并記錄下來，以備在需要的時候查閱。通過分析數(shù)據(jù)趨勢走向，隨時調(diào)整個設(shè)備及工藝過程參數(shù)，使其達到優(yōu)化控制狀態(tài)，經(jīng)濟運行，節(jié)省能耗。采用計算機代替人工操作，減少事故，保證安全，降低勞動強度，節(jié)約人力，甚至可以完成許多人工難以完成的任務(wù)，提高運行的可靠性。

3.工業(yè)污水處理系統(tǒng)特點：

3.1高可靠與高穩(wěn)定性：環(huán)形冗余以太網(wǎng)方案的出現(xiàn)則保證了系統(tǒng)更高的可靠性，單一點的鏈路中斷不會造成網(wǎng)絡(luò)通訊的中斷；而控制器網(wǎng)絡(luò)作為OMRON專用的，能在CS系列PLC或上位工控機之間建立靈活方便的傳送和接收大量數(shù)據(jù)的工廠自動控制網(wǎng)絡(luò)，與自控系統(tǒng)在通訊方面有極高的穩(wěn)定性。充分體現(xiàn)了集中管理分散控制的原則，也保證了高可靠與高穩(wěn)定性。與此同時，omron基于工業(yè)以太網(wǎng)的FINS（FactoryInterfaceNetworkService）通訊服務(wù)（FINS通訊服務(wù)功能），即使在通訊負(fù)擔(dān)較大的環(huán)境下，仍可保持高穩(wěn)定性的通訊效果。除網(wǎng)絡(luò)部分外，自控系統(tǒng)通過下列技術(shù)與工程措施，也確保了系統(tǒng)的長期穩(wěn)定可靠運性：整個系統(tǒng)選用符合工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)的成熟定型產(chǎn)品；PLC模塊具有自診斷（檢錯）與容錯功能；PLC控制柜內(nèi)具有完善的抗干擾及防雷等技術(shù)措施；中控室及現(xiàn)地控制站設(shè)備均具備供電冗余功能；即使在上位機發(fā)生故障或通信中斷時，現(xiàn)地控制站亦可以在手動模式下獨立完成基本局部控制；

3.2高擴展性：工業(yè)以太網(wǎng)具有向下兼容性。對于雙絞線或光纖介質(zhì)，如果將傳輸速度從10Mbps提升到100Mbps，在大多數(shù)場合不需要改變現(xiàn)有的布線，只需更新網(wǎng)絡(luò)設(shè)備即可。同樣，如果將本系統(tǒng)主干網(wǎng)從100Mbps以太網(wǎng)提升到千兆以太網(wǎng)，只需升級網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備，而無需重新鋪設(shè)光纜；

3.3開放性：系統(tǒng)對用戶是開放的。設(shè)備的增減、控制方案的選取、系統(tǒng)的擴縮與維護等，用戶都可以在廣泛的設(shè)備環(huán)境下便利地自己完成。所有硬件接口，軟件協(xié)議全部按開放性的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計、編制。此外OMRON串行口的協(xié)議宏功能，使得開發(fā)方不需要編寫專門的通信程序與第三方設(shè)備進行通信，原則上OMRONPLC能和任何帶RS-232C，RS-422或RS-485接口的設(shè)備進行通信。

3.4操作的實用性：組太軟件和編程軟件都是全中文界面，豐富的圖畫功能，使用戶清晰的了解污水處理廠各工段的運行情況，故障報警點的分支細(xì)節(jié)，使操作員僅通過鼠標(biāo)便可各種指令或換畫面；用戶還可通過上位機的網(wǎng)絡(luò)訪問網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任一節(jié)點的數(shù)據(jù)，梯形監(jiān)控工具亦可以監(jiān)控工業(yè)以太網(wǎng)甚至控制器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各站PLC梯形圖程序，而不需要現(xiàn)場操作，實現(xiàn)真正的無縫連接。

4.污水過程自動控制系統(tǒng)

格柵控制、水泵控制、沉砂池控制、鼓風(fēng)機控制、生物反應(yīng)池控制和脫水機控制等6個自動控制系統(tǒng)構(gòu)成了自動控制系統(tǒng)的最重要部分。它們由各自相應(yīng)的PLC監(jiān)控工作站進行監(jiān)控，通過網(wǎng)絡(luò)對全廠的工藝系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)管理。某一部分出現(xiàn)故障，現(xiàn)場報警信號立即通過網(wǎng)絡(luò)反饋到中心控制室，通過打印機將故障的具體信息打印出來，并根據(jù)實際情況進行操作，實現(xiàn)方便，快捷，準(zhǔn)確，實時。

4.1格柵控制系統(tǒng)

格柵按預(yù)定時間周期可自動開啟，并按設(shè)定時間運行；亦會根據(jù)格柵前后的設(shè)定水位差（該水位差值直接反映格柵堵塞情況）自動開啟，以保證格柵正常工作。我們可以將格柵調(diào)為現(xiàn)場手動或自動模式。在自動模式下，格柵將根據(jù)預(yù)定的時間周期及設(shè)定的水位差進行工作，自動清污，螺旋輸送器將一起聯(lián)動，將污物排除。中心控制室可以設(shè)定為遠(yuǎn)程手動或自動控制模式。

4.2水泵控制系統(tǒng)

按水泵池的液位控制水泵，按預(yù)定的次序逐臺開啟。上一臺水泵不夠用時，開啟下一臺水泵，備用泵最后啟動。根據(jù)水泵的運行時間自動將水泵輪換為啟動泵或備用泵，使各水泵的運行時間均等。

對每個泵的控制，有現(xiàn)場手動控制和遠(yuǎn)程控制兩種模式。

4.3沉砂池控制系統(tǒng)

沉砂池有閘門、漿葉分離機、吸砂泵、砂水分離器等設(shè)備。設(shè)備之間存在連鎖關(guān)系，在上位機發(fā)出啟動指令后，漿葉分離機先連續(xù)運轉(zhuǎn)，吸砂泵在漿葉分離機運行時按程序自動定時啟停，砂水分離器與砂泵同步啟動，延時停機。

4.4鼓風(fēng)機控制系統(tǒng)

鼓風(fēng)機系統(tǒng)的主要任務(wù)是為反應(yīng)池曝氣提供充足、穩(wěn)定的氣量。鼓風(fēng)機控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的總管參數(shù)、自動測量的鼓風(fēng)機房總管壓力實際值，通過PLC中的PID控制器進行計算、比較，并輸出一定的參數(shù)，再通過開（停）鼓風(fēng)機或調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機的開度，控制鼓風(fēng)機出風(fēng)量。

