污水处理自动化控制系统的应用研究.docx

污水处理自动化控制系统的应用研究 【摘要】自动化控制系统在污水处理工艺中，能够有效地节能降耗。当前在我国污水处理厂应用自动化控制系统势在必行。该文结合某污水处理厂实际情况研发的自动化控制系统，分析其特征和优势并对应用前景进行了预测分析。 【关键词】污水处理，自动化，控制系统，应用 随着人口的增多，水资源危机将日趋严重。为了保护环境，节约用水，我国近年来对城市污水处理的投入大幅度增加，在一般的大、中城市都建立起了污水处理厂。但限于各方面的原因，大部分的污水处理厂都是人工操作状态，技术和管理跟不上，运行成本也相当惊人。如何提高我国城市污水处理自动化控制水平，是亟待解决的问题。本文根据自己工作中的实际，结合某厂实际，提出城市污水处理自动化控制系统的设计，希望对普遍的自动化控制系统运用提供启发。 1.自动化控制系统设备选型 A.监控系统的选型。按照某污水处理厂的设计，采用工业控制机IPC610（研华股份有限公司生产）作为计算机控制系统中的上位监控计算机。显示器选用相关配套产品。之所以采用该产品，是因为在以往的实践中，确认其可以在工业应用环境下，有效地提高设备的使用寿命。上位组态软件采用RSview监控组态软件包（诶比集团生产）。现场控制站内的可编程控制器选用ControlLogix系列（诶比集团生产），显示器选用该系列的配套产品。工业以太网交换机选用ED6008系列（摩沙公司生产），其通讯介质为光纤。各个就地控制站选用SLC系列控制器（诶比集团生产），通过DeviceNet或DH+实现与现场控制站连接。 B.仪表选型。建议采用进口设备，下列产品经市场检验，为优质产品，如瑞士ZgLLIG公司生产的溶解氧分析仪；美国哈希公司生产的在线COD分析仪表：日本TOMOE公司生产的电动调节阀门；德国恩德斯豪斯公司生产的浓度分析仪表；德国莱比信公司生产的空气流量计等。 2.控制系统设计的细节说明 设置超声波液位差计，在粗、细格栅前后均进行设置，链接到现场和中央控制室电脑显示器。通过控制数据，确定合理的工艺值，一旦前后液位差值出现异常，自动启动相关程序，实现对粗、细格栅的连锁启停。在旋流沉砂池里面设置PH计，实时监测瞬时进水PH值。根据设计要求，我们根据测算，确定科学合理的PH 值为4.09.0，当PH值出现异常时，中控室电脑就会发出声光报警信号。在进水管里面安装电磁流量计，实时监测进水流量。如果液位值出现异常，我们设计的自动化系统，会发出报警信号，自动启动相关程序，实现对五台进水提升泵的启停。在缺氧池里面设置溶解氧（DO）在线测定仪1台，在好氧池中也设置1台。然后确定合理的监测溶解氧数值（缺氧池1.Omg/L左右：好氧池2.02.5m#L左右），当DO值出现异常时，中控室电脑就会发出报警信号。此时，操作人员根据需要，打开所需的曝气机，使溶解氧恢复到正常范围内。在好氧池中设置两台污泥浓度计，实时监测污泥浓度，根据监测值，在中央控制室内，远程控制，增加排泥或者是增加污泥回流量。在出水池中设置多台辅助测试仪器，包COD在线测定仪括、PH计、污泥浓度计等，利用这些检测仪器，对现场和中控室进行实时监测，确定污水处理后的中水是否达标。正常数值范围内，可以保证出水要求达到国家二级标准。 3.设计系统应用的总体评价和存在的问题 根据某污水处理厂实际，我们设计了这套系统。选用了一流的硬件，设计了良好的软件，并进行了运行实验，总体评价是实现了最初的设计要求。 A.该系统主要特色。 a.高可靠与高稳定性。环形冗余以太网方案可以保证系统有更高的可靠性，单一点的链路中断不会影响整个网络通讯瘫痪；专用控制器网络，FINS通讯服务，可以保证自控系统在通讯方面更高的稳定性。整个系统采用的PLC模块、成熟定型产品，PLC控制柜内的抗干扰和防雷等技术措施，具有供电冗余功能的中控室、现场控制站设备等，都可以保证系统的长期稳定和可靠运行。 b.高扩展性和开放性。向下兼容性是工业以太网的重要特性。目前使用的是双绞线或光纤介质，如果进行系统升级，如把传输速度提升10倍，一般来说，不需要改变现有的布线，只更新网络设备就能轻松实现；如果升级主干网，也无须重新铺设光缆，只更新网络传输设备就能轻松实现。另外，本系统所有硬件接口和软件协议都按照开放性的标准设计、编制，可以轻松实现设备的增减、系统的调整等变化。 c.实用性突出。组态软件和编程软件采用的全部为中文界面，图画功能丰富，用户可以在终端清晰地了解污水处理厂各工段的运行情况，一旦出现故障报警等问题，第一时间里，操作人员就可以通过鼠标发布各种指令或换画面。这一系统的实用性还体现在用户可经由上位机的网络，监测网络内任一节点的数据。系统设计的梯形监控工具也可以监控这个网络，不需要现场操作，就可以控制器网络内各站PLC梯形图程序，实现无缝连接。 B.该系统主要弊端。污水处理的自动控制系统中采用了一些自动化检测设备，这些设备，包括仪表、阀门等，由于各方面的原因，其功能的实现和产品的精度还很不完善，在现实运行的过程中，存在较大误差。所以，也不能一味相信这些设备，还是要充分发挥人的主观积极性。污水水质的监测与控制系统方面，也存在一些问题。系统反应、机械传动等都有可能导致控制滞后，有时候，在节能控制方面的效果不太明显。另外，由于大量采用国内外先进设备和技术，维护、维修的成本相对较大。各种进口的污泥浓度计、pH计、泥位计等仪器，需要定期做严格的维护和修理，包括定期清洗等。但这些设备价格昂贵，可能加剧污水处理厂的投资费用。 4.结语 总之，在我国污水处理厂应用自动化控制系统，对污水处理企业的管理和工艺都大有益处。建议在污水处理厂大力实施自动化控制系统，这既是大势所趋，也是污水处理行业发展的必然走向。 参考