袁登通
广州迪控环保设备有限公司 511495
摘要：随着我国经济水平的快速发展，人们开始对环境污染问题引起高度的重视，生态水的质量和环境污染程度的决定因素是污水处理的数量和污水处理质量。 而对污水处理采用现代先进自动化控制技术和计算机技术是整个污水处理行业的必然发展方向,而且采用现代先进的自动化控制技术和计算机技术能够给污水处理系统带来的高量、低消耗以及稳定可靠的运行, 而且这也能同时使的污水处理技术得到长足的发展和应用。
关键词：工厂污水处理系统；自动化；电气控制
一、污水处理自动化控制系统的作用以及应用的现状
污水处理自动化控制系统在当前社会的污水处理有着其不可忽视的作用但是在污水处理的应用之上的现状却是不容乐观，下面简述一些污水处理自动化控制系统的作用以及应用现状。
污水处理自动化控制系统的作用主要在于能够对污水的处理进行整个过程的实时监督和控制，而达到污水处理系统优化运行以及能够降低系统运行成本的同时而保证了污水处理的质量和实现真正的无人值守的污水处理的目的。不仅如此，污水处理自动化也能够为环保部门的污水监控提供技术的支持。
尽管污水处理自动化控制系统的作用如此明显，但是现在的应用现状却是有点令人堪忧。由于地域的不同以及资金的局限，在很多的公司对污水处理的系统还是依靠污水处理传统采用的检测为手段，依照露眼观察水颜色判断是否达标或者国产的离线仪表进行测量，这种方式达不到污水处理的要求。污水处理的监测手段也是先取样后测量, 而以测量结果调整污水处理系统的运行状态，这种不连续、实时监测的污水处理系统已无法达到国家环保排放标准。
二、自控仪表系统设计
2.1 设计原则
自控系统污水处理厂自控系统遵循“集中管理、分散控制、资源共享”的原则，污水处理厂仪表系统遵循“工艺必需、先进实用、维护简便” 的原则。
设计方案力求满足本工程污水处理工艺的特性，保证污水处理厂生产的稳定和高效，减轻劳动强度，改善操作环境，实现污水处理厂的现代化生产管理。
本期工程自控系统的硬件和软件配置将充分考虑远期工程的需求，并提供良好的技术手段，保证将来对现有系统资源的有效利用。
2.2 设计范围
设计范围应包括以下主要内容：根据全厂工艺和设备运行要求采集工艺设备的运行数据，配置相应的自动控制、自动调节、自动报警、安全保护装置；根据全厂工艺生产流程及测控要求配置温度、压力、物位、流量、水质分析、过程控制等检测控制仪表；污水处理厂进出水计量、在线连续水质监测、与污水管理部门的远程数据通信。主要动力设备控制回路和变配电系统运行数据的采集、传送；污水处理厂计算机监控管理系统；工艺控制动态模拟显示屏；工厂管理计算机系统；工业电视监控及保安监视系统；仪表电源、信号的传送，设备状态信号和控制命令的传送，计算机网络系统的连接；自控仪表的防雷、过电压保护、接地系统。
三、系统方案
3.1 自控仪表系统
自控系统采用的系统为集散型计算机控制的，它是由自动化仪表和编程序控制器组合而成的检测控制系统。可对污水处理厂的整个过程进行分散性的控制，通过化验室设置对操作站采录化验数据；中央控制室对全厂进行集中管理，它是通过由数据服务器、通讯系统、监控计算机和动态模拟屏组成的中央控制系统。被开放式现场总线连接着的是现场控制站与现场测控仪表之间。现场控制站能够根据污水处理厂的实际工艺和构筑物的几何分布，设置在控制对象和信号源相对集中的建筑物中。
3.2 工业电视监控及保安监视系统
污水处理厂厂区围墙较长，厂保卫部门不能完全顾及到全厂的工作，为减少此部分费用，保证污水处理系统的安全稳定运行，监视主要生产区域的运行状态，实时记录重要设备的现场操作、维护及运转状况，设置必要的工业电视监视装置。