4.5生物反應(yīng)池控制系統(tǒng)

生物反應(yīng)系統(tǒng)的任務(wù)是通過培養(yǎng)微生物，并將微生物與污水充分接觸，去除污水中的有機物，還具有除磷脫氮功能。生物反應(yīng)池控制系統(tǒng)有兩種運行方式：

4.5.1固定運行方式。以固定運行時段的運行方式為基礎(chǔ)，各段運行時間可調(diào)，實際運行時刻靈活調(diào)節(jié)。該方式為主要運行方式。

4.5.2儀表參數(shù)控制運行方式。主要利用氧化還原電位的變化率，來確定和調(diào)節(jié)生物反應(yīng)的時間。該方式工藝運行較為精確，但對儀表的可靠性和穩(wěn)定性要求很高。該方式為補充運行方式。

4.6脫水機控制系統(tǒng)

脫水機系統(tǒng)包括污泥脫水生產(chǎn)線、絮凝劑輸送泵、進泥泵和脫水機等設(shè)備。當(dāng)儲泥池中的泥位、水池水位、藥罐藥量符合開機要求時，脫水機控制系統(tǒng)自動啟動污泥脫水生產(chǎn)線，自動調(diào)節(jié)進泥量，并根據(jù)進泥量的測量值和藥、泥比例設(shè)定值自動調(diào)整進藥量。

5.結(jié)論

污水處理自動化系統(tǒng)早在20世紀(jì)80年代已引入我國，總體上網(wǎng)絡(luò)是安全、可靠、經(jīng)濟適用的，但隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)污水處理自動化系統(tǒng)所存在的缺點也越來越明顯。如早期的DH+網(wǎng)絡(luò)具有系統(tǒng)不開放、可集成性差的缺點，有時必須是與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相同廠家的自控設(shè)備才可以鏈入網(wǎng)內(nèi)，具有一定的局限性；網(wǎng)絡(luò)傳輸速率低、信息集成傳輸能力差；只具有生產(chǎn)層，缺乏網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)的可管性和可操作性差，缺乏遠(yuǎn)程診斷及維護的功能。

參考文獻：

[1]惠鴻忠.污水處理智能監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)研究.天津:天津科技大學(xué).2005

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第5篇：污水處理控制系統(tǒng)范文

[關(guān)鍵詞]自動化控制系統(tǒng) 污水處理 應(yīng)用

中圖分類號：X703.3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）23-0139-01

引言

近年來，我國的工業(yè)得到了不斷發(fā)展，雖然工業(yè)發(fā)展促進了我國經(jīng)濟發(fā)展和社會進步，但是也帶來了一定的弊端，導(dǎo)致各種污染問題越來越嚴(yán)重，尤其是水體污染問題。由于水污染的問題越來越嚴(yán)重，采用以往傳統(tǒng)的污水處理方式對水污染進行處理，已經(jīng)不能滿足社會的需求。因此，在水污染的處理過程中，應(yīng)該加大各種新型技術(shù)的應(yīng)用，將自動控制系統(tǒng)應(yīng)用到水污染處理中，以提高處理效率。

1.自動化控制系統(tǒng)的組成和特點

1.1 自動化控制系統(tǒng)的組成

自動化控制系統(tǒng)是一種在計算機基礎(chǔ)上發(fā)展起來的控制系統(tǒng)，其主要由信息處理、數(shù)據(jù)采集和自動控制方面等組成。其中數(shù)據(jù)采集主要是收集各種污水處理的信息，信號處理系統(tǒng)對收集的信息進行分析和處理，然后將分析結(jié)果傳導(dǎo)到自動控制系統(tǒng)上，自動控制系統(tǒng)就能夠?qū)ξ鬯幚磉M行自動控制，同時對污水的處理情況進行檢測。在這個過程中，如果出現(xiàn)了故障，報警系統(tǒng)還會報警，解決故障，最終提高污水處理的效果和效率。

1.2 自動化控制系統(tǒng)的特點

自動化控制系統(tǒng)就是將控制設(shè)備、主計算機、檢測元件、執(zhí)行器件等通過網(wǎng)絡(luò)連接起來，通過計算機進行集中控制。自動化控制系統(tǒng)主要有硬件部分和軟件部分兩個部分組成。其中硬件部分主要為計算機和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等，為了實現(xiàn)自動化控制，計算機一定要具備對各種信息的快速處理。在網(wǎng)絡(luò)方面，應(yīng)該開放和標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，以提高自動控制和管理的效果。對于自動化控制系統(tǒng)的軟件部分，包含了自動化控制系統(tǒng)的各種功能模塊，對于復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法，也能夠采用高級語言完成。另外，在軟件方面還可以使用一些自定義的功能模塊或者特定的功能模塊，以提高效率[1]。

2.自動化控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用

2.1 對污水處理的過程控制

自動化控制系統(tǒng)運用到污水處理中，之所以能夠有效提高污水處理的效率和效果，主要是由于自動化控制系統(tǒng)能夠?qū)ξ鬯幚淼倪^程進行控制。自動化控制系統(tǒng)對污水處理過程的控制，主要體現(xiàn)在對污水處理全過程的流程控制、工藝參數(shù)控制。在以往的污水處理過程中，工作人員需要到工作現(xiàn)場進行勘查，對各種工藝參數(shù)是否正常進行判斷。而自動化控制系統(tǒng)，可以通過計算機對各種工藝參數(shù)進行統(tǒng)一分析，不僅能夠采集到各種污水處理的數(shù)據(jù)，同時還能夠?qū)ξ鬯幚淼默F(xiàn)場設(shè)備的運行狀況進行分析和控制，通過計算機控制就可以開啟或者關(guān)閉某一些現(xiàn)場設(shè)備，從而實現(xiàn)自動控制[2]。對于污水處理的過程控制，控制的內(nèi)容主要包括數(shù)據(jù)的采集和儲存，同時還要對采集的數(shù)據(jù)進行分析，最終根據(jù)分析結(jié)果進行調(diào)度和管理。在這個過程中，所有的控制都是有中央系統(tǒng)統(tǒng)一控制的，因此能夠減少工作人員到現(xiàn)場控制的困境，通過中央控制系統(tǒng)就能夠輕輕松松控制整個污水處理的運行和停止，對于污水處理過程中發(fā)生的一些緊急事件，也能夠直接通過計算機進行控制。通過對污水處理的過程控制，能夠有效提高污水處理的效果，改善水質(zhì)。

