關(guān)于污水處理廠自動化控制系統(tǒng)的探討

1、<p>　　關(guān)于污水處理廠自動化控制系統(tǒng)的探討</p><p>　　摘 要:污水處理廠自動控制系統(tǒng)因其成本低和利于自動化控制等優(yōu)點，逐漸得到廣泛應(yīng)用。本文通過論述了自動控制的原理與功能，闡述了主要自動化控制系統(tǒng)改進和發(fā)展，污水處理廠自動控制工作可靠性高，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。 </p><p>　　關(guān)鍵詞:污水處理廠；自動控制；原理；控制系統(tǒng) </p>&

2、lt;p>　　中圖分類號：X50文獻標(biāo)識碼：A 文章編號： </p><p>　　隨著城市化進程的加快，城市水污染問題越來越嚴(yán)重，解決污水處理問題刻不容緩。而隨著自動化技術(shù)在各行業(yè)的不斷發(fā)展，污水處理行業(yè)的自動化水平也在快速提高。目前，在污水處理廠中采用自動控制系統(tǒng)進行自動化控制，在保證穩(wěn)定的出水質(zhì)量前提下，實現(xiàn)污水處理成本最低的目標(biāo)，可靠性更強、效率更高，因此，自動化控制將具有很大的應(yīng)用前景。 </

3、p><p>　　1自動化控制的原理及功能 </p><p><b>　　1.1原理 </b></p><p>　　1.1.1 污水處理廠的自控系統(tǒng)是由現(xiàn)場儀表和執(zhí)行機構(gòu)、信號采集控制和人機界面（監(jiān)控）設(shè)備三部分組成。自控系統(tǒng)的構(gòu)建主要是指三部分系統(tǒng)形式和設(shè)備的選擇。自動分析系統(tǒng)的主要功能是建立工藝曲線，通過在線實時采集和人工輸入的方法，將進、出水的

4、COD、、色度、磷、氨氮等主要指標(biāo)與工藝過程控制的污泥濃度、溶解氧、回流比等指標(biāo)通過曲線進行對比并綜合分析，找出即時的最佳運行工藝控制曲線并對工藝實施控制。 </p><p>　　1.1.2 工藝控制部分是由上位工控機、工位PLC、電控執(zhí)行機構(gòu)組成。核心是上位機的智能控制，該功能由上位機的專業(yè)應(yīng)用軟件完成，該軟件程序采用時鐘循環(huán)掃描工作方式，工作可靠性高。上位工控機具備的智能化控制功能，可利用時間、溶解氧和污泥濃

5、度等指標(biāo)進行智能化自動分析并實現(xiàn)多重控制。設(shè)定時間盡可能地避開用電高峰；溶解氧設(shè)置上下限，保證工藝；設(shè)定反應(yīng)池的污泥濃度指標(biāo)，對回流泵和剩余污泥泵進行控制，保證反應(yīng)池中最佳的活性污泥量，以降低能耗。 </p><p>　　工位PLC執(zhí)行上位機遠程發(fā)來的信號，按程序控制電控執(zhí)行機構(gòu)完成工作，主要任務(wù)是根據(jù)工藝要求，對風(fēng)機、回流泵、剩余污泥泵等設(shè)備實施自動控制。 </p><p><b&

6、gt;　　1.2 功能 </b></p><p>　　軟件以WinCC為工作平臺，主要功能有： </p><p>　　1.2.1 控制操作在中心控制室能對被控制的設(shè)備在線適時控制，可以停啟任何一臺設(shè)備，并對在線數(shù)據(jù)進行處理。 </p><p>　　1.2.2 顯示功能可用圖形實時顯示各現(xiàn)場設(shè)備的運行工況及運行參數(shù)。 </p><p&g

