崔煥俞 辛靜 孫慧智

摘 要：在城市化進程持續(xù)加快趨勢下使得各大城市人口數(shù)量不斷遞增，在城市規(guī)劃建設中污水處理是重要構(gòu)成部分之一，這就需要采取一些先進的技術(shù)對污水進行處理，自動化控制系統(tǒng)的運用可以提高城市污水處理效果，促進城市的可持續(xù)發(fā)展。本文在對污水處理自動化控制系統(tǒng)的設計原理進行分析的基礎上，探討了污水處理自動控制系統(tǒng)設計的整體思路，并對如何更好地實現(xiàn)污水處理自動化控制系統(tǒng)的設計措施進行了闡述。

關(guān)鍵詞：污水處理;自動化控制系統(tǒng);設計

1 引言

隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，促使整個社會向著商業(yè)化方向不斷，但是在轉(zhuǎn)化中出現(xiàn)了一些生態(tài)問題，其中水污染是重點，在實際的污水處理中有許多工業(yè)廢水直接投倒，流入到湖泊中，這就造成很大面積的水污染，導致水質(zhì)出現(xiàn)惡化，危害到了人們的身體健康。所以要根據(jù)水污染對污水進行有效處理，且通過設計污水自動化控制系統(tǒng)對每一個過程進行分析，從而達到降低成本的目的。

2 污水處理自動化控制系統(tǒng)原理

污水處理廠在進行污水處理的過程中，對于自動化系統(tǒng)的應用已經(jīng)非常廣泛，并且取得了非常好的應用效果。對于自動化系統(tǒng)的應用原理主要是通過計算機技術(shù)，將各種污水處理設備進行連接，將各種設備在運行過程中的參數(shù)進行記錄和收集，然后通過對這些數(shù)據(jù)進行分析，從而發(fā)出合理的指令，優(yōu)化控制整個處理工藝。由此可見，在污水處理的過程中，對于自動化系統(tǒng)的應用受到各種儀器的影響，主要體現(xiàn)在一部分的儀器工作穩(wěn)定性不夠，導致最終的污水處理效果不佳。因此，為了確保污水處理自動化控制系統(tǒng)能夠發(fā)揮出更大的作用，需要加強自動化控制系統(tǒng)的設計工作，確保每一個環(huán)節(jié)都能對污水進行高效地處理。

3 污水處理自動控制系統(tǒng)的設計要求

我國在污水處理方面的自動化應用雖有一定的年頭，但早期的污水處理廠在進行自動化設備的應用時，多配備的自動化設備和儀器性能較低，在排放標準提高的同時要想構(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自動化控制系統(tǒng)能夠更好地運行，需要采取有針對性的措施加以解決。對于整個設計過程中所使用到的電氣設備，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。同時，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。最后，針對于落后的設備需要及時地進行更新?lián)Q代，以確保相關(guān)設備運行的高效性。

4 污水處理自動化控制系統(tǒng)的設計要點

4.1 PLC控制站設計

在一般狀態(tài)之下，在開展污水處理工作的時候，因污水處理工藝具備不穩(wěn)定的性能，就會對污水處理水平造成直接影響，而應用PLC控制系統(tǒng)可以很大程度提升污水處理控制水平，例如在進行污水處理時，可以通過科學設計PLC控制站，能夠使得污水處理過程中的化學反應更加充分，并且與污水內(nèi)的微生物新陳代謝相結(jié)合，綜合性的處理污水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，使得水分子可以得以快速的氧化和分解。對于污水處理PLC控制站的設計，通常情況下是采用開放式計算機網(wǎng)絡、流行通用組態(tài)軟件以及PLC模塊，通過高效的設計能夠使得PLC控制站的作用充分發(fā)揮出來。

