摘要：由于我国经济发展较晚，早期缺乏对环境污染的重视，环境保护设备和自动控制系统发展起步较晚，因此与国外发达技术水平有一定的差距，在国外PLC、DCS和现场总线等先进的自动控制技术早已被广泛地使用，因此国外污水处理的水平和污水处理工艺得到了明显的提高，达到了非常好的污水处理效果。重庆市排水有限公司排水项目投运以来，累计处理污水31亿立方米，削减COD84万吨。各厂负荷率一直保持在90%以上，出水水质全面达到或优于国家一级B标准，出水综合达标率保持在100%的良好水平，安全工作始终可控在控，随着新环保法、安全生产法全面施行和社会环保监督力度加大，围绕着安全生产运行以及节能减耗增效的标准，做到了安全生产零事故。随着对污水处理工艺和自动控制的研究，并积极引进国外先进的技术，我国污水处理控制水平近年来已经得到了提高，本文对电气工程自控系统在污水处理工艺中的运用进行了探索。
关键词：电气工程；自控系统；污水处理工艺；运用
1电气工程中自控设备存在的干扰因素
1.1交变磁场
受载体差异的限制，不同的载体所产生的干扰有着一定的差异，可根据载体的不同来划分辐射的干扰。在干扰产生的过程中，通常需要借助具有一定的传播能力的载体进行辐射干扰。而公共阻抗的传播则并不相同，需以电磁波为主要的载体结构，由于传播形式的不同，在相对稳定环境条件下，可将不同的载体进行转换，而该类型的转换磁场的变化，引起传播形态的变化，这便产生了交变磁场。
1.2内外干扰
内外干扰在电气工程自动设备运行中较为常见，其产生的原因也相对较多，根据干扰形式的差异，主要将电磁干扰分为内部干扰及外部干扰两种。内部干扰顾名思义即在设备运行内部产生干扰，其干扰结构主要由生产工艺及元件的布置组成，通过对系统内部结构的电磁传导来形成干扰。外部干扰主要由辐射及高压电设备组成，由于自控系统设计趋于开放化，所以在运行过程中，易收到周围设备电磁波的干扰，这边降低了自控设备的基本运行效率。
1.3地电位差
地电位差产生的原因主要是由于设备故障而未能对其进行及时的解决，这便产生了地电位差的问题。该问题的产生主要由电路设备组成。由于部分自控设备的电压并不恒定，使其在运行过程中易产生较大波动，此时便对电路结构产生一定的影响。如电力故障未能及时有效的排除，则会在系统内部产生一定的妨碍电流，这边对设备产生一定的负面影响，此时回路系统电压及电力稳定性将逐步下降，此时设备的自控系统将受到一定的限制，继而使其无法有效的运行。
1.4信号模式
信号模式的组成主要由共模干扰及差模干扰为主。共模干扰的产生主要由网络设备运行的地电位波动而产生，继而造成较为严重的干扰，此时设备便无法按照实际的要求正常运行，因而被称之为地干扰。差模干扰产生的主要原因是线路设计过长，导致信号传输过程中在互感耦合阶段产生。在此过程中设备无法接受有效的指令信号，从而干扰了设备的稳定运行。
2污水处理电气自控系统
所谓电气自控系统，就是通过计算机软件、硬件以及PLC进行控制的一种人机操作系统，操作者通过计算机，实现整个系统各个部分的运转，与此同时，对每台设备进行实时的监控，将每台设备的实时数据采集之后传到计算机，然后经过计算机系统的计算，确定对控制对象的控制量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于污水处理系统来说，电气自控就是对整个污水处理的过程参数进行监控，将采集到的数据传到计算机进行分析和校验，从而发出合理的指令，对处理工艺进行控制。污水处理电气自控系统可以分为两个部分，一是PLC的程序设计，主要负责自动化的控制，另一个是VB程序设计，主要负责PLC与PC端的通信。
3污水处理厂电气工程自控系统的设计
按照污水处理厂的工艺流程，增设相应的现场PLC控制站以及检测仪表，并将中心控制室设于地上。自控系统采用PLC控制系统，系统采用工业界目前流行的控制模式，即开放的计算机网络系统加上流行通用的组态软件以及可靠通用的PLC模块，系统配置和功能设计按各工艺处理阶段无人值守的原则进行。对于厂内监控系统按分层分布式原则设计，系统分为2层：中控室层和现场控制单元。在中控室层能集中监视厂内设备的实时运行情况，并可通过PLC独立完成设备的监视和控制功能。现场控制单元除接收中控室层指令并向中控室层传送数据外，还可内部自成相对独立的计算机监控系统。通过PLC和现场操作员终端可以独立完成厂内相关设备的监视和控制功能。根据工艺特点及全厂平面布置，拟设一个中央控制室和七个现场控制站。七个现场控制站分别为反冲处理控制站、加药间控制站、脱水车间控制站、除臭控制站、紫外消毒控制站、反硝化滤池控制站和除碳硝化滤池控制站，反硝化滤池和除碳硝化滤池采用电磁阀岛。
4污水处理自动控制的限制因素
随着人类发展和科技进步，在污水处理领域出现了很多新工艺、新技术、新设备、新材料，在使用的过程中，不但要考虑技术的先进性，还要考虑其成熟性和实用性，从而使工程设计更加合理。电气工程自控系统在污水处理中的应用主要是为了促进污水处理的高效低耗运行，但是限制污水处理自控系统有效发挥作用的因素主要有以下几种。（1）一些检测工具还不够稳定，例如气味检测技术、进行深度除磷处理的亚硝酸氮等等，可靠性无法保证。（2）污水处理的传感器仅仅发挥了检测功能，在污水流量的控制和前馈控制等高级控制策略中没有得到充分的应用。（3）很多早期建设的污水处理厂，由于受到当时诸多条件的限制，自控技术水平很低，而且缺少配套的自控设备和仪器，在排放标准普遍提高的基础上，要想建立健全完善的自控系统体系要克服很多问题.（4）自控系统所需要的软件和仪器行业不够规范，再加上目前自控技术不够透明，制约了自控系统在污水处理工艺中的使用.（5）很多污水处理厂没有认识到电气工程自控系统在污水处理工艺中的使用价值，以及自控系统运行的节能降耗会给企业带来怎样的经济效益，因此在建设污水处理系统的时候，投资自控系统的热情不高[3]。与此同时，监管部门也没有认识到全面应用电气工程自控系统会有效保障污水排放的达标，对环境保护有着重要的意义，将会产生很大的经济效益，所以没有发挥出作为监管部门的沟通协调作用，限制了自控系统在污水处理工艺中的运用。（6）对于污水处理自控系统的宣传培训不到位，没有建立完善的培训知识体系也是重要的影响因素。
5结论
基于电气工程的自控系统利用了先进的引硬件和控制系统软件，并通过先进的网络总线技术，能够很好地满足污水处理工艺和设备的需要，保证污水处理的处理量和处理质量，具有可靠性高、利用性好、操作简便、方便实时控制和经济合理等优势。除此之外，还能够完全达到环保部门所要求的排放标准，具有非常良好的社会效益，因此，对电气工程自控系统在污水处理工艺中的运用进行探索，是非常重要和非常必要的，通过对自控系统合理地进行使用、管理和维护，能够有效缓解水污染问题，更能满足可持续发展的要求。
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论文作者:边建超,刘大瑞,乔振海
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/9/18
标签：自控论文; 污水处理论文; 系统论文; 干扰论文; 设备论文; 工艺论文; 电气工程论文; 《电力设备》2018年第14期论文;