7、t;　　1.2.3 數(shù)據(jù)管理功能利用實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行比較和分析，為生產(chǎn)控制提供依據(jù)，優(yōu)化生產(chǎn)過程。 </p><p>　　1.2.4 報警功能當(dāng)在線數(shù)據(jù)如COD、溶解氧、污泥濃度和設(shè)備故障超過規(guī)定值時，系統(tǒng)可自動停止有關(guān)設(shè)備，同時發(fā)出語音報警，記錄并打印相關(guān)記錄。 </p><p>　　1.2.5 打印功能對工藝指標(biāo)和設(shè)備運行狀態(tài)可輸出報表和圖形，可人工或自動打印。 &l

8、t;/p><p>　　2污水過程自動控制系統(tǒng) </p><p>　　格柵控制、水泵控制、沉砂池控制、鼓風(fēng)機控制、生物反應(yīng)池控制和脫水機控制等6個自動控制系統(tǒng)構(gòu)成了自動控制系統(tǒng)的最重要部分。它們由各自相應(yīng)的PLC監(jiān)控工作站進行監(jiān)控，通過網(wǎng)絡(luò)對全廠的工藝系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)管理。某一部分出現(xiàn)故障，現(xiàn)場報警信號立即通過網(wǎng)絡(luò)反饋到中心控制室，通過打印機將故障的具體信息打印出來，并根據(jù)實際情況進行操作，實現(xiàn)方

9、便，快捷，準(zhǔn)確，實時。 </p><p>　　2.1 格柵控制系統(tǒng) </p><p>　　格柵按預(yù)定時間周期可自動開啟，并按設(shè)定時間運行；亦會根據(jù)格柵前后的設(shè)定水位差（該水位差值直接反映格柵堵塞情況）自動開啟，以保證格柵正常工作。我們可以將格柵調(diào)為現(xiàn)場手動或自動模式。在自動模式下，格柵將根據(jù)預(yù)定的時間周期及設(shè)定的水位差進行工作，自動清污，螺旋輸送器將一起聯(lián)動，將污物排除。中心控制室可以設(shè)定

10、為遠程手動或自動控制模式。 </p><p>　　2.2 水泵控制系統(tǒng) </p><p>　　按水泵池的液位控制水泵，按預(yù)定的次序逐臺開啟。上一臺水泵不夠用時，開啟下一臺水泵，備用泵最后啟動。根據(jù)水泵的運行時間自動將水泵輪換為啟動泵或備用泵，使各水泵的運行時間均等。對每個泵的控制，有現(xiàn)場手動控制和遠程控制兩種模式。 </p><p>　　2.3 沉砂池控制系統(tǒng)

11、 </p><p>　　沉砂池有閘門、漿葉分離機、吸砂泵、砂水分離器等設(shè)備。設(shè)備之間存在連鎖關(guān)系，在上位機發(fā)出啟動指令后，漿葉分離機先連續(xù)運轉(zhuǎn)，吸砂泵在漿葉分離機運行時按程序自動定時啟停，砂水分離器與砂泵同步啟動，延時停機。 </p><p>　　2.4 鼓風(fēng)機控制系統(tǒng) </p><p>　　鼓風(fēng)機系統(tǒng)的主要任務(wù)是為反應(yīng)池曝氣提供充足、穩(wěn)定的氣量。鼓風(fēng)機控制系統(tǒng)

12、根據(jù)設(shè)定的總管參數(shù)、自動測量的鼓風(fēng)機房總管壓力實際值，通過PLC中的PID控制器進行計算、比較，并輸出一定的參數(shù)，再通過開（停）鼓風(fēng)機或調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機的開度，控制鼓風(fēng)機出風(fēng)量。2.5 生物反應(yīng)池控制系統(tǒng) </p><p>　　生物反應(yīng)系統(tǒng)的任務(wù)是通過培養(yǎng)微生物，并將微生物與污水充分接觸，去除污水中的有機物，還具有除磷脫氮功能。生物反應(yīng)池控制系統(tǒng)有兩種運行方式： </p><p>　　2.

