關(guān)于污水處理廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)的探討

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

2、lt;p>　　中圖分類號(hào)：X50文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p>　　隨著城市化進(jìn)程的加快，城市水污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，解決污水處理問(wèn)題刻不容緩。而隨著自動(dòng)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(dòng)化水平也在快速提高。目前，在污水處理廠中采用自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化控制，在保證穩(wěn)定的出水質(zhì)量前提下，實(shí)現(xiàn)污水處理成本最低的目標(biāo)，可靠性更強(qiáng)、效率更高，因此，自動(dòng)化控制將具有很大的應(yīng)用前景。 </

3、p><p>　　1自動(dòng)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(chǎng)儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信號(hào)采集控制和人機(jī)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(dòng)分析系統(tǒng)的主要功能是建立工藝曲線，通過(guò)在線實(shí)時(shí)采集和人工輸入的方法，將進(jìn)、出水的

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

5、度等指標(biāo)進(jìn)行智能化自動(dòng)分析并實(shí)現(xiàn)多重控制。設(shè)定時(shí)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(duì)回流泵和剩余污泥泵進(jìn)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(jī)遠(yuǎn)程發(fā)來(lái)的信號(hào)，按程序控制電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成工作，主要任務(wù)是根據(jù)工藝要求，對(duì)風(fēng)機(jī)、回流泵、剩余污泥泵等設(shè)備實(shí)施自動(dòng)控制。 </p><p><b&

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

7、t;　　1.2.3 數(shù)據(jù)管理功能利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和分析，為生產(chǎn)控制提供依據(jù)，優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程。 </p><p>　　1.2.4 報(bào)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(guò)規(guī)定值時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)停止有關(guān)設(shè)備，同時(shí)發(fā)出語(yǔ)音報(bào)警，記錄并打印相關(guān)記錄。 </p><p>　　1.2.5 打印功能對(duì)工藝指標(biāo)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)可輸出報(bào)表和圖形，可人工或自動(dòng)打印。 &l

8、t;/p><p>　　2污水過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng) </p><p>　　格柵控制、水泵控制、沉砂池控制、鼓風(fēng)機(jī)控制、生物反應(yīng)池控制和脫水機(jī)控制等6個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)成了自動(dòng)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(jìn)行監(jiān)控，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)全廠的工藝系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)管理。某一部分出現(xiàn)故障，現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警信號(hào)立即通過(guò)網(wǎng)絡(luò)反饋到中心控制室，通過(guò)打印機(jī)將故障的具體信息打印出來(lái)，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)方

9、便，快捷，準(zhǔn)確，實(shí)時(shí)。 </p><p>　　2.1 格柵控制系統(tǒng) </p><p>　　格柵按預(yù)定時(shí)間周期可自動(dòng)開啟，并按設(shè)定時(shí)間運(yùn)行；亦會(huì)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(dòng)開啟，以保證格柵正常工作。我們可以將格柵調(diào)為現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)或自動(dòng)模式。在自動(dòng)模式下，格柵將根據(jù)預(yù)定的時(shí)間周期及設(shè)定的水位差進(jìn)行工作，自動(dòng)清污，螺旋輸送器將一起聯(lián)動(dòng)，將污物排除。中心控制室可以設(shè)定

10、為遠(yuǎn)程手動(dòng)或自動(dòng)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(tái)開啟。上一臺(tái)水泵不夠用時(shí)，開啟下一臺(tái)水泵，備用泵最后啟動(dòng)。根據(jù)水泵的運(yùn)行時(shí)間自動(dòng)將水泵輪換為啟動(dòng)泵或備用泵，使各水泵的運(yùn)行時(shí)間均等。對(duì)每個(gè)泵的控制，有現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制和遠(yuǎn)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(jī)、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(jī)發(fā)出啟動(dòng)指令后，漿葉分離機(jī)先連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，吸砂泵在漿葉分離機(jī)運(yùn)行時(shí)按程序自動(dòng)定時(shí)啟停，砂水分離器與砂泵同步啟動(dòng)，延時(shí)停機(jī)。 </p><p>　　2.4 鼓風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng) </p><p>　　鼓風(fēng)機(jī)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(jī)控制系統(tǒng)