2.2 對污水處理的在線監(jiān)視

在以往的污水處理控制過程中，由于需要工作人員深入到污水處理的現(xiàn)場對各種設(shè)備和工藝等進行實際操作，因此對于很多設(shè)備的運行是否正常、污水處理的效果是否良好等都不能進行實時控制，而是只有發(fā)生事故或者處理完之后才能對污水處理的效果進行評估。而采用自動控制系統(tǒng)，就可以對污水處理的過程進行在線監(jiān)控和實時監(jiān)控。自動控制系統(tǒng)具有在線監(jiān)視功能，通過這個功能模塊，就可以清楚地通過計算機觀看和了解污水處理的動態(tài)工藝流程圖，所有現(xiàn)場設(shè)備的運行情況也能夠清楚的顯示在流程圖上，對于中藥的工藝參數(shù)，當(dāng)其發(fā)生變化時，也能夠顯示出來，實現(xiàn)對污水處理流程的在線監(jiān)視。在在線監(jiān)視過程中，如果發(fā)現(xiàn)工藝流程或者工藝參數(shù)、設(shè)備等存在著異常的情況，也能夠通過系統(tǒng)進行干預(yù)。

2.3 對污水處理的故障診斷和報警

在污水處理的過程中，設(shè)備的運行穩(wěn)定性非常重要，只有保證所有的設(shè)備都能夠正常穩(wěn)定運行，才能保證污水處理的效果。而自動化控制系統(tǒng)中的故障診斷和報警就是保證設(shè)備穩(wěn)定運行的有效措施。自動控制系統(tǒng)還可以對污水處理過程中的故障進行診斷和報警，系統(tǒng)具有故障診斷功能和報警功能。在污水處理的流程中，并不能保障所有的設(shè)備運行狀態(tài)都處于最佳，因此設(shè)備故障是不可避免的，只能采取一定的措施減少。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時，通過自動控制系統(tǒng)就可以顯示出來，然后尋找故障的發(fā)生部位，并進行報警。故障診斷和報警系統(tǒng)不僅僅是發(fā)現(xiàn)故障，還能夠有效解決各種故障[3]。對于污水處理過程中的故障，故障診斷系統(tǒng)還能夠?qū)σ恍┖唵蔚氖鹿蔬M行分析和調(diào)整，保證系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行。系統(tǒng)在對故障進行報警時，會顯示出報警的畫面，從而提示操作人員對故障進行處理。

3.結(jié)語

將自動控制系統(tǒng)運用到污水處理中，可以對污水處理進行自動化控制，加強對污水處理過程的控制和在線監(jiān)控，同時對故障進行診斷和報警。在以后的發(fā)展中，應(yīng)該加強自動控制系統(tǒng)對污水處理回用、低能耗污水處理以及污水處理剩余污泥的無害化和資源化的方向研究，同時還應(yīng)該建立污水生物處理模型，使污水處理中的復(fù)雜問題有效解決。

參考文獻

[1]馬希虎. 自動控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用研究[J]. 時代報告：學(xué)術(shù)版， 2015，17（2）：232-233.

第6篇：污水處理控制系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：污水處理；控制系統(tǒng)；PLC

中圖分類號：U664.9+2 文獻標(biāo)識碼：A

隨著國民經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，各級政府對環(huán)境保護更加關(guān)注，各地陸續(xù)新建了一批污水處理廠。這種新建的污水處理廠根據(jù)自身的特點，對控制系統(tǒng)的性能和價格提出了新的要求。

銀川市第五污水處理廠針對生活污水處理特點，經(jīng)過多次考察研究，最終采用比較先進的污水處理工藝實現(xiàn)對污水的處理過程的自動控制。此工程一期建設(shè)規(guī)模為5萬立方米/日，概算投資11063萬元，工藝采用卡魯塞爾2000氧化溝，服務(wù)面積14.28平方公里，服務(wù)人口13.6萬人，工程于2010年4月開工建設(shè)，2011年11月投入試運行。

1.引言

隨著我國環(huán)保事業(yè)迅速發(fā)展，工業(yè)廢水、生活污水的凈化處理成為當(dāng)務(wù)之急。近年來隨著自動化技術(shù)、設(shè)備及在線監(jiān)測儀表的發(fā)展，使得對污水處理的自動化成為可能。同時對污水處理工藝進行自動化監(jiān)測和實時控制是提高污水處理效率，降低加藥量、降低能耗的關(guān)鍵。

污水處理廠為集成自動化的一個生產(chǎn)過程，全過程依靠自動化系統(tǒng)控制。中央控制室設(shè)在污水處理廠綜合辦公樓內(nèi)，內(nèi)設(shè)管理計算機，通過集中監(jiān)控管理級計算機模擬屏與設(shè)在下面車間的高可靠PLC控制站相連，完成污水處理廠的控制系統(tǒng)。

如今污水處理廠一般采用以PLC為核心的工藝過程自動化監(jiān)控系統(tǒng)，實時控制鼓風(fēng)機、水泵、電動閥等設(shè)備及反應(yīng)段時間，曝氣時間、強度等，使水質(zhì)達到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.污水處理廠工藝流程簡介

水是一種非常珍貴的資源，世間萬物都離不開它。然而，水資源的年平均總量是一定的。其中，可利用的水資源只占總數(shù)的三分之一。如果水質(zhì)受到污染，那么就沒有清潔的淡水可以使用了。因此，要保證水資源的可持續(xù)利用，解決水污染問題是關(guān)鍵。

隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，必然對環(huán)境質(zhì)量提出更高的要求。解決好水污染問題，對污水處理后進行排放，是生態(tài)環(huán)境保護以及為人們營造舒適生活的重要環(huán)境。而污水處理做為一個與人民生活息息相關(guān)的產(chǎn)業(yè)越來越受到人們的關(guān)注和重視。

污水處理是一種連續(xù)的生化反應(yīng)過程，有氧化溝工藝、AO、SBR、CASS等眾多不同的處理工藝。氧化溝是一種首尾相連的的循環(huán)流曝氣溝渠，又名連續(xù)循環(huán)曝氣池，是活性污泥法的一種變型。此工藝由于其出水水質(zhì)好、運行穩(wěn)定、管理方便等技術(shù)特點，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生活污水和工業(yè)廢水的治理中。