13、5.1 固定運行方式。以固定運行時段的運行方式為基礎(chǔ)，各段運行時間可調(diào)，實際運行時刻靈活調(diào)節(jié)。該方式為主要運行方式。 </p><p>　　2.5.2 儀表參數(shù)控制運行方式。主要利用氧化還原電位的變化率，來確定和調(diào)節(jié)生物反應(yīng)的時間。該方式工藝運行較為精確，但對儀表的可靠性和穩(wěn)定性要求很高。該方式為補充運行方式。 </p><p>　　2.6 脫水機控制系統(tǒng) </p><

14、;p>　　脫水機系統(tǒng)包括污泥脫水生產(chǎn)線、絮凝劑輸送泵、進泥泵和脫水機等設(shè)備。當(dāng)儲泥池中的泥位、水池水位、藥罐藥量符合開機要求時，脫水機控制系統(tǒng)自動啟動污泥脫水生產(chǎn)線，自動調(diào)節(jié)進泥量，并根據(jù)進泥量的測量值和藥、泥比例設(shè)定值自動調(diào)整進藥量。 </p><p><b>　　3故障與報警 </b></p><p>　　系統(tǒng)擁有完備的參數(shù)保護和報警功能，設(shè)備出現(xiàn)故障，如：

15、泵的低液位停機保護、設(shè)備過載保護，參數(shù)的超出高低限報警等。當(dāng)發(fā)生報警時上位機畫面中會自動彈出一個報警提示窗口，在該窗口中顯示了發(fā)生報警的設(shè)備名稱和報警狀態(tài)。點擊“確認(rèn)”或者“總確認(rèn)”按鈕，再點擊關(guān)閉按鈕才能正確關(guān)閉該報警。 </p><p><b>　　4維護與保養(yǎng) </b></p><p>　　每天應(yīng)定時巡查，查看設(shè)備的運行是否正常，聽設(shè)備的運轉(zhuǎn)聲音是否正常，如發(fā)現(xiàn)

16、異常，為確保設(shè)備不被損壞應(yīng)及時停機并由通知專業(yè)人員進行維修，部分設(shè)備需注意適時加油。 </p><p>　　自動檢測儀表故障報警主要是由于被測參數(shù)超出測量范圍或儀表本身誤差累積造成測量值偏離真實值過多而報警。對于一些精密儀表、探頭而言，污水廠的工作環(huán)境是比較惡劣的。因此，對它們必須定期維護與保養(yǎng)。 </p><p>　　4.1 保持自動化檢測儀表傳感器的清潔。由專人定期清洗探頭，保證數(shù)據(jù)采

17、集準(zhǔn)確性。特別是DO，SS，PH儀等直接與污水接觸的分析儀表，必須定期由專人清洗，每一個月清洗1次，保證儀表的正常工作；清洗時要求使用柔軟的材料，以免損壞儀表。 </p><p>　　4.2 定期校正各種儀表。儀表在長期運行過程中難免會產(chǎn)生測量誤差，為了保證儀表測量的準(zhǔn)確性，對分析儀表需每月定期校正1次；而且要求水質(zhì)化驗技術(shù)人員利用化驗室儀器檢測相應(yīng)的項目，并與現(xiàn)場儀表測量結(jié)果比較，如果偏差太大，那么應(yīng)適時對儀表

18、進行校正，確保儀表測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。 </p><p><b>　　5結(jié)束語 </b></p><p>　　應(yīng)用自動化控制系統(tǒng)是是污水處理行業(yè)發(fā)展的必然走向，對污水處理企業(yè)的管理和工藝都大有益處。其保證了污水處理運行的安全可靠，大大提高了污水處理的自動化控制水平和管理水平，從而提高了生產(chǎn)效率，降低了能耗。相信隨著科學(xué)技術(shù)的進一步發(fā)展，自動化控制將會更加深入污水處理行業(yè)當(dāng)中

19、，為人民為社會作貢獻。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]趙捷.污水處理廠自動化控制系統(tǒng)及控制功能實現(xiàn)[J].電氣技術(shù),2006年04期. </p><p>　　[2]于玖洋,徐長弓.自動化控制系統(tǒng)在城市生活污水處理中的應(yīng)用及改造[J].科技資訊;2010年15期. </p><p&