4.2 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的，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)絡為主，再通過對PLC控制的混合結(jié)構(gòu)通信方式的使用，來對各設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。一般在進行中間控制層設計的時候，會設置三個站點，一號站點的控制箱往往會設置在細格柵間配電室的內(nèi)部，這一站點內(nèi)所控制的運行設備有電動的進水閥、變頻分離器等;二號站點的控制箱往往會被設置在污水廠的變電所處，這一站點所控制的運行設備有相應的攪拌器、排泥泵、曝氣機等;三號站點的控制箱則會被設置在污泥回流泵房內(nèi)，這一站點所控制的運行設備主要以帶式壓濾機為主。一般情況下，在對運行設備的控制器進行選擇的時候，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，再通過對于傳輸功能加強的網(wǎng)絡為媒介，可以實現(xiàn)對各個運行設備的運行狀態(tài)進行了解，并且還能將所收集到的數(shù)據(jù)信息進行及時地分析，能夠及時地找到設備的故障所在，進而采取有效的措施加以處理，確保各運行設備的更好運行。

4.3 設置智能設備層

智能設備層的設置能夠?qū)崿F(xiàn)在無人看守的情況下，對于各運行設備實現(xiàn)自動化的控制和管理，從而實現(xiàn)各設備的高效、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。在對智能設備層在進行設置的時候，需要將變頻器、流量計以及熱電阻等智能設備設置在每一個控制站點之內(nèi)，這樣便于這些智能化的設備將所采取到的設備運行數(shù)據(jù)以信號的形式傳輸?shù)絇LC系統(tǒng)中。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備層的設置時，采用的是以現(xiàn)場總線網(wǎng)絡方式進行布置的。如果是對小型的污水處理廠進行智能設備層的設置，則需要通過星型拓撲結(jié)構(gòu)來進行布置。在將自動化儀器儀表和控制設備進行連接時，需要使用到硬接線電纜實施連接。

4.4 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消化段和反硝化段，所以可以引入在線監(jiān)測的檢測儀器實時監(jiān)督控制硝化反應段與反硝化反應段，從而準確的檢測器溫度、流量以及pH值、分子氧等影響反應的含量，為一部分不符合實際情況的范圍調(diào)整到合理指標范圍之內(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，達到監(jiān)控污水變化情況。另外整合數(shù)據(jù)后可以更加科學合理的應用技術(shù)。此外，污水處理廠還會在污水廠污水排口安裝檢測儀器，對脫氮后水是否與放回大自然標準相符合進行把握。

4.5 實現(xiàn)自動技術(shù)的革新

隨著科學技術(shù)的進一步發(fā)展，污水處理自動化技術(shù)也會隨著不斷的更新和完善，為了進一步提升污水處理的能力，對于現(xiàn)有的污水自動化控制技術(shù)還需要進行不斷的革新。例如在當前污水處理的過程中，對于智能控制技術(shù)的應用，不僅能夠?qū)ξ鬯幚碜詣踊到y(tǒng)進行更好地控制，同時還能實現(xiàn)更好地污水處理目標。對于智能控制系統(tǒng)的應用，主要依賴于專家系統(tǒng)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡控制技術(shù)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡控制技術(shù)是一種類似于人體神經(jīng)元細胞系統(tǒng)，這是亞符號處理系統(tǒng)，由許許多多類似于人體神經(jīng)元細胞的單元交織而成，有著極強的適應性和很大的容錯能力。由于具有種種優(yōu)越的性能，受到眾多專家學者的關(guān)注，近年來這種技術(shù)也被正式能運用到污水處理的自動控制上來。數(shù)據(jù)顯示，通過對這一技術(shù)的有效應用，能夠準確對污水的成分進行估計，實現(xiàn)污水的實時和精準控制。

4.6 結(jié)合人工綜合自動化管理

在對污水進行處理的過程中，為了更好地實現(xiàn)污水處理效果，在應用自動化控制系統(tǒng)的同時，還需要綜合人工進行管理，能夠進一步避免因為自動化控制系統(tǒng)的誤差而造成的錯誤。例如：在對污水池內(nèi)的液位、酸堿度等進行管理時，通過人工對相關(guān)顯示屏進行實時關(guān)注，能夠在發(fā)現(xiàn)問題的第一時間進行停機處理，以免造成嚴重的后果。

5 結(jié)語

綜上所述，對環(huán)保質(zhì)量造成影響的一個重要因素是污水排放，這就需要設計污水處理自動化控制系統(tǒng)，對水資源進行充分利用，確保經(jīng)濟與環(huán)境保護共同協(xié)作與發(fā)展。

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