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摘要：制革工业的污染非常严重，现在国家发展越来越重视对环境的保护，习近平总书记提出了“绿水青山就是金山银山”，充分表示出我国对环境的重视程度。基于此，制革行业要想健康发展，需要对污染情况进行治理和改善。制革行业的污染主要来自于水污染，所以对污水的治理有着十分重要的意义。本文对污水处理控制系统的设计进行探讨，可以提高我国制革行业的发展，还能保护生态环境。
关键词：制革行业；污水处理；控制系统
一、前言
制革行业在带来巨大经济利益的同时，也排放了大量的污水，而且污水中杂质含量高，其中成分比较复杂，在进行污水处理时，难度较大，经常会达不到污水的排放标准，所以很多制革企业都偷偷排放污水，对自然环境造成了不可磨灭的影响。随着科技的发展，将自动化技术应用到污水处理系统中，不仅大大提高了系统的效能，而且还能降低治污成本。本文对污水处理控制系统进行了分析，希望促进制革行业的健康发展。
二、工艺简介
在制革行业中，进行污水处理时通常使用基于新型吸附材料的深度处理、循环腐殖填料床（CHF）、尾水回用以及二段厌氧处理等技术，通过对工艺系统进行优化，实现污水的处理。
其中的二段厌氧处理技术通常包括两段工艺，一段水解酸化工艺，二段艳阳产甲烷工艺。其中一段是在封闭的水解酸化罐中进行的，在其中添加硫化氢回收系统。在二段厌氧产甲烷工艺中，使用的是厌氧腐殖填料床工艺，简称AHF，通过沼气脱硫，并且借助辅助系统。使用的酸化反应器，在长时间酸积累的情况下，降低了混合液的PH值，为了使得反应器可以保持效率，要将混合液的PH值控制在7到7.5之间，这样可以使硫化氢转向气相。AHF装置中的弱酸性环境是降解微生物的最佳生存环境，此时的PH值为6.5-7.在AHF装置内，因为持续的生化反应，经常会产生很多的无害气体，这些气体会使装置内压力增加，还会升高混合液的温度。所以，将PH值、温度以及压力都保持在合适的范围内，对于AHF装置来说，非常的重要。工艺流程图如下图1。
三、控制系统的设计
（一）灵活、通用的控制系统架构
通过PLC和工控机的硬件配置，就可以满足两种控制方案：其一是上位机作开发机，配备运行监控软件，下位机来进行日常的控制。其二就是上位机仍然做开发机，用来实现复杂的控制算法，下位机等效为高速I/O模块[1]。
这种硬件配备方式提高了灵活性和扩展性，运行初期，使用常规开关来进行控制，简单而且足以满足控制需求。运行的后期，因为控制逐渐变得复杂，就需要应用更加先进的控制算法。本文主要针对上述第一种方案进行探究，其控制架构图如下图3。
其中几种管理层在中央控制室中，上位机是DELL工控机，用来进行系统监控和设置工艺参数以及储存数据等；下位机使用的是台达DVP-SV系列PLC，可以进行实时控制和采集数据等；远程设备主要包括排泥泵、仪表、计量泵和变送器等。根据制革污水处理的特点，在CHF装置中，应用的是污泥排出转子泵，可以进行正反转，定时进行反转冲洗，保证了设备的畅通。
通过RS-232 和 RS-485协议来实现上下位机的通讯，分为两部分内容：传输实时监控数据以及上传和下载控制程序。对于现场的电气设备，直接接入到PLC所在的电气柜中。
其中，前台面板由多个部分组成，包括模拟量实时值界面、工艺流程界面、模拟量历史趋势曲线界面以及模拟量实时趋势曲线界面和参数设置界面。在工艺流程界面里，不仅有工艺总貌图，还包括系统菜单、CHF装置的轮转运行切换以及手、自动切换等功能。操作人员可以实现对不同系统装置的实时状态进行监控，而且还能快速切换系统的运行模式。在自动控制系统中，需要在线设定一些控制参数和工艺参数。这些参数包括八组CHF时间值，十一组液位值，六组PH值以及两组风机保护风压值。前台面板将组态王提供的各种图库元素进行了集成，还使用了很多种控件，可以满足多种弹出式窗口，还能进行状态指示。
监控系统的后台数据库由三部分组成，其一是变量历史库，其二是报警数据库，其三就是帮助资料库。在变量历史库中吗，将动态网数据中所有的有用变量都储存了；在报警数据库中，将报警的高低限变量数据进行储存，还记录了报警的时刻和动作等；在帮助资料库中，对超级文本形式的帮助文件进行了储存。工控机有非常强大的储存能力，可以储存大量的信息，而且查询也非常的快速。
在用户管理中，对象和操作者设置了分别访问优先级赫尔安全区，当用户的优先级是比设置对象的优先级要高的时候，而且还要在安全区，就可以有访问该用户的权限。管理员的权限最大，不仅可以对状态进行监控，而且还能对设备进行控制，设置参数等；操作员只能对状态和设备进行监控；监视员则只能对状态进行监视。将不同用户的等级进行划分，使得系统的运行、维护和调试都更加的快捷方便。
（三）下位机PLC控制程序开发
PLC的作用就好比是一台微型计算机，但是专用于控制目的。在下位机部分中，主要由PLC主控模块、模拟量输入扩展模块、电源模块和数字量输入/输出模块所组成[3]。
其中主控模块主要作用是对各种运行程序的指令进行发送和接收，是系统的中枢部分。系统主要负责完成以下三种任务：其一是对现场模拟量信号进行采集，然后通过PLC进行控制逻辑判断，给上位机的监控界面传送实时值；其二就是利用定时模块，控制设备进行定时运行模式切换操作；其三就是接受来自上位机的控制指令，同时还能接收在线参数，对控制动作进行在线设定。
四、总结语
在经济发展过程中，制革行业做出了巨大的贡献，但是，与此同时，因其排放了大量的污水，所以对环境也造成了不可磨灭的影响。目前，我国越来越重视经济的高质量发展，制定了“五位一体”战略总布局，更加重视环境保护。对此，要控制制革行业的污水排放，需要科学、有效的污水处理系统。本文对污水处理系统的设计进行了简要的分析，由工控机、PLC系统、电气设备等远程控制系统组成的集散控制系统。该系统已经得以应用，且效果较好，优点较多，具有一定的示范意义。
参考文献：
[1]王瑀婷.制革污水处理方法研究进展[J].化工中间体,2017,(1):58-59.
[2]雷超杰.制革污水处理过程控制系统设计及控制策略研究[D].中国科学技术大学,2012.
[3]张旋.制革综合废水腐殖填料生物滤池组合工艺中试研究及抗堵塞实验室研究[D].南京大学,2014.
论文作者:任伟帅
论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期
论文发表时间:2018/5/22
标签：污水处理论文; 系统论文; 工艺论文; 控制系统论文; 污水论文; 还能论文; 行业论文; 《基层建设》2018年第4期论文;