隨著氧化溝工藝的發(fā)展，目前在工程應(yīng)用中比較有代表性的形式有：多溝交替式氧化溝及其改進型、卡魯塞爾氧化溝及其改進型、奧貝爾氧化溝及其改進型、一體化氧化溝等。它們都具有脫氮除磷功能，其工藝流程短、占地面積小，建設(shè)費用低，運轉(zhuǎn)費用省；管理簡單，運行可靠，污泥產(chǎn)量低，污泥性質(zhì)穩(wěn)定的特點。本文主要探討的是卡魯塞爾氧化溝工藝在本工程中的應(yīng)用。

各地區(qū)污水處理廠均按照無人值班、少人值守的方式進行設(shè)計，采用以計算機監(jiān)控系統(tǒng)為主，常規(guī)控制為輔的監(jiān)控方式。在中央控制室設(shè)置2臺上位計算機，通過以太網(wǎng)與PLC構(gòu)成工業(yè)計算機網(wǎng)絡(luò)。通過自控系統(tǒng)在污水廠的應(yīng)用，為設(shè)備的安全、經(jīng)濟、可靠運行提供了保證；同時降低了運行成本，生產(chǎn)的控制過程更高效、可靠，提高了生產(chǎn)自動化水平；操作人員的勞動條件得到了改善，同時提高了勞動生產(chǎn)效率。

3.PLC在污水處理控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

可編程控制器是在計算機技術(shù)、通信技術(shù)和繼電器控制技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，最初叫做可編程邏輯控制器，即PLC?，F(xiàn)今已經(jīng)廣泛應(yīng)用個各個領(lǐng)域。它以微處理器為核心，用編寫的程序不僅可以進行編輯控制，還可以定時、計數(shù)和算術(shù)運算等，并通過數(shù)字量和模擬量的輸入、輸出控制機械設(shè)備或生產(chǎn)的過程。

污水處理廠的過程控制都有一個共同的特點，就是開關(guān)量多，模擬量少。以邏輯順序控制為主，閉環(huán)回路控制為輔，因此，編程邏輯控制器在污水處理中得到廣泛的應(yīng)用。

隨著全球能源緊張和對自動化程度要求的提高，我國的污水處理廠必然向著無人值守方向發(fā)展。目前PLC在其穩(wěn)定性、高自動化程度加強，使得PLC成為污水處理廠的首選。

3.1工程概況

銀川市第五污水處理廠一期建設(shè)規(guī)模為5萬立方米/日，概算投資11063萬元，工藝采用卡魯塞爾2000氧化溝，服務(wù)面積14.28平方公里，服務(wù)人口13.6萬人，工程于2010年4月開工建設(shè)，2011年11月投入試運行。出水各項指標(biāo)均已達到并優(yōu)于設(shè)計出水水質(zhì)要求。

3.1.1設(shè)計出水水質(zhì)

污水處理廠設(shè)計進水水質(zhì)為BOD5≤180 mg/l、 CODcr＜450 mg/l、SS≤200 mg/l、 NH3-N≤35 mg/l、TP≤5.0 mg/l，出水水質(zhì)為BOD5≤20mg/l、CODcr≤60mg/l、SS≤20mg/l、NH3-N≤8（15）mg/l、TN≤20mg/l，TP≤1.0mg/l，達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）的一級B標(biāo)準(zhǔn)。

3.1.2工藝流程

該市污水處理廠在工藝上選擇采用具有良好氧硝化能力較強的常規(guī)氧化溝工藝，二沉池采用具有良好沉淀效果的方形平流式沉淀池。

3.2 卡魯塞爾氧化溝脫氮除磷工藝

3.2.1傳統(tǒng)的卡魯塞爾氧化溝工藝

卡魯塞爾氧化溝是1967年由荷蘭的DHV公司開發(fā)研制的。它的研制目的是為滿足在較深的氧化溝溝渠中使混合液充分混合，并能維持較高的傳質(zhì)效率，以克服小型氧化溝溝深較淺，混合效果差等缺陷。至今世界上已有850多座氧化溝系統(tǒng)正在運行，實踐證明該工藝具有投資省、處理效率高、可靠性好、管理方便和運行維護費用低等優(yōu)點?？斎麪栄趸瘻鲜褂昧⑹奖砥貦C，曝氣機安裝在溝的一端，因此形成了靠近曝氣機下游的富氧區(qū)和上游的缺氧區(qū)，有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉降，設(shè)計有效水深4.0－4.5米，溝中的流速0.3米/秒。BOD5的去除率可達95%－99%，脫氮效率約為90%，除磷效率約為50%，如投加鐵鹽，除磷效率可達95%[1]。

3.2.2.單級卡魯塞爾氧化溝脫氮除磷工藝

單級卡魯塞爾氧化溝有兩種形式：一是有缺氧段的卡魯塞爾氧化溝，可在單一池內(nèi)實現(xiàn)部分反硝化作用，使用于有部分反硝化要求，但要求不高的場合。另一種是卡魯塞爾A/C工藝，即在氧化溝上游加設(shè)厭氧池，可提高活性污泥的沉降性能，有效控制活性污泥膨脹，出水磷的含量通常在2.0mg/l以下。以上兩種工藝一般用于現(xiàn)有氧化溝的改造，與標(biāo)準(zhǔn)的卡魯塞爾氧化溝工藝相比變動不大，相當(dāng)于傳統(tǒng)活性污泥工藝的A/O和A2/O工藝。

3.2.3 合建式一體化氧化溝

集曝氣、沉淀、泥水分離和污泥回流功能為一體，無需建造單獨二沉池的氧化溝。這種氧化溝設(shè)有專門的固液分離裝置和措施。它既是連續(xù)進出水，又是合建式，且不用倒換功能，從理論上講最經(jīng)濟合理，且具有很好的脫氮除磷效果[2]。

一體化氧化溝除一般氧化溝所具有的優(yōu)點外，還有以下獨特的優(yōu)點：

①工藝流程短，構(gòu)筑物和設(shè)備少，不設(shè)初沉池、調(diào)節(jié)池和單獨的二沉池；

②污泥自動回流，投資少、能耗低、占地少、管理簡便；

③造價低，建造快，設(shè)備事故率低，運行管理工作量少；

④固液分離效果比一般二次沉淀池高，使系統(tǒng)在較大的流量濃度范圍內(nèi)穩(wěn)定運行。

3.3自動控制系統(tǒng)的功能

為了提高處理效率，減輕工人的勞動強度，保證設(shè)備正常運行，PLC控制系統(tǒng)具有生產(chǎn)過程自動控制、實時監(jiān)控、實時管理、實時在線監(jiān)視、故障顯示報警、聯(lián)鎖保護、自動生成報表等基本功能。

