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摘要:改革開放以來,我國經(jīng)濟發(fā)展猶如燎原之勢,工業(yè)發(fā)展進程也在持續(xù)加快,與此同時,我國環(huán)境污染現(xiàn)象越來越嚴(yán)重,需要引起政府及有關(guān)部門的重視?,F(xiàn)階段,在環(huán)境污染中水源是重要污染源,城市的污水排放量正在逐年增加,導(dǎo)致我國的環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重,加強對污水的處理迫在眉睫。傳統(tǒng)污水處理工藝具有復(fù)雜性,且強度較大,使得污水處理效果比較低。將電氣工程自控系統(tǒng)應(yīng)用于污水處理之中,不僅能夠進一步提高污水處理的自動化水平,同時還能使污水處理的效率得到大幅度提高。因此,在污水處理工藝中應(yīng)用電氣工程自控系統(tǒng)具有非常重要的現(xiàn)實意義?;诖耍恼轮饕獙﹄姎夤こ套钥叵到y(tǒng)在污水處理工藝中的運用進行探索。
關(guān)鍵詞:電氣工程;自控系統(tǒng);污水處理工藝;具體運用
現(xiàn)階段,我國污水排放量不斷增加,而傳統(tǒng)的污水處理方式由于污水處理效率低,污水處理質(zhì)量難以得到保障,已經(jīng)沒法滿足現(xiàn)代污水的處理需要。將電氣工程自控系統(tǒng)合理地應(yīng)用于污水處理工藝中,可以很好地滿足現(xiàn)代污水處理的需要,實現(xiàn)我國城市建設(shè)的更好發(fā)展。
1電氣工程自控系統(tǒng)概述
電氣工程自控系統(tǒng)是指利用計算機軟件與硬件、PLC實施有效控制的人機操作系統(tǒng)。操作人員利用計算機系統(tǒng)對每一臺設(shè)備進行控制,從而確定控制對象的控制量。在對污水進行處理的過程中,電氣自控可以實時監(jiān)督控制污水處理整個過程的各項參數(shù),把采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C中實施分析、校正以及驗證,從而發(fā)出合理的指令,優(yōu)化控制整個處理工藝。開展污水處理工作的時候,電氣自控系統(tǒng)主要可以分為PLC和VB程序設(shè)計,其中PLC程序設(shè)計是指對自動化的控制系統(tǒng)進行負(fù)責(zé),VB程序設(shè)計是指通信PLC與PC端。
2電氣工程自控系統(tǒng)在污水處理工藝中的應(yīng)用
2.1PLC控制站設(shè)計
在開展污水處理工作時,因污水處理工藝具備不穩(wěn)定的性能,會對污水處理水平造成直接影響,而應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)可以很大程度提升污水處理控制水平。首先,在進行污水處理時,可以科學(xué)設(shè)計PLC控制站,這樣相關(guān)處理人員就可以全方面了解生活和化學(xué)污水排放完成之后在系統(tǒng)中的停留時間,也可以了解污水處理中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),并且與污水內(nèi)的微生物新陳代謝相結(jié)合,綜合處理吸附在微生物表面中的細菌,以此防止水資源二次污染的發(fā)生,使水分子可以得以快速地氧化和分解。其次,需要與污水處理廠中的污水處理流程相結(jié)合安裝PLC控制站(包含各項檢測儀器儀表),同時把污水處理中心控制室建設(shè)在地面,在電氣工程自動系統(tǒng)中應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)。這一系統(tǒng)采用的控制模式非常先進,通常情況下,是采用開放式計算機網(wǎng)絡(luò)、流行通用組態(tài)軟件以及PLC模塊。在進行系統(tǒng)配置中,相關(guān)工作人員要根據(jù)不同的工藝處理流程來設(shè)計。