桂林市排水工程管理处 广西桂林 541000
摘要：随着我国经济社会的快速发展和城镇化进程的不断加速，水环境污染问题日益突出，越发制约经济社会持续发展。因此，当前在全面控制污染物排放的同时，对污水处理也提出了更高的要求。目前，我国污水处理厂已由最初的现场人工操作转变为全厂的自动控制，在污水处理厂中自动控制系统发挥着重要的作用，不仅可以进行远程监测，及时发现水质数据和设备的异常；还可以根据预设参数及实时数据，自动调节设备的运行，确保出水水质达到国家标准。鉴于此，文章对自动控制在污水处理厂的重要作用及应用措施进行了研究，以供参考。
关键词：自动化控制系统；污水处理厂；应用研究
1自动控制在污水处理厂的重要作用分析
随着我国社会发展与工业进程的不断加快，使得污水的排放问题越来越严重，成为了国家发展中亟需解决的一个重要问题。水资源与人们的生活息息相关，对人类的生存以及社会的可持续发展有着十分重要的意义。城市生活废水以及工业废水在早期的时候都是直接排放到大自然中，通过自然的自我净化调节功能将废水进行分解。然而在工业化不断扩展的今天，污水排放量十分庞大，仅仅利用自然的净化调节功能无法将这些废水进行有效处理，这就使得污水处理厂的重要性愈发明显。污水处理厂有着复杂的构成，且厂中的建筑物十分众多，在对污水的各项指标进行测量时具有较大的难度。随着科学技术的不断进步与创新，为污水处理厂提供了许多新的技术，其中最为重要的就是自动控制技术，自动控制系统自引入到污水处理的过程中之后就得到了大范围的普及与应用。利用自动控制系统来对污水进行处理具有很多的优势，不仅操作起来十分简便，并且还能够实现实时监测，节省了大量的人力物力。
2在污水处理厂中自动控制系统的组成
自动控制系统可以实时传送下属提升泵站和污水处理厂的水量、水位、水质、电耗、药耗、泥位、设备状态等信息，通过对采集到的信息进行整合、分析和处理，控制整个污水处理厂的进、产、排环节，找出最优化的管理方案，实现生产过程的实时控制。依托于自动化仪表技术、电子信息技术和计算机技术的飞速发展，自动控制系统将污水处理厂带有通信接口的自动化检测仪表、PLC控制器与上位机联接成一个整体，通过可视化操作软件，实现对污水处理厂的智能化管理。
2.1自动化检测仪表
自动化检测仪表是污水处理厂自动控制系统的重要组成部分，作用有如人的耳目，它可以对现场工艺参数进行自动在线监测、记录，快速准确的采集、传输现场数据。一般的自动化检测仪表主要由三个部分组成：一是传感器，用于检测各种被测模拟量；二是变送器，将传感器检测的模拟量转变为电流信号（一般转换为4~20mA的电流信号），并传送到可编程控制器中；三是显示器，将检测数据直观的显示出来。污水处理厂的自动化检测仪表种类繁多，不仅可以检测包括COD、氨氮、MLSS、DO等水质参数，还可检测温度、风压、水位、流量等物理量，为调整污水处理工艺提供重要基础数据。
2.2、PLC控制器
PLC作为一种专业的工业控制装置，是污水处理厂自动控制系统统的核心部分，具有运行可靠和抗干扰能力强的特点。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆PLC可以通过Profibus、Modbus等现场总线技术采集检测仪表的数据，通过EthernetTCP/IP和上位机建立通讯，实现对污水处理设备的自动运行。污水处理厂中通常拥有数量种类繁多的检测仪表及设备，并且各个点位较为分散。因此根据构筑物与检测仪表、处理设备的关联性，一般会分散设立多个PLC控制站，各站间相对独立地构成各自的系统，当一个PLC控制站发生故障时，不会影响其他站点的自动控制；同时各站间又相互联系，各控制站通过工业以太网实现通信，将数据汇总到上位机，由上位机根据各现场数据统一调节设备运行，确保水质参数在预期范围内，满足工艺要求。实现仪表和设备分散控制，集中管理，提高了自控系统的稳定性。