12、根據(jù)設(shè)定的總管參數(shù)、自動(dòng)測(cè)量的鼓風(fēng)機(jī)房總管壓力實(shí)際值，通過(guò)PLC中的PID控制器進(jìn)行計(jì)算、比較，并輸出一定的參數(shù)，再通過(guò)開（停）鼓風(fēng)機(jī)或調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的開度，控制鼓風(fēng)機(jī)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(guò)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(jī)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(yùn)行方式： </p><p>　　2.

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

14、;p>　　脫水機(jī)系統(tǒng)包括污泥脫水生產(chǎn)線、絮凝劑輸送泵、進(jìn)泥泵和脫水機(jī)等設(shè)備。當(dāng)儲(chǔ)泥池中的泥位、水池水位、藥罐藥量符合開機(jī)要求時(shí)，脫水機(jī)控制系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)污泥脫水生產(chǎn)線，自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)泥量，并根據(jù)進(jìn)泥量的測(cè)量值和藥、泥比例設(shè)定值自動(dòng)調(diào)整進(jìn)藥量。 </p><p><b>　　3故障與報(bào)警 </b></p><p>　　系統(tǒng)擁有完備的參數(shù)保護(hù)和報(bào)警功能，設(shè)備出現(xiàn)故障，如：

15、泵的低液位停機(jī)保護(hù)、設(shè)備過(guò)載保護(hù)，參數(shù)的超出高低限報(bào)警等。當(dāng)發(fā)生報(bào)警時(shí)上位機(jī)畫面中會(huì)自動(dòng)彈出一個(gè)報(bào)警提示窗口，在該窗口中顯示了發(fā)生報(bào)警的設(shè)備名稱和報(bào)警狀態(tài)。點(diǎn)擊“確認(rèn)”或者“總確認(rèn)”按鈕，再點(diǎn)擊關(guān)閉按鈕才能正確關(guān)閉該報(bào)警。 </p><p><b>　　4維護(hù)與保養(yǎng) </b></p><p>　　每天應(yīng)定時(shí)巡查，查看設(shè)備的運(yùn)行是否正常，聽設(shè)備的運(yùn)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(shí)停機(jī)并由通知專業(yè)人員進(jìn)行維修，部分設(shè)備需注意適時(shí)加油。 </p><p>　　自動(dòng)檢測(cè)儀表故障報(bào)警主要是由于被測(cè)參數(shù)超出測(cè)量范圍或儀表本身誤差累積造成測(cè)量值偏離真實(shí)值過(guò)多而報(bào)警。對(duì)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(duì)它們必須定期維護(hù)與保養(yǎng)。 </p><p>　　4.1 保持自動(dòng)化檢測(cè)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(gè)月清洗1次，保證儀表的正常工作；清洗時(shí)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(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中難免會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差，為了保證儀表測(cè)量的準(zhǔn)確性，對(duì)分析儀表需每月定期校正1次；而且要求水質(zhì)化驗(yàn)技術(shù)人員利用化驗(yàn)室儀器檢測(cè)相應(yīng)的項(xiàng)目，并與現(xiàn)場(chǎng)儀表測(cè)量結(jié)果比較，如果偏差太大，那么應(yīng)適時(shí)對(duì)儀表

18、進(jìn)行校正，確保儀表測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。 </p><p><b>　　5結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　應(yīng)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)是是污水處理行業(yè)發(fā)展的必然走向，對(duì)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(yùn)行的安全可靠，大大提高了污水處理的自動(dòng)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(jìn)一步發(fā)展，自動(dòng)化控制將會(huì)更加深入污水處理行業(yè)當(dāng)中

19、，為人民為社會(huì)作貢獻(xiàn)。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]趙捷.污水處理廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)及控制功能實(shí)現(xiàn)[J].電氣技術(shù),2006年04期. </p><p>　　[2]于玖洋,徐長(zhǎng)弓.自動(dòng)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&