大庆油田水务公司西区污水处理厂 黑龙江省大庆市 163000
摘要：世界经济不断发展，各国城市化脚步也不断加快，但与此同时，我们生活的环境也开始遭受越来越严重的污染，不断的威胁我们的生活，水污染、空气污染、食品污染等等一系列问题随之而来，尤其是水污染问题，需要尽快提出措施并解决，人工处理弊端的出现（效率低，易出错，程序繁琐等）使我们对自动化控制系统的研究探索和使用有所依赖，现代社会是一个科技发展迅速的时代，各行各业的自动化水平都在不断提高，在污水处理行业也得到了快速发展。近几年，自动化控制系统开始进军污水处理行业，使处理过程高度自动化，效率大幅度提高，相比之下，成本也有所降低，出错率大大降低，所以说，污水处理中的自动化系统将会有良好应用前景。
关键词：污水处理；自动化控制；应用
1.污水处理厂自动化控制系统的现状及发展趋势
上世纪九十年代以后，自动化控制开始应用于我国污水处理行业，基本实现了设备的自动化运行控制和无人值守。但相较于发达国家，我国污水处理行业的自动化控制技术仍然存在诸多不足，例如系统的监控及通讯功能间的协调性较差，存在大量冗余现象；大型污水处理厂通常全套引进，控制系统可靠性高且技术先进，但投入和维护成本较高。
随着污水处理技术的不断发展，未来污水处理厂自动化控制系统将向着高集成化、低运行维护成本、高度自动化的方向发展，其特点主要体现在：
1.1采用上位机集中管理
下位机PLC分散控制的集散式控制系统，即根据工艺和厂区的具体要求，将厂区划分为不同区域来归属于不同的PLC控制站，各控制站间独立运行，这样可以确保其中一个站出现问题时不会对其他厂站的正常运行造成影响；在厂区设置中心控制室，中心控制室一般设有上位机且配合适宜的办公软件、组态软化和管理软件；
1.2远程测控技术被大量应用
并与现阶段成熟的网络技术和数据库信息相结合来处理新的工作任务；
1.3在线分析仪表和过程仪表被大量应用
对水质和水量情况进行实时监测，根据不同的水质水量来对设备运行状态进行自动控制，并将设备的运行状态实时传输给上位机进行记录。
2.电气自动化技术在污水处理中的优势
污水处理的方式有多种，主要包括厌氧生物处理技术、好氧生物处理技术、离子交换树脂处理技术、反渗透工业污水处理技术、电气自动化污水处理技术等。其中厌氧生物处理技术虽然已经进行了第二代、第三代的升级，具有是增大了高径比，加快了上升流速，经过处理的污水质量也有所提升。好氧生物处理技术也具有高负荷转化利用空气中氧含量，加快微生物代谢速度，减少泥污量的作用。离子交换树脂处理技术具有处理重金属的功能，可以将排出来的污水置换为冷却水，以达到回收再利用的环保、可持续的效果。膜分离技术具有分离精华功能和浓缩功能，具有流程简单、节约电量、操作便捷的优点。在工业污水处理中，上述几种技术都被因地制宜的使用，污染它们拥有上述不同的技术优势，但是与电子自动化技术相比，均有自动化不足的劣势，即没有完全自动化。
电子自动化技术在污水处理中的优势在于，能够全自动化，犹如全自动洗衣机一样，即该技术无需人力，仅仅需要借助电脑、监视器、中央控制设备等远程一起对工作区域的各类设备进行控制，通过预设程序即可完成处理污水的任务。该项技术应用于污水处理技术中有利于减少人力成本，可以集中人力做出污水处理以外的工作。这项技术在大型工业生产基地更为适用，能够高效处理污水，降低处理的人力、物力、经济成本，实现工业效益的最大化。
3.自动控制在实际应用中的举例
本文以为某污水处理厂为例，简要典型自动化控制系统在污水处理中的应用，针对尚需解决的问题，提出合理的解决方案。
3.1自动控制系统的组成及功能
该厂采用的自动化控制系统由中央监管理计算机和PLC现场控制子站组成。它们通过工业以太网的网络交换机相连，实现数据信息共享与交换。在监控中心有全套监控设备，打印存储数据设备，调度管理设备以及其他辅助设备。
系统组成为：监控管理计算机系统、2PLC现场控制子站、主要工段的控制要求、粗细格栅及进水泵池、计量井、曝气沉砂池、生化处理系统、沉淀池、储泥池、接触池、接触池中设置pH计、全自动采样器、污水分析仪、实时监控仪和水质分析仪。
