摘要：近年来我国科学技术水平不断提升，已经将精确的信息处理技术与科学的计算机技术同城市的生活污水处理工作紧密结合。这其中，最有代表的就是电气与自控设计，该技术应用于污水处理厂的日常工作中，有效改进了厂区相关工作的监控管理，实现了对用水水体质量的精确检测以及用量的合理控制。为了促进电气与自控系统相关设计技术的发展，笔者总结多年的实践经验，对该技术在城市生活污水处理厂工作中的应用进行了科学分析。?
关键词：城市生活；污水处理厂；电气；自控；设计
一、城市生活污水处理厂自控系统分析?
城市生活污水处理厂中应用的电气自控系统主要作用是精确校验工作过程中的相关参数，同时进行科学分析，实现对厂区工作的合理控制。故该技术需符合集中控制的设计原则，实现现场仪表同电气器械的有机结合，形成完整的监控系统。设计过程中，必须保证自动以及手动控制都能对相关流程进行有效控制。自动控制指的是相关处理工作均由计算机进行控制与管理，而且，还能依照实际情况的变化及时调整相应控制顺序。污水处理工作进程当中，大多数情况都是通过浮球的位置变化实现水位的调整，当水位较低时，低液位浮球下垂代表接通信号；水位处于中间位置时，中水位浮起，代表接通信号。这意味着，当工作过程中，调节池的水位偏低，系统便会停止泵的运行；若水位处于中间时，能够轮换使用两台工作泵，即一台工作泵发生故障时，可以及时开启另一台，实现工作的连续完整。同样能够对清水池的水位进行有效控制，实现对反冲洗泵以及清水泵相关运行高度的调控，若清水池水位较低，两台工作泵的运行进程都会被阻断。因此通过改变清水池的水位能够实现对电磁阀的有效控制，若水位过低，电磁阀便会受调控而实现开启补水；若水池水位过高，电磁阀便会受控而关闭。
二、城市生活污水处理厂自控系统总体设计?
按照城市生活污水处理工艺流程规范的要求，处理厂内使用的器械都可以使用两种不同的控制手段：手动开停控制手段以及自动控制系统，两种不同方式可以自由切换。手动控制的操作按键需设定于机器旁边，达成设备的单体动作，该手段一般应用于机器的检修与调试工作，也可以作为临时手段参与生产过程中。一般而言，处理厂的控制调整手段设定为自动控制，设计流程应符合“集中管理、资源共享、集中控制”的原则与要求，使得设计流程与自动化调控、精确地信息化管理的流行发展趋势相贴合，从而实现对相关参数以及设备运行过程的精确监测，实现对生产流程的自动控制。?一般处理厂设计的自控系统为“纵向分层式”的控制系统，该控制系统可以分为生产监控层、生产管理层、现场设备层以及现场控制层等几个层级，不同层之间的通讯连接通过工业以太网以及PROFIBUS-DP实现，从而实现了对生产相关参数（温度、pH值、电导率）的精确及时在线监测，然后依据监测指标适时调整。同时建立数据库对相关信息进行储存，储存的信息由专业人员进行处理分析，及时调整，实现生产调度。储存信息的来源主要是网络采集现场PLC监控站收集的生产过程中的数据与信息。
三、城市生活污水处理厂现场控制站的设置
处理厂电气自控系统的控制站主体是中央控制室，其余结构还包括不同的现场控制站。中控室的作用是集中管理整个处理厂，现场控制站则起到控制具体工序的作用，二者之间的联系通过环形工业以太网实现，传输媒介为高速光纤。本文选择生物处理污水工艺作为典型进行介绍，其中，该工艺的现场控制站一般设置在生物处理工段、进水工段以及出水工段。?