3.3 化验室操作站
组成化验室操作站的设备包括一台UPS电源、一套操作站、一台打印机等，在生产过程中，对生产过程中采取的各种化验数据都是来源于工厂化公室的，然后根据管理的相关要求与授权进行人工录入数据。
3.4 自动化仪表
测控的内容主要为：物位、PH值、浊度、COD值、温度、压力、流量、极限液位、自动取样、泵组轮值控制、溶解氧浓度、氨氮浓度、固体悬浮物浓度、溶氧调节、鼓风机组--总管压力自动控制、电力系统运行数据和状态、电气设备运行状态。
3.5 工业电视监控及保安监视系统
在污水处理厂厂区的重点监控场所安装摄像机，运行人员可不用出门就可以对建筑物内外状况以及现场运行情况进行监视，对污水处理厂内外情况进行全面的监控。在厂区的围墙周围设置室外红外对射报警器，这样能提高保安的效果，闭路电视监视系统也是具有很多功能的，它除了能进行正常的监视外，还能够与保安监视系统联合起来，对值班人员在值班期间观察并自动录下报警时的相关现场及设备运行情况进行提醒。并且能够及时发现、处理一些异常情况，还可通过重放来对事件进行分析处理。
3.6 远程通信
远程通信由模拟屏控制计算机MPC承担，通过城市电话网，要无条件的接受来自监控管理系统发出的管理指令，把污水厂处理水量和水质数据、以及各种运行数据如实的传送到市污水管理部门。
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四、测控功能
4.1 分控制室
分控制室内设现场控制系统LCS，现场控制站的主要功能如下：
1）可按照控制程序对所辖工段内的工艺过程、电气设备进行全方位控制，并采集工艺参数、电气参数及电气设备运行状态；
2）通信总线与中央控制室的监控管理系统也能够进行通信。并向监控管理系统传送数据，接受监控管理系统发出的开停机命令；
3）采集的主要工艺参数有：水位差、水位、流量、压力、电流、电压、功率、温度、溶解氧、氨氮、酸度、MLSS、COD、浊度等；
4）与带有通信接口的就地控制柜进行通信，采集电气设备运行状态，向就地控制柜发送开停机命令；
5）设不间断电源，保证在停电故障时系统仍能安全可靠地运行。
4.2 测控内容
主要测控参数有：温度、溶解氧浓度、氨氮浓度、压力、流量、物位、沉砂池运行控制、pH值、氧化还原电位、浊度、固体悬浮物浓度、COD、极限液位、曝气量控制、自动取样、曝气量控制、格栅运行控制、泵组轮值控制、电力系统运行数据和状态、电气设备运行状态等。
4.3 工业电视监控及保安监视系统
由4部分组成的，分别是：前端摄像、传输、红外对射探测器、显示和控制等，为监视目标额情况还设有硬盘录像机装置。
4.3.1 前端摄像及红外探测部分
电视监控系统的前沿就是摄像机部分，可以成为是整个系统的关键同时有人把它测绘归纳为“眼睛”。它布它位于监控场所的一个位置上，通过它都够了解到来自视场角的整个监视部分，全方位的监视。
4.3.2 传输部分
传输部分就是系统的图像和报警信号通路。在传输系统当中对控制信号也要进行传输，同时，对摄像机、镜头、云台、防护罩等也要进行控制的，。在传输方式上，目前电视监控系统主要采用视频基带传输方式。
4.3.3 控制部分
整个系统的核心部分是控制部分，其他系统功能都是建立在控制部分的基础上的。
4.3.4 显示部分
显示部分由多台专用监视器组成。其作用是把送来的摄像机信号重现成图像。可以使摄像机输送来的图片信号分不同电脑上的都在一个电脑显示屏上显示。
五、污水处理自动化控制系统的组成和实现以及功能扩展