监控管理计算机系統为：两台监控管理计算机，两台监控管理计算机可分担不同功能，故障时可互为备用，计算机配合有彩色显示器、打印机、键盘等。
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PLC现场控制子站设置三个现场控制站和一个中央控制室。中央控制站位于综合楼中心控制室，并通过通讯总线实现数据传送。整个污水处理厂设三套PLC，分别位于变配电站、脱水机房、回用水滤站。负责各自辖区模拟量、开关量的数据采集和运行控制。PLC现场子站选用可编程控制器，PLC为模块化结构。并且PLC子站与相应的MCC置于同一地点，同时对于设备较集中又远离子站的现场设置远程I/O由通讯电缆连接。
3.2电气控制系统自动化要求
随着社会的快速发展，环境问题日渐突出，特别是水环境的污染。为此，国家出台相关法律法规，要求引进污水处理系统，并在严格的要求下对污水进行相关处理措施，减少污水对人们生活环境的影响。在污水处理系统中应用电气自动化技术，是污水处理未来的发展趋势，因此电气自动化技术的应用对人们来说至关重要。在自动化控制污水处理时对电气控制系统提出以下几点要求：
（1）污水性质较为特殊，酸碱度和离子含量均属于超标状态，因此要求电气控制系统能够在环境较为恶劣的条件下保持正常工作状态；
（2）在污水处理过程中电气控制系统能够对实时情况进行反应，并对污水进行信息化监控，保证污水处理过程的自动化；
（3）电气控制系统能对污水处理中的相关参数进行测定，包括水位、温度、电导率等，实现污水处理的信息化管理。
3.3污水处理解决方案
采样西门子200对主要参数进行控制，在线监测，根据控制的结果实时调节各个控制量，以达到最佳的控制效果。首先PLC通过AD模块将各种参数采集到PLC中，结合事先设定好的软件，对输入数据处理，根据处理的结果输出去控制调节阀。经过这样精确的控制能够非常有效的解决污水处理的难题。
4城市污水处理WinCC组态画面的设计
在设计各个画面之前，需要对其进行布局，制订相应的计划。越复杂的组态过程，越需要详细地计划。具体设计步骤为：
4.1激活运行系统
在图形编辑器中，单击“文件”菜单下的“激活运行系统”或者单击“工具栏”的按钮，就可以激活运行系统。
4.2退出WinCC运行系统
当整个画面的运行成功或者需要立即退出运行系统，就可以创建一个关闭运行系统的动作。
4.3组态对象的属性设计方法
（1）I/O域对象的组态属性设置，用于现场数据的显示和模拟量调试的输入。在打开的一个图形画面的对象选项板上，选择右边窗口智能对象中的“输入/输出域”将其拖进画面中。
（2）组态按钮的属性设置，在图形编辑器的对象选项板中，找到窗口对象，选择圆形按钮，将其拖入画面中，放置在合适的位置，再进行属性设置。
（3）组态阀门的属性设置，进行对象属性的设置。当阀门开启时，颜色就会变为绿色；关闭时，颜色就会显示为黄色。
（4）组态一个棒图的属性设置，
在石灰浆制备画面中，为了更好的显示出石灰仓中的重量，选择智能对象中的棒图对仓内的石灰重量进行标识。
（5）报警记录设置，在报警记录中组态消息，在图形编辑器中插入报警控件，并组态控件的属性，在项目的计算机属性的启动列表中选择“报警记录运行系统”选项。
结束语
污水处理在环境改善中占据了重要的地位，但我国污水处理行业和国外相比还较落后，自动化控制仍处于起步阶段，因此研究基于计算机控制技术的污水自动化处理过程控制系统具有重要的现实意义。
参考文献
[1]何博.一种污水处理厂自动化控制系统的实现[J].通讯世界，2017（9）.
[2]陈庆江.PLC在污水处理厂自动化控制系统中的应用探析[J].科技与企业，2017（11）.
[3]于震.关于污水处理中自动化控制系统的应用探讨[J].黑龙江科技信息，2017（15）.
论文作者:宋涛
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/10/1
标签：污水处理论文; 技术论文; 组态论文; 污水论文; 系统论文; 控制系统论文; 属性论文; 《基层建设》2018年第24期论文;