3.3.1控制方式的選擇

整個系統(tǒng)該設(shè)計為兩種控制，中心控制和站點控制，在中心控制和站點控制系統(tǒng)中均可對各個設(shè)備進行手動或自動選擇，手動操作方式為人的介入提供了靈活性，同時為系統(tǒng)的維護提供了便利。

3.3.2在線監(jiān)視功能

1.實時監(jiān)控。在中控室內(nèi)可以對現(xiàn)場過程的參數(shù)、閥位狀態(tài)、各種報警信號的動態(tài)進行實時監(jiān)測、處理和記錄。包括對工藝圖的切換、工作流程的自動監(jiān)測、顯示運行設(shè)備的工作電流等。

2.實時管理。對管線工藝資料及處理數(shù)據(jù)進行歸類，分別放入歷史數(shù)據(jù)庫進行管理。主要包括顯示管線狀態(tài)參數(shù)、實時記錄操作過程、設(shè)置操作級別，用戶賬號和密碼。

3.3.3聯(lián)鎖保護功能

每個控制環(huán)節(jié)都有若干臺泵和相關(guān)電磁閥組成，一臺泵出現(xiàn)故障就可能損壞其它泵出現(xiàn)故障。為了防止上述情況發(fā)生，我們必須設(shè)計聯(lián)鎖保護功能，這樣只要控制一個環(huán)節(jié)就會控制相應(yīng)的整個系統(tǒng)。

3.3.4自動生成報表功能

為了將污水處理情況記錄下來，由計算機控制通過打印機設(shè)定的時間打印一些重要的數(shù)據(jù)和圖，以供運行人員參考。

總之，通過PLC控制系統(tǒng)在污水處理廠中的應(yīng)用來看，該控制系統(tǒng)完全能夠滿足生活污水處理功能的要求，提高處理效率，降低工人勞動強度和運行成本，體現(xiàn)了污水處理廠的科學(xué)化、現(xiàn)代化水平。

結(jié)語由此可見，污水處理是一個多參量、多任務(wù)、多設(shè)備且具有隨機性、時變性和耦合性的復(fù)雜系統(tǒng)。因此污水處理特別適合由智能計算機監(jiān)控與綜合管理系統(tǒng)來進行現(xiàn)代化管理，使之安全可靠地運行。

參考文獻

第7篇：污水處理控制系統(tǒng)范文

[關(guān)鍵詞] 污水處理；PLC自動控制系統(tǒng)；系統(tǒng)應(yīng)用

【中圖分類號】 X703 【文獻標(biāo)識碼】 A 【文章編號】 1007-4244（2013）09-190-2

城市水污染的處理，一直是城市建設(shè)工程中最重要的任務(wù)，但是到目前為止，雖然已經(jīng)投入了大量的人力物力，可整體效果還是不怎么明顯，沒有達到理想的要求，這其中，固然有人員工作不精心的問題，但更大的問題，還是技術(shù)方面的欠缺。人的精力畢竟有限，尤其是在城市污水的處理工作上，工作人員不可能時時刻刻的對所有的污水進行逐一的檢查處理，自然，工作上就會有些難免的疏漏。這個時候，就需要我們引進更為先進的技術(shù)，將城市污水的處理機械化自動化，彌補工作人員工作上的不足。于是，為了滿足人民對于用水量的需要，以及高效的處理好城市的水污染問題，近幾年來，我國部分城市的污水處理廠開始使用方便高效的PLC自動控制系統(tǒng)，并且，取得了不錯的成效。

一、PLC自動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

針對于城市污水處理廠的特殊性，所引用的自動控制系統(tǒng)必須要具有成熟可靠以及經(jīng)濟這兩點基本要求。城市的污水處理直接關(guān)系到城市居民的生活環(huán)境和身體健康，所以，所引用的技術(shù)一定要成熟，可靠，不能拿居民的身體健康來搞研究，漸漸完善其系統(tǒng)技術(shù)，同時，所引用的技術(shù)一定要經(jīng)濟，不能因為費用太大而得不償失。綜合種種原因，這個時候，PLC的優(yōu)勢就體現(xiàn)出來了。

PLC自動控制系統(tǒng)主要分為上位監(jiān)視級和下位控制級，監(jiān)視級由一臺實用工控機和一臺備用工控機以及一臺打印機組成，實時監(jiān)視整個現(xiàn)場的所有的工作站的工作狀態(tài)，還可以按照一定的規(guī)劃，定時定位的或是隨機的打印記錄現(xiàn)場的運行數(shù)據(jù)，隨時傳給技術(shù)操作人員，供操作人員監(jiān)視各個工作站的生產(chǎn)情況并加以控制。

（一）一級控制站，污泥脫水機房工作站。該工作站的主要任務(wù)是負(fù)責(zé)采集水廠進水水質(zhì)數(shù)據(jù)，隨時根據(jù)水廠的進水水質(zhì)來調(diào)整格柵系統(tǒng)、旋流沉砂系統(tǒng)以及污泥濃縮系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)備的工作狀態(tài)，同時對每個系統(tǒng)的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)進行采集，控制設(shè)備的運行，進行第一步的污水處理工作。

（二）二級控制站，鼓風(fēng)機房工作站。該工作站的主要任務(wù)是負(fù)責(zé)采集CASS池的水質(zhì)數(shù)據(jù)，隨時監(jiān)視攪拌系統(tǒng)、潷水系統(tǒng)以及曝氣系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)備的運行狀態(tài)，對其工作數(shù)據(jù)進行采集，隨時根據(jù)數(shù)據(jù)的變化來調(diào)整系統(tǒng)設(shè)備的工作狀態(tài)。

（三）三級控制站，曝氣生物濾池工作站。該工作站的主要任務(wù)是負(fù)責(zé)采集曝氣生物濾池水質(zhì)數(shù)據(jù)，同時對二次提升系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)以及反沖洗系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)備的工作狀態(tài)進行隨時監(jiān)視，隨時采集系統(tǒng)設(shè)備的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)?？刂圃O(shè)備的運行，保證該工作站的正常工作。