5.1污水处理自动化控制系统的组成
污水处理自动化控制系统的组成主要也可以分为三个方面。第一那就PLC的运用，在污水处理过程之中，对控制的要求极大，所以可编程控制器(PLC) 因可以控制几十点的小型PLC 到上千点的大型PLC而能够很好的符合在污水处理之中的控制要求，而且其可靠性和较高的性价比在污水处理控制系统中也是极有优势的。第二，污水处理自动化系统控制结构的组成。对这个组成的原则可靠，经济而易于维护。而具体到面那就是以中央控制层进行远程的监控，而现场控制层进行数据的采集以及现场设备的运行，至于就地动手层那就是现场的控制开关做到分散管理。而这三层组成能够对系统做到进行集中管理而控制分散的原则。第三，系统安全装置。也就是系统的安全保障。污水的处理系统过于复杂也导致系统的故障可能性高，好的安全装置能够避免事故的发生。
5.2污水处理自动化控制系统的实现
要做到污水处理自动化控制系统的实现，那么就应该对系统装置有一些要求，特别是系统的硬件和软件的组成要有所甄别以及选取，以便能够做到系统的优化控制。而污水处理自动化控制系统的硬件来说，系统的硬件应该主要由监控管理计算机(上位机) 、PLC(可编程控制器)以及属于控制和检测的电气控制柜现场监测仪表等组成。而系统的软件更要注意了，按照国内污水处理的要求以及目前目前系统人机界面开发软件来看，首先就是通用流行的IN Touch 、FIX、WIZCON 、KingView , 另外就是一些国内的PLC 厂家自主开发的Rsview、eo neetp、winee等。而且国内污水处理自动化控制系统基本上也都是在经典的Windows 或NT 上开发以及运行,而常用于在Windows和NT上的数据库引擎有SQLserver 以及MysQL和In tethase，所以在运用时应该据实际情况进行选择运用，以实现污水处理自动化控制系统的最佳运行。
5.3污水处理自动化控制系统的功能扩展
污水处理自动化控制系统由于其选择的处理系统以及各种硬件软件的使用借助也能够实现一些功能性的扩展。第一，那就是上位机的功能扩展。这项功能主要基于PLC的运用，在PLC 保证基本系统控制功能的同时,而又能够极好的运用系统资料库的历史数据以及存档的运行经验,经过系统自己对比分析,而得到了系统工艺处理的优化参数, 在使用上位机将现有的自动化系统开发扩展成为了一个拥有动态模拟与优化控制的模拟优化控制系统,从而 提高控制水平。第二，控制系统规模的扩展，由于PLC模块化的功能能够使得在加入合适的软件功能之下就能够实现系统规模的扩展。第三，远程网络控制的功能性扩展。这是基于污水处理自动化控制系统以数据库为核心的特点，而采用目前国内市场成熟的有关远程网络技术来实现系统基于internet的远程性控制，而做到对污水处理系统的远程监测和控制，保证系统的安全运行。
结束语：
在环保产业内容中，污水处理占有很大的比重，随着我国持续快速经济的增长和人民生活水平质量的提高，对环境保护的要求也越来越高，污水处理行业是一个新的领域，尽管目前结合理论在实践中取得了很大的进展，目前仍存在很多限制因素，值得在今后工作中深入研究。
参考文献:
[1]袁丽英，乔玉晶.污水处理过程中的模糊控制研究2011.7
[2]商敏儿，杜树新.活性/污泥法污水处理过程自动控制的研究现状 2017.4
论文作者:袁登通
论文发表刊物:《防护工程》2018年第11期
论文发表时间:2018/10/10
标签：污水处理论文; 系统论文; 自动化控制系统论文; 现场论文; 功能论文; 数据论文; 工艺论文; 《防护工程》2018年第11期论文;