张安然
广州中国科学院沈阳自动化研究所分所
摘要：近年来，伴随着社会经济的不断发展，人们的环保意识越来越强烈，其中水污染一直是备受关注的问题之一，积极做好污水处理是目前的关键所在。其中在科学技术的不断发展下，各类新型技术在污水处理中得到了应用，最具代表性的则是PLC自动控制系统，为进一步分析其应用效果，下文中则从理论角度展开分析与讨论，针对PLC自动控制系统加以研究，旨在实现我国污水处理的有效。
关键词：PLC自动控制系统；污水处理；应用
自迈入21世纪之后，计算机技术的有效应用促使自动化技术成为了各行各业发展的重要载体，在随着人们生活水平的不断提升下，环境污染问题也演变的越来越严重，而水污染是其中的主要污染问题之一，尤其是在人们用水量的不断增多以及各类工厂的不断建设中，水污染问题日趋严重，所以需要对污水处理加以重视。如果采取传统的污水处理方式是远远不够的，其局限性会导致其污水处理效果受到影响，而应用PLC自动控制系统，可实现水质的实时监测，促使污水处理效果更加完善。
1、现阶段我国污水处理现状
严格意义上分析，当前人们对污水处理工作有了更高的认识，污水处理工程也逐渐提到日程之上，对于众多污水处理厂而言，其采取的污水处理工艺是活性污泥法，这是一种较为传统的方式，在伴随着时代的不断发展下，人们以及社会对污水处理的要求越来越高，各类新型工业也得以诞生，如CASS工艺、MBR工艺等。从整体上分析，在受到众多因素的影响下，现阶段我国污水处理技术仍旧处于下游，在技术与配置方面与发达国家存在差异。对于众多发达国家而言，会将信息化技术应用其中，污水回收率高达90%以上，且这一类国家对PLC自动控制系统应用普遍，经智能控制单元可实现对污水处理系统的控制。在这一发展背景下，我国需要紧跟时代发展的步伐，不断提高污水处理的水平与效率，集中解决污水处理专业化不足、自控技术等，实现对先进技术的有效应用，提升污水处理水平与效率。
2、PLC控制系统的主要结构
PLC控制系统主要包括了硬件部分与软件部分，其中硬件部分中的自控系统涉及到了上位监视级与下位控制级，整个监视级是由打印机与工控机所组成的，在运行状态下不仅可以实现对现场工作状态的监视，而且还可以随时打印数据，其工作人员能够对泵房的实际情况加以了解。此外，控制级则是由PLC组成，数量上有4台，分别将其放置到水泵房、鼓风机房、脱水车间以及污泥泵房，利用光纤进行传输。在软件部分中的ST--400控制器主要采用了Wondware软件，该软件的应用可以实现编程、控制、在线命令等。除此之外，在经过不断升级与改造下，该软件利用PLC接口与通信协议，可对数据以及函数集加以整合，做好数据的采集。
3、PLC自动控制系统的主要功能
在污水处理中为进一步提高其工作效率，减轻劳动量，需要应用PLC控制系统，发挥其作用。经过归纳与整理，其功能主要包括了生产过程的自动控制、实时监测、实时管理、故障报警、联锁保护等。
3.1 控制方式的选择
在整个自动控制系统中主要包括两种控制方式，分别是中心与站点控制，这两种控制方式均可以实现对设备的选择，具有灵活性，尤其是对后期系统的维护可以提供其便利性。
3.2 在线监视功能
一般而言，在进行工控软件二次开发的时候，其计算机屏幕会出现工艺流程图等内容，通过这一界面可以对现场设备的实际运行情况有所了解，特别是仪表的数据变化、工艺参数等。且在这种模式下工作人员能够利用鼠标进行干预。
3.3 实时监控
所谓的实时监控是可以实现对现场过程参数、阀位状态等的监测、记录等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其一是工艺图的切换，通过控制中心监控程序可以对污水处理厂设备的运行状况加以了解；其二是工作流程的自动监测，其工作人员可以用鼠标设定参数，实现对阀门的操作，并对流程进行控制；其三是显示运行设备的工作电流，通过监控程序能够将设备的工作电流、电压等加以显示，工作人员可以了解负载运行情况。