1.进水工段控制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该工段主要进行污水的过滤以及沉降工作，因此，需要控制的结构包括污水沉降池、粗细格栅以及进水泵。首先要在粗细格栅上设置检测液体水平的液位计，当检测到液体水平的差值高于预设值时，控制格栅开始工作，液位水平差值恢复到预设值以内时，调整格栅自动停止运行。与此同时，进水泵上也安装检测液位的液位计，实际测定值与预设值相符合时，调整进水泵开始运行，启动进水工作。在此过程中，现场PLC控制站通过测定每一台工作机器的运行时间，合理调整每台机器的运行时间，防止频繁更换机器以及开关机的操作，降低机器损坏的风险。水泵运行的控制可以由手动进行也可以由主控室进行，沉降池的运行则与水泵工作联系起来，水泵停止运行时，沉降池便受控开始运转，当水泵开始运转时，沉降池则受控停止运行。
2.生物处理污水工段控制。该阶段的主要任务是控制处理厂中的生物曝气系统以及循环反应系统。生物曝气系统指的是对污水进行生物学分解作用的微生物的生存空间，若该系统发生故障会影响微生物的活性进而影响处理厂对污水的处理工作，影响处理的效果。为了维持该系统的稳定，一般使用鼓风机来增加生化池的氧含量，促进微生物的正常生长。同时，要安装科学的检测装置，实时监测该系统内的氧含量，若检测值小于正常值，则手动或自动激发控制系统，控制鼓风机开始运转，提高生化池内的氧含量，当测定值恢复到正常值后，则发出指令，使得鼓风机停止运转。循环反应系统的主要作用是调整生化池不同时期内进行的生化反应，促进污水处理工作的高效进行，该作用主要是通过控制各个阀门的开闭实现的，该作用是由现场控站进行合理控制。?
3.出水工段的控制。该系统主要进行出水量的控制，因此需要安装适当的仪器及时检测出水房内不同时间段内的出水量以及液位。当检测值高于预设值时，由远程控制系统监控信息并及时启动排水工作，若检测值小于预设值，则通过调节系统停止相应程序的运行。在此过程中，自动控制系统会检测并评估每台机器的工作时间，合理调整不同机器的工作时间，提高工作效率，防止意外的发生。
四、城市生活污水处理厂PLC系统模块与代码设计?
通常情况下，污水处理厂的电气自动控制系统由许多部分组成，这些部分包括：曝气滤池自动反冲系统、主程序、英砂过滤器自动反冲系统、变量及参数设计等。在所有程序中，主程序是所有二级程序的总接入口，操作过程中，许多重要参数可以通过分析实际的需求进行适当的调整，该种调整一般利于实际操作，故参数的设置都设定在子程序之中，这样可以防止重复调整，减少工作量。大多数情况下，不需要对中间变量进行调整，但是当实际需要要求调整中间变量时则要及时做出改进与调整，此时便需要大范围的对整个程序系统进行调整，故为了减轻在此种情况下的工作量，一般将其也设定为子程序之一。当需要对曝气滤池以及石英砂过滤器的自动反冲系统进行调整时，情况十分复杂，因为若要进行合理的调整，则需要调整多个不同的阀门与开口，实现对整个程序的调整。但是相应阀门是通过操控电机正反向变化进行调整的，故如果系统做出相应的指令，电机会随之往指令指定方向转动，若此时阀门受控调整为既定状态，但电机仍进行运转，则此种矛盾很容易损毁电机，造成不必要的损失。这提示我们在程序的设定阶段，要设立精确地限制功能，即在调整阀门指令后的30秒时间内，电机必须停止运转，从而实现对电机的合理保护作用。?
结语
综上所述，在污水处理厂的处理流程中，为了有效设计处理厂的电气自控系统，参与设计的人员必须将自控设计同实际需求紧密结合，争取满足设备与工艺的运行需求，尽量满足使用者的要求，同时保证处理效果（水量、水质）的高效。而且，鉴于工业体系的自身特点，设计实施的系统必须能承受长时间运转的考验，这对设计人员提出来更高的要求，需要设计人员综合考虑开发、后期维护的各个阶段，制定出合理有效的控制系统。
参考文献：
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[3]刘安.电气工程自控系统在污水处理工艺中的运用探索[J].集成电路应用，2018，35（05）
论文作者:于宗正
论文发表刊物:《科技新时代》2019年4期
论文发表时间:2019/6/19
标签：污水处理论文; 系统论文; 自控论文; 工作论文; 水位论文; 工段论文; 城市生活论文; 《科技新时代》2019年4期论文;