此外,在污水處理廠內(nèi)部進行監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計時,作為設(shè)計人員需要嚴(yán)格遵守分層分布的設(shè)計原則實施設(shè)計工作。其中,電氣工程自控系統(tǒng)主要分成為現(xiàn)場控制單位和中控室層,通過充分利用PLC模塊使監(jiān)控設(shè)備的監(jiān)督管理功能得以充分發(fā)揮,現(xiàn)場監(jiān)控單位既要能接收中控室層的各項指令,把指令傳輸給中控室層,在系統(tǒng)內(nèi)部形成較為獨立的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng),還需要與PLC模塊的運行情況相結(jié)合,確保設(shè)計人員可以獨立地完成對污水處理廠內(nèi)部各項設(shè)備的監(jiān)督管理。
2.2中間控制層
中間控制層主要是對各個監(jiān)控站和控制站進行銜接,一般為了將各站點之間的銜接工作做得更好,在選擇網(wǎng)絡(luò)時主要以光纖工業(yè)以太網(wǎng)或比較成熟的工業(yè)總線網(wǎng)絡(luò)為主,再通過對PLC控制的混合結(jié)構(gòu)通信方式的使用,對各設(shè)備的運行情況進行數(shù)據(jù)的監(jiān)測、采集和分析等處理工作。該污水處理廠共有3個現(xiàn)場控制站點:1號站點的控制箱被設(shè)置在細格柵間配電室的內(nèi)部,這一站點內(nèi)所控制的運行設(shè)備有電動進水閥、變頻分離器等;2號站點的控制箱則被設(shè)置在了污水廠的變電所處,這一站點所控制的運行設(shè)備有相應(yīng)的攪拌器、排泥泵、曝氣機等;3號站點的控制箱則被設(shè)置在了污泥回流泵房內(nèi),這一站點所控制的運行設(shè)備主要以帶式壓濾機為主。一般情況下,在對運行設(shè)備的控制器進行選擇時,往往會在中間控制層的站點之中進行選擇,從而使其成為整個控制系統(tǒng)內(nèi)的控制器,再以加強傳輸功能的網(wǎng)絡(luò)為媒介,可以了解各個運行設(shè)備的運行狀態(tài),并且還能將所收集到的數(shù)據(jù)信息進行及時的分析,能夠及時地找到設(shè)備的故障所在,進而采取有效的措施加以處理,確保各運行設(shè)備的更好運行。
2.3設(shè)置智能設(shè)備層
智能設(shè)備層的設(shè)置能夠?qū)崿F(xiàn)在無人看守的情況下,實現(xiàn)各運行設(shè)備自動化的控制和管理,從而實現(xiàn)各設(shè)備的高效、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。在對智能設(shè)備層在進行設(shè)置的時候,需要將變頻器、流量計以及熱電阻等智能設(shè)備設(shè)置在每一個控制站點之內(nèi),這樣便于智能化的設(shè)備將所采取到的設(shè)備運行數(shù)據(jù)以信號的形式傳輸?shù)絇LC系統(tǒng)。值得注意的是,在對大型或者中型的污水處理廠進行智能設(shè)備層的設(shè)置時,是以現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)方式進行布置的。如果是對小型的污水處理廠進行智能設(shè)備層的設(shè)置,則需要通過星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來進行布置。在將自動化儀器儀表和控制設(shè)備進行連接時,需要使用硬接線電纜實施連接。
2.4實施在線儀器監(jiān)測