（四）四級控制站，V型濾池工作站。該工作站的主要任務(wù)是負(fù)責(zé)采集V型濾池水質(zhì)數(shù)據(jù)，同時對反沖洗系統(tǒng)、出水系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)備進行監(jiān)視，隨時采集系統(tǒng)設(shè)備的工作狀態(tài)的的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)數(shù)據(jù)所提示的信息，隨時調(diào)整設(shè)備的工作狀態(tài)，保證過濾工作的完美完成。

通過以上的四級工作站，外加上其他的一些基礎(chǔ)設(shè)備的輔助，在PLC自動控制系統(tǒng)的控制下，污水處理廠就可以保質(zhì)保量的完成對城市污水的處理工作，既不需要太大的人力物力的投入，也不需要工作人員投入太大的精力，可謂是完全的突破了傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)，開拓了城市污水處理的一個新局面。

二、PLC自動控制系統(tǒng)的工作流程控制

PLC自動控制系統(tǒng)的控制器的組態(tài)編程采用的軟件是Wondware，它具有強大的PLC接口和通信協(xié)議，支持實時的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)以及高效完整的監(jiān)控語言和函數(shù)集，使其在數(shù)據(jù)采集、實時監(jiān)測和過程控制系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。如圖所示的PLC的自動控制系統(tǒng)的子程序：格柵、提升泵房、旋流沉砂池、CASS池、二次提升泵、曝氣生物濾池、V型濾池等的編寫，就是靠這款軟件。

在這些子程序中，每一個子程序都是一個獨立的工作體系，有著自己的工作控制方案。其中，第一層的格柵系統(tǒng)主控對象為格柵機組、螺旋輸送機以及超聲波液位計，可在計算機上設(shè)置啟停液位或者設(shè)定運行周期來進行操作和控制。第二層的提升泵是根據(jù)液位的高低來自動控制啟停，同時，提升泵具有備用系統(tǒng)，以便故障的時候仍能夠自動進行工作，不耽誤污水的流程處理。第三層的旋流沉砂系統(tǒng)主控對象為攪拌器、羅茨風(fēng)機和砂水分離器，控制攪拌器、風(fēng)機和砂水分離器的運轉(zhuǎn)，一般情況下，其運轉(zhuǎn)都是通過工程師來設(shè)定其固定的運行時間，以保證其自主運行工作。第四層的CASS池系統(tǒng)操作周期主要分為四個步驟：曝氣階段、沉淀階段、潷水階段以及閑置階段，由于CASS池系統(tǒng)涉及的工作流程比較多，所以，其蘊含的每一個子程序都要根據(jù)其具體的工藝要求，編寫每一階段的控制子程序。自第五層以后則比較簡單，第五層的曝氣生物濾池系統(tǒng)中曝氣風(fēng)機為24小時運轉(zhuǎn)，每天中午12點更換一臺風(fēng)機，反沖洗系統(tǒng)控制主要是控制反洗風(fēng)機、反洗泵以及閥門來實現(xiàn)反沖洗的功能。這段子程序的編寫，相對來說還是比較簡單，整體的工作也是比較容易控制的。最后一層的V型濾池系統(tǒng)，它的自動控制主要是濾池的自動反沖洗功能，子程序控制的主要設(shè)備有反洗泵、反洗風(fēng)機、閥門以及儀表工藝參數(shù)，每兩天進行一次反沖洗，來保證整個污水處理工作的收尾。

三、結(jié)束語

相對于我國傳統(tǒng)的城市污水的處理方法而言，PLC自控控制系統(tǒng)的應(yīng)用可謂是取得了突破性的改變，不僅減輕了工人的勞動力，而且，還在大大的降低成本的情況下，可靠的、高效的解決了城市污水的處理問題，妥善的解決了以往我國城市污水處理難的尷尬現(xiàn)象。

參考文獻：

[1]雷樂成.水處理新技術(shù)及工程設(shè)計[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

第8篇：污水處理控制系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞: PLC 污水處理 自動控制

Solution of Automation System Base on PLC in yuhang Waste Water Tr eating Company

Abstract : This paper mainly introduces the component and function of automation system used by Sewage Treatment Company and how to use PLC to achieve automation control on whole company, as well as the issues and their solutions which have been met in the process of implementing the system. And the usage of the automation system can also save money and increase the efficiency of sewage treatment.

Key words: PLC ； waste water treating ； automation control

中圖分類號：U664.9+2文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

近年來，污水處理廠已成為各個城市最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一。尤其是中小城市，新建或擴建污水處理廠已成為當(dāng)?shù)卣纳迫嗣裆钏降念^等大事。而隨著自動化技術(shù)、計算機技術(shù)的不斷發(fā)展、完善，污水處理廠的自動化水平也相應(yīng)提高。目前在污水處理行業(yè)中多采用PLC進行現(xiàn)場控制[1]，上位計算機進行運行工藝參數(shù)顯示及設(shè)置的SCADA系統(tǒng)控制模式，本文以杭州余杭水務(wù)有限公司余杭污水處理廠為例進行系統(tǒng)組成、功能等介紹。

1 污水處理廠的污水處理工藝介紹

杭州余杭水務(wù)有限公司余杭污水處理廠污水處理量6萬噸，廠區(qū)工藝有污水一級處理、污水深度處理及污泥脫水三大工藝。

污水一級處理由粗格柵、提升泵房、細(xì)格柵、旋流沉砂池、厭氧池、氧化溝、二沉池、污泥泵房組成。污水深度處理對經(jīng)過一級處理后的污水進行深度處理，達到國家一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。

深度處理由曝氣生物濾池、活性砂濾池、消毒接觸池組成。

污泥脫水是對污水中的污泥進行處理的工藝，由污泥泵房、貯泥池及污泥脫水機房組成。

2 基于PLC的自控系統(tǒng)

隨著技術(shù)的創(chuàng)新和不斷發(fā)展，污水處理廠的自控系統(tǒng)發(fā)揮了越來越重要的作用，管控一體化技術(shù)不斷在污水處理廠實現(xiàn)和發(fā)展。光纖以太環(huán)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為主流，具有速度快，擴展性好，兼容性好等優(yōu)點，下圖本廠自控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

PLC采用施耐德公司的ModiconPremium系列PLC，在曝氣生物濾池分站配有觸摸屏，以方便操作人員的現(xiàn)場操作。中控室設(shè)有4臺操作計算機，其中兩臺為全廠工藝控制計算機，相互備用；另外兩臺為曝氣生物濾池控制計算機，也相互備用。中控室計算機操作系統(tǒng)為WindowsXP，監(jiān)控軟件選用itouch，調(diào)度中心后臺數(shù)據(jù)庫選用SQL Server2003，已完成對工藝運行狀態(tài)參數(shù)的數(shù)據(jù)存儲，并根據(jù)需要生成相應(yīng)的報表。