2.3上位机
在污水处理厂中，上位机通过工业以太网与各PLC控制站建立通信，经可视化操作软件可实现全厂监测点数据的实时显示；根据工艺要求直接设置自动化系统的控制参数对设备进行远程自动操作；进行异常数据、故障报警；绘制重要参数的曲线体现变化趋势；进行历史数据的统计分析；更可根据需要进行在线编程，修改生产作业过程。通过上位机可方便快捷地实现全厂的监控和调度，及时发现故障解决故障，确保出水水质达到国家标准。
3自动控制系统在污水处理中的应用
3.1控制层
污水自动化控制系统的最底部的一层就是控制层，主要控制着生产单位的大多数部分，其主要有多个变频控制站组成，从而能够在最大程度上将处理设备和各个监控点的信号进行搜集和控制。根据目前的情况而言，控制层已经实现了对开关量和模拟量的控制，还能够独立自主的完成对数据的采集、计算和分析步骤，从而能够在最大程度上满足日益变化的污水处理设备和工艺方面的要求，具有一定的实时处理功能，还能够自主的控制设备的启动和关闭，从而使设备的效率达到最佳状态。控制层的设计原则主要遵循以下四个方面：一是，在最大程度上满足被控制对象的所有要求；二是，在被控制对象的控制要求被满足的前提下，使系统在操作起来非常方便、简单、经济；三是，能够在最大程度上确保控制系统安全的运行；四是，将实际生产过程中工艺的改进和发展考虑进去，还要在对变频控制器的容量进行选择时，尽量多留出一点容量。
3.2监控层
污水处理系统的组成环节有很多部分，是一个非常庞大的系统，不同的环节在完成工作时的要求也不同，因此，对不同的环节自动化控制的要求也不同。比如，某一企业在对污水进行处理时，主要氛围四期的污水处理、氧化沟、污泥干化、污水一段、污泥脱水等环节，为了能够在最大程度上满足不同环节对自动化控制的要求，就需要在自动化控制系统组成时选择数量不同的变频控制来组成，从而能够形成一个相对来说统一的管理控制中心，这个控制中心也就是监控层，其主要作用就是在自身控制程序上，能够很好地调解好各个环节的设备以及优化不同环节的自动控制，使设备处于良好的运行状态，确保不同环节都能处于最佳的自动控制状态。
3.3管理层
管理层的主要作用就是科学、有效的将各个现场的污水处理状况监控起来，从而能够准确、及时的向上级领导传输生产过程中工艺参数，从而为管理者的决策提供出相应的参考依据，以便能够更好地下达指令。目前我国企业的管理层主要分为两部分：生产、企业，生产是对污水处理厂的控制中心，其主要作用就是监控整个污水处理厂的生产状况，是通过网络通讯的方式跟各个生产单元的进行通讯，从而能够很好地接收到各个控制层传输过来的数据，并将数据进行存储；企业管理层主要作用是通过计算机技术，将各个部门和领导进行计算机联网，然后再跟生产前线进行联网，从而实现信息的有效、快速的传递，这样会在很大程度上提高企业的管理效率和经济效益。
结语
综上可知，将自动控制系统应用在污水处理的过程中能够取得良好的效果，不仅提高处理污水的效率，使水的质量得到了明显的提升，同时还极大的减少了排放的有毒物质，为社会发展带来了巨大的环境效益与经济效益，有利于社会的可持续发展，具有非常积极的现实作用。
参考文献
[1]石晓敏.PLC在污水处理厂自动控制系统中的应用[J].化学工程与装备，2010，04:175-177+76.
[2]马金峰.污水处理厂溶解氧自动控制系统的运行优化[J].中国给水排水，2010，11:17-20.
论文作者:罗淳
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年17期
论文发表时间:2019/11/26
标签：污水处理论文; 设备论文; 自动控制论文; 数据论文; 上位论文; 自动控制系统论文; 污水论文; 《建筑学研究前沿》2019年17期论文;