通常情況下,污水處理廠要將脫氮處理的污水集中在污水池中,再按照一定的比例分配為硝化段和反硝化段。因此,可以引入在線監(jiān)測的檢測儀器實時監(jiān)督控制硝化反應(yīng)段與反硝化反應(yīng)段,從而準(zhǔn)確地檢測器溫度、流量以及pH值、分子氧等影響反應(yīng)的含量,將部分不符合實際情況的范圍調(diào)整到合理指標(biāo)范圍之內(nèi)。此外,在線儀器檢測系統(tǒng)還可以通過利用自動化技術(shù),使得儀器可以很長時間監(jiān)督控制污水段,監(jiān)控污水變化情況。另外,整合數(shù)據(jù)后可以更加科學(xué)合理地應(yīng)用技術(shù)。此外,污水處理廠還會在污水廠污水排口安裝檢測儀器,對脫氮后的水是否與放回大自然標(biāo)準(zhǔn)相符合進行把握。
2.5完善控制體系,實現(xiàn)全廠監(jiān)控污水處理廠
在自控系統(tǒng)的設(shè)計中,應(yīng)實現(xiàn)中控室系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的完備性,從而實現(xiàn)全廠監(jiān)控覆蓋。(1)在電氣與自控設(shè)計中,要著力完善控制體系,通過高功率系統(tǒng)的創(chuàng)設(shè),更好地滿足實際需求,如在監(jiān)控計算機的選擇中選擇計算機軟件進行集中控制,保障自動化控制體系的控制功能。(2)全自動化控制對自控系統(tǒng)設(shè)計有更高要求,要求系統(tǒng)構(gòu)建應(yīng)著眼于全局,能夠基于各流程要素的設(shè)計,實現(xiàn)對程序的升級改進,以更好地提高控制效率。(3)污水處理廠要優(yōu)化計算機控制體系結(jié)構(gòu),特別是在自控體系建設(shè)中,要從實際需求出發(fā),通過全廠監(jiān)控設(shè)計,提高自控效率。
3污水處理中電氣自控系統(tǒng)影響因素及設(shè)計要點
(1)污水處理廠在進行污水處理的過程中,對于電氣自控系統(tǒng)的應(yīng)用,還會受到檢測儀器的影響,主要體現(xiàn)在一部分的檢測儀器工作穩(wěn)定性不夠,如在對深度除磷處理的亞硝酸氮進行檢測時,檢測設(shè)備的不穩(wěn)定性將會導(dǎo)致最終所檢測的結(jié)果有所偏差;(2)電氣自控系統(tǒng)中的傳感器往往只發(fā)揮出了其相應(yīng)的檢測功能,在對污水處理過程中的污水流量控制及前饋控制等方面并沒有發(fā)揮出其應(yīng)有的作用;(3)早期的污水處理廠在進行自動化設(shè)備的應(yīng)用時,配備的自動化設(shè)備和儀器性能大多較低,在排放標(biāo)準(zhǔn)提高的同時要想構(gòu)建健全的自動系統(tǒng)需要克服許多方面的問題。為了保證污水處理廠的電氣自控系統(tǒng)能夠更好地運行,針對以上3個方面的問題,需要采取有針對性的措施加以解決。比如,在對自控系統(tǒng)進行設(shè)計的時候,需要在每一個工藝階段都按照無人看守的原則來設(shè)計,并且對于整個設(shè)計過程中所使用到的電氣設(shè)備,都需要保證其可靠性和穩(wěn)定性,從而確保其在工作的過程中能夠高效運行。此外,為了實現(xiàn)對傳感器的高效利用,需要充分利用中控室層來實現(xiàn)對設(shè)備運行的監(jiān)控和控制,并且需要將PLC的作用充分發(fā)揮出來,實現(xiàn)監(jiān)視和控制功能的獨立完成。針對落后的設(shè)備,需要及時進行更新?lián)Q代,確保相關(guān)設(shè)備運行的高效性。
4結(jié)束語
綜上所述,在城市建設(shè)中,污水既污染了環(huán)境,也嚴(yán)重威脅人們的日常生活,因此必須高度重視污水處理問題。在污水處理中選擇科學(xué)合理的方式是非常重要的,而電氣自控系統(tǒng)的運用具有非常顯著的效果,可以很大程度提高污水處理的質(zhì)量和效率,改善生態(tài)環(huán)境,促進經(jīng)濟與環(huán)境的和諧發(fā)展。
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作者:魯剛 單位:長春市市政工程設(shè)計研究院