孫信武

摘 要：污水處理是國家非常重視的一個方面，而自動控制系統(tǒng)的引用為污水處理帶來了飛躍的發(fā)展，該文主要介紹了自動控制系統(tǒng)在污水處理中的運用概況、運用進展、存在的問題以及解決對策，以期有所借鑒。

關(guān)鍵詞：污水處理 ?自動控制 ?概況 ?進展 ?問題 ?對策

中圖分類號：X703 ? ?文獻標(biāo)識碼：A ?文章編號：1674-098X（2014）11（b）-0123-01

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動控制技術(shù)已經(jīng)運用于各行各業(yè)當(dāng)中。水污染防治一直是國家非常重視的一個方面，而城市污水的處理效果和自然水體的污染有著直接關(guān)系，自動控制系統(tǒng)在污水處理中的運用給污水的處理效率帶來了極大的提高，該文將從自動控制系統(tǒng)在污水處理中的運用概況、運用進展、存在的問題以及未來發(fā)展幾個方面進行討論。

1 自動控制系統(tǒng)在污水處理中的運用概況

自動控制系統(tǒng)利用通信網(wǎng)絡(luò)把控制設(shè)備、執(zhí)行器件、檢測元件和主計算機連接起來，通過主計算機可以進行集中控制，從而實現(xiàn)集中監(jiān)控、集中調(diào)度、集中分析和集中數(shù)據(jù)處理的目的。國外自動控制系統(tǒng)在污水處理中的運用起步比較早，美國在20世紀70年代就開始將自動控制系統(tǒng)運用于污水處理當(dāng)中，目前自動控制系統(tǒng)幾乎覆蓋了美國整個污水處理廠，而STAR和SCADA系統(tǒng)在丹麥的幾座大型污水處理廠中運行良好。自動控制在我國污水處理中的運用始于90年代后，但運用的基本上是從外國引進的成套設(shè)備，經(jīng)過這些年的發(fā)展，工業(yè)以太網(wǎng)與FCS配合的自動控制技術(shù)已經(jīng)發(fā)展為我國最為先進的技術(shù)，配合PLC控制站，已成為最新一代的控制系統(tǒng)。

2 自動控制系統(tǒng)在污水處理中的運用進展

2.1 FCS

FCS即現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，是發(fā)展迅猛、最新型的自動控制技術(shù)，它是用現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)將各種控制器、傳感器和執(zhí)行器聯(lián)系起來，用網(wǎng)絡(luò)傳輸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬件傳輸，從而實現(xiàn)自動控制，常見的現(xiàn)場總線包括MODBUS、HART、PROFIBUS等等。

2.2 PLC

PLC即可編程控制器，是一種工業(yè)控制裝置，它通過計算機技術(shù)可以實現(xiàn)開關(guān)量的邏輯控制，具有很高的可靠性和抗擾能力。污水處理廠中一般有一個總控制室和多個現(xiàn)場控制站，總控制室和各控制站以及各控制室之間通過網(wǎng)絡(luò)連接，構(gòu)成一個工廠化的網(wǎng)絡(luò)，從而實現(xiàn)集中管理、分散控制的目的，可見PLC在污水處理中是至關(guān)重要的。

2.3 DCS

DCS即集中分散型控制系統(tǒng)，它是將計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、CRT顯示技術(shù)和通信技術(shù)融合在一塊，是一種新型的4C控制技術(shù)，其主要功能是為了實現(xiàn)連續(xù)物理量的監(jiān)視與調(diào)節(jié)，目前與PLC相結(jié)合的DCS控制系統(tǒng)在污水處理廠中的運用已經(jīng)相當(dāng)成熟。

3 自動控制系統(tǒng)在污水處理中的主要表現(xiàn)

3.1 過程控制

過程控制是自動控制系統(tǒng)對污水處理整個過程的工藝參數(shù)和工藝流程進行實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集和分析，并根據(jù)分析結(jié)果對現(xiàn)場設(shè)備的運行進行控制。其中中央控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)運行數(shù)據(jù)的采集和存儲、運行過程的調(diào)度和管理，對于閘門的啟閉、工藝的進行和停止以及緊急處理等關(guān)系整個污水處理廠運行的命令進行直接控制。

3.2 遠程監(jiān)控

遠程監(jiān)控可以使污水處理廠的工作人員方便的獲得各個污水處理設(shè)施的運行狀況，包括粗細格柵、污水提升泵、曝氣池、污泥脫水機和吸泥橋等，并根據(jù)反映的數(shù)據(jù)進行現(xiàn)場控制，從而保證各處理設(shè)備運行正常。

3.3 視頻監(jiān)視

視頻監(jiān)視是在污水處理廠中安裝閉路電視系統(tǒng)，從而可以監(jiān)視整個廠區(qū)的生產(chǎn)過程，通過調(diào)節(jié)中央控制室的視頻控制器，可以全方位無死角的巡視生產(chǎn)區(qū)域和生產(chǎn)設(shè)備，保證廠區(qū)的運行安全。

3.4 運行監(jiān)控

運行監(jiān)控是通過設(shè)備和軟件相互配合，在主控制室的控制屏幕上可以顯示整個工藝流程，并可以對單個工藝的流程進行詳細展示，當(dāng)點擊某一個污水處理設(shè)備時，屏幕上會顯示該設(shè)備的具體運行參數(shù)，并可以顯示該設(shè)備控制過程的具體細節(jié)，同時可以對該設(shè)備的參數(shù)進行調(diào)整，從而對污水處理過程進行直觀的表示，方便調(diào)整各個設(shè)備運行參數(shù)。

3.5 故障診斷

故障診斷可以對設(shè)備運行中產(chǎn)生的故障進行監(jiān)控、查找和報警，當(dāng)某個污水處理設(shè)備發(fā)生故障時，中央控制系統(tǒng)會對報警數(shù)據(jù)進行記錄保存，并通過聲光的形勢發(fā)出報警信號，方便工作人員進行相應(yīng)的調(diào)整處理。同時故障診斷系統(tǒng)還可以對簡單的故障進行分析和調(diào)整，從而保證整個系統(tǒng)的運行正常。

4 自動控制系統(tǒng)在污水處理運用中存在的問題及發(fā)展對策

雖然自動控制系統(tǒng)在污水處理中的運用已相當(dāng)普及和成熟，但在運用過程中還存在一些問題，這主要表現(xiàn)為以下幾點。

（1）污水處理是一個極其復(fù)雜的過程，設(shè)備運行當(dāng)中有很多參數(shù)，自動控制系統(tǒng)的在線穩(wěn)定性較差，僅僅靠自動控制系統(tǒng)很難對整個污水過程進行有效的監(jiān)測和控制，因此還需要現(xiàn)場工作人員對運行過程進行操控，并根據(jù)分析結(jié)果進行調(diào)整。

（2）污水處理廠中的自動控制設(shè)備的操控往往是廠區(qū)的工作人員來完成，缺少相應(yīng)的自動控制方面的專業(yè)人員，由于污水處理廠中的自動控制設(shè)備涉及的自動控制方面的知識比較復(fù)雜，一些國外引進的設(shè)備說明均是用英文書寫，因此僅僅通