3.4 报警处理
通常情况下当设备发生故障的时候，其系统会启动之前所设定的操作命令，实现对故障的初次处理，与此同时，利用报警画面还可以起到警示的作用。在报警窗口方面主要涉及到了当前报警与历史报警，对于前者而言仅仅显示目前所存在的报警信息，而后者则是等到复位消失之后，其报警信息仍然显示。
4、污水处理中PLC自动控制系统的应用
4.1 细格栅的自动控制
细格栅属于污水过滤装置，在对PLC自动控制系统的应用中，可以实现监控与现场控制，并且能够对水位差值加以调整，能够实现对污水处理的全面控制。
4.2 进水泵房的自动控制
众所周知，进水泵房是实现对进水量以及进水速度加以控制的主要装置，在进行自动控制方面需要应用水位测量仪器做好水位置的检测，其中当水位逐渐升高的时候，水泵会自行启动，当然，启动的顺序是按照累计的水泵运行时间从大到小所排列，相反，当水位有所降低的时候，则会停止。从另外一个角度分析，这一模式下能够进一步实现水泵的自动轮值，且还可有效保证水泵运行状态的稳定性。值得注意的一点是，当水位降低到最低保护水位的时候，其水泵会全部停止。
4.3 旋流沉砂池的自动控制
无论从宏观角度还是微观角度分析，均可以清楚的了解到，旋流沉砂池在整个污水处理中意义重大，属于污水沉淀的装置，在运行过程中，其搅拌叶轮会处于不断运行的状态，尤其是在控制系统启动排砂的时候，可以实现对砂水分离器的控制。其中在这一过程中所涉及到的设备包括了旋流沉砂池、排沙泵等，这一系列的设备均可以应用PLC的联锁功能加以控制，以此保证装置处于运行与静止的状态。
4.4 氧化沟曝气量的自动控制
毋庸置疑，在污水处理的时候要输入氧气，其目的是保证程序的灵活性，在氧气输入的时候需要根据污水处理的实际情况进行控制。其中应用PLC自动控制系统便可以实现对曝气机的快速自动控制，特别是在氧气比较少的时候便可以经过调整，增加氧气含量，当氧气比较多的时候便可以减少氧气含量。在调整过程中可以实现系统充氧能力与实际需氧量之间的匹配，可以起到节约资源的良好作用。
4.5 污泥回流量的自动控制
在污水处理中还有一个系统至关重要，即污泥浓缩脱水系统，这是实现对污水中污泥量的控制，在应用中主要采取时间控制与手动控制两种模式。在运行过程中如果系统发生故障，那么系统会自行停止，还有便是当药液制备段溶液罐的液位比较低的时候，其系统会停止，在等到故障处理之后继续运行。
总之，时代发展下，科学技术得到有效应用，其污水处理过程中PLC自动控制系统的应用意义重大，可以提高污水处理效率，提升各类物资的利用率。
参考文献：
[1]王浩. PLC在化工废水处理厂自动控制系统中的应用研究[J]. 山东工业技术,2017(24):118.
[2]王金楠. PLC在污水泵站自动控制系统中的应用[J]. 石化技术,2018,25(09):221.
[3]孙凯. 污水泵站自动控制系统建设中PLC技术的运用[J]. 硅谷,2015,8(03):107+106.
[4]张丽丽. 西门子PLC控制系统在污水处理控制中的应用[J]. 世界有色金属,2015(09):83-84.
[5]余波,周军. PLC在污水泵站自动控制系统中的应用研究[J]. 才智,2013(09):256.
论文作者:张安然
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/27
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