3 監(jiān)控功能

系統(tǒng)采用中控室集中控制、控制柜手動控制及現(xiàn)場手動控制三級控制方式。在現(xiàn)場為遠(yuǎn)程控制時，中控室可以集中控制，當(dāng)現(xiàn)場為手動控制時，中控室只作為監(jiān)測而不能控制。在中控室，由itouch二次開發(fā)成強大的生產(chǎn)監(jiān)控控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對各工藝生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)采集，并通過友好直觀的畫面顯示出來。主要可實現(xiàn)

（1）畫面動態(tài)顯示現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)，各工藝的運行參數(shù)。

（2）各工藝參數(shù)歷史趨勢的顯示。

（3）實時報警顯示，歷史報警查詢。

（4）各種報表的生成及打印。

（5）各控制參數(shù)的設(shè)置。

（6）各設(shè)備的自動，中控啟/停操作。

4 控制實現(xiàn)

4.1 PLC1中控室分站

中控室分站主要負(fù)責(zé)控制活性砂濾池，回用水泵，出水儀表間，標(biāo)準(zhǔn)排放口控制及數(shù)據(jù)傳輸?；钚陨盀V池有4臺攪拌機，6組濾池，3臺空氣壓縮機及空氣干燥機。4臺攪拌機根據(jù)進水量通過頻率調(diào)節(jié)控制攪拌強度，濾池通過控制氣管電磁閥控制濾池的開停。通過控制儲氣罐壓力合理安排3臺空氣壓縮機的自動開停，使儲氣罐壓力在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。標(biāo)準(zhǔn)排放口前安裝2臺回用水泵，一臺變頻一臺工頻。變頻根據(jù)工藝要求設(shè)定為壓力控制方式[2]。通過PID調(diào)節(jié)提升回用水管中的壓力，使管道壓力在設(shè)定的要求。出水儀表間數(shù)據(jù)通過PLC1上傳數(shù)據(jù)，可以在監(jiān)控計算機監(jiān)測到出水水質(zhì)。

4.2 PLC2進水泵房分站

進水泵房分站主要負(fù)責(zé)控制粗、細(xì)格柵，進水提升泵，旋流沉砂設(shè)備的控制。

4.21粗、細(xì)格柵控制

通過對粗、細(xì)格柵的控制實現(xiàn)污水雜物的撈取。為保證格柵在不被阻塞的前提下盡量減少耗電量必須根據(jù)工藝要求盡量減少格柵的運行時間。因此，可根據(jù)格柵前后的液位差，判斷格柵的阻塞情況對格柵進行啟停操作。還可根據(jù)設(shè)定的間隔時間及運行時間對格柵進行控制。通過人機界面可對格柵運行方式(時間、液位差)及運行液位、停止液位、運行時間、間隔時間等工藝參數(shù)進行設(shè)定。

4.22提升泵的控制

污水廠提升泵房內(nèi)共有4臺提升泵、2臺變頻泵(一用一備)、2臺工頻泵。變頻泵可根據(jù)工藝要求設(shè)定為液位控制方式和流量控制方式[2]。在流量控制方式下，通過PID調(diào)節(jié)提升泵出口流量，使出口流量在設(shè)定流量范圍內(nèi)。在液位控制方式下，由于提升泵房蓄水量很大，當(dāng)進行液位調(diào)整時，勢必出現(xiàn)液位響應(yīng)緩慢，從而引發(fā)變頻泵頻率的振蕩。在這種情況下，傳統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)方式將無法進行控制。考慮到實際情況及對工藝的理解，編制程序使變頻泵頻率變化不僅依賴于實際液位與設(shè)定液位的差值，而且將液位的變化率也作為一項控制依據(jù)。根據(jù)工藝實際情況修改設(shè)定液位差及相應(yīng)的設(shè)定變化率后，液位在整個調(diào)節(jié)過程中沒有出現(xiàn)大的振蕩，運行良好。在自動方式下，當(dāng)變頻泵頻率超過設(shè)定高限時應(yīng)該啟動一臺軟啟動泵，同時將變頻泵頻率降到初始值，以保證液位或流量不會出現(xiàn)振蕩。反之，當(dāng)變頻泵頻率低于設(shè)定低限時停止一臺軟啟動泵，同時將變頻泵頻率升高到初始值。

4.23旋流沉砂控制

旋流沉砂系統(tǒng)主要是根據(jù)時間進行控制，鼓風(fēng)機、洗砂閥、提砂閥、砂水分離器根據(jù)工藝設(shè)定的間隔時間及運行時間自動啟停。

4.3 PLC3，PLC4氧化溝分站

第9篇：污水處理控制系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：污水處理廠；曝氣過程控制；控制性能評價；應(yīng)用

良好的污水處理工藝自動控制系統(tǒng)，既能保障污水處理廠設(shè)備連續(xù)穩(wěn)定運行，又可實現(xiàn)節(jié)能降耗在工藝升級改造中得到關(guān)注和應(yīng)用。由于我國城市污水處理廠活性污泥法曝氣供氧能耗占全廠總能耗的60%以上，因此，如何控制好曝氣過程，確保污水處理廠的穩(wěn)定運行和節(jié)能降耗具有重要的意義。

1 污水處理廠概況

某污水處理廠，采用二級生化處理加深度處理工藝，處理能力為10萬m d，采用改良型同步脫氮除磷工藝，每組包括預(yù)缺氧區(qū)、厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)。其中好氧區(qū)為接近完全混合狀態(tài)的氧化溝型，由5根空氣干管和閥門控制5個曝氣區(qū)域。該污水處理廠出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》9（GB 18918―2002）一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。

2 曝氣系統(tǒng)控制性能評價方法

2.1在線數(shù)據(jù)來源

從中央控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中以5min為間隔，選取溶解氧濃度、氣體流量等實時動態(tài)數(shù)據(jù)；由污水處理廠提供工藝運行數(shù)據(jù)和出水水質(zhì)數(shù)據(jù)。實時動態(tài)數(shù)據(jù)采用統(tǒng)計分析方法，通過計算平均值和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差等指標(biāo)，反映曝氣控制系統(tǒng)的性能和運行狀況。

2.2 性能評價指標(biāo)

曝氣系統(tǒng)的性能評價指標(biāo)應(yīng)滿足數(shù)據(jù)易獲取、計算簡單、可橫向比較等要求。本文從溶解氧控制效果、能耗水平和工作效率3個方面衡量曝氣系統(tǒng)的性能。

2.2.1溶解氧控制效果

溶解氧控制效果指標(biāo)包括均值偏差和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。均值偏差指溶解氧儀實際讀數(shù)的平均值偏離溶解氧設(shè)定值的大小，反映控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確度；相對標(biāo)準(zhǔn)偏差指溶解氧儀讀數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差與實際讀數(shù)平均值的比值，反映控制系統(tǒng)的精確度。計算公式如下：

3 結(jié)果和討論

3.1出水水質(zhì)影響

曝氣控制過程主要影響生化系統(tǒng)COD和氨氮的去除。由于COD的利用途徑多，且去除COD的異養(yǎng)菌在活性污泥中濃度與活性較高，所以一般情況下，可溶性COD比氨氮更早降解完全。因此，本文主要討論曝氣控制對出水氨氮的影響。

3.2溶解氧控制效果

根據(jù)實施曝氣過程控制系統(tǒng)前后半個月的溶解氧變化情況，數(shù)據(jù)來源于好氧池在線溶解氧儀表（HACH，0～20 mg L），5min 間隔的在線數(shù)據(jù)?？梢钥闯?，在控制以前，溶解氧波動范圍比較大，在0.5～6mg L變動；實施控制系統(tǒng)以后溶解氧被控制在一個更穩(wěn)定的范圍，在0.5～2.5mg L變動.因此，曝氣過程控制系統(tǒng)可以達到溶解氧穩(wěn)定控制的目標(biāo)，避免了溶解氧波動造成活性污泥微生物生存條件的劇烈變化。

3.3能耗水平

3.3.1氣水比

根據(jù)實施曝氣過程控制前后，氣水比的變化情況，計算數(shù)據(jù)分別來源于氣體流量計（E+H，0～3000m h）和超聲波流量計（E+H，0.75m s）?？梢钥闯觯貧庀到y(tǒng)將溶解氧控制在1.0～1.5mg L后，氣水比為1～2平均值為1.34±0.17，低于控制前的氣水比1.61±0.22和A O 工藝的常見值3～4。這說明通過控制曝氣，達到了降低污水處理曝氣強度、節(jié)約氣量的效果。

3.3.2曝氣單耗

實施曝氣控制后，鼓風(fēng)機曝氣單耗在0.07～0.17KW?h m內(nèi)變化平均，值為（0.096±0.021）KW?h m，低于控制前的曝氣單耗（0.120±0.029）KW?h m，也低于A O工藝的常見值0.267KW?h m。這說明通過曝氣過程控制，能夠在工藝優(yōu)化的基礎(chǔ)上進一步降低曝氣能耗。

曝氣單耗直觀表達了處理單位體積污水的能量消耗，是衡量曝氣過程控制的定量指標(biāo)。曝氣單耗的影響因素包括進水污染物濃度、曝氣設(shè)備的充氧性能、總風(fēng)機效率等。進水污染物濃度越高，需氧量越大；曝氣設(shè)備的充氧性能越低，需要風(fēng)機提供的風(fēng)量也越大，曝氣單耗也就升高。同時，風(fēng)機的運行效率也是影響曝氣單耗的關(guān)鍵因素，總風(fēng)機效率越低，損失的能量越多，曝氣單耗就越高。

4 影響工程實施效果的因素分析

通過該污水處理廠實際運行曝氣控制系統(tǒng)的情況來看，影響系統(tǒng)性能的主要因素包括風(fēng)機選型、閥門性能、進水負(fù)荷和在線儀表的質(zhì)量等。

4.1風(fēng)機選型

鼓風(fēng)機是整個曝氣控制系統(tǒng)的核心設(shè)備，若鼓風(fēng)機選型不合理，風(fēng)機風(fēng)量與曝氣強度不匹配，將導(dǎo)致實際工況與最優(yōu)工作點之間差距較大，造成能耗浪費。

4.2閥門性能

閥門的性能決定了曝氣系統(tǒng)PID副回路的控制質(zhì)量。常用的工業(yè)閥門都具有良好的理想特性曲線，但在實際工作中，由于管道阻力和水深壓力的存在，工作曲線往往發(fā)生畸變。

該污水處理廠10根空氣干管閥門就發(fā)生了不同程度的畸變，其中有四個閥門最嚴(yán)重。實際工作曲線已進入阻塞流狀態(tài)，開度在低于10%和高于50%時基本不能改變流量，導(dǎo)致閥門可調(diào)節(jié)區(qū)間變小，曝氣控制效果減弱。因此，良好的閥門控制性能是曝氣控制系統(tǒng)正常運行的保證。

4.3進水負(fù)荷

進水負(fù)荷的快速和大幅度變化會影響曝氣過程控制的效果。 由于泵的啟停是離散變化，造成的進水沖擊負(fù)荷會讓生化處理的需氣量迅速升高，鼓風(fēng)機加大供氣量，但溶解氧反應(yīng)具有一定的延遲性，因此容易出現(xiàn)溶解氧的超調(diào)現(xiàn)象。因此，需要增開1臺泵后，控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)氣體流量逐漸升高，但溶解氧仍出現(xiàn)較大幅度震蕩。

4.4在線儀表

曝氣控制系統(tǒng)的正常運行依賴于在線儀表（如解氧儀、水質(zhì)儀表等）的準(zhǔn)確可靠讀數(shù)，因此在線儀的質(zhì)量和日常維護工作會影響到控制系統(tǒng)的性能現(xiàn)。針對污水處理的特性，應(yīng)該選擇響應(yīng)快、測量準(zhǔn)確、抗污染能力強的儀表，如選用新型的LDO溶解氧儀。同時還應(yīng)加強定期維護，包括每天巡視、每月清洗探頭、每季度標(biāo)定儀表等，保證在線儀表正常工作。

5 結(jié)論

綜上所述，本文闡述了曝氣控制系統(tǒng)在實際污水處理廠應(yīng)用的效果，從某污水處理廠運行效果可見，控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)溶解氧濃度的穩(wěn)定控制，保障出水穩(wěn)定達標(biāo)，降低曝氣單元的能耗。同時，對于污水處理廠優(yōu)化曝氣控制系統(tǒng)的設(shè)計和運行具有借鑒意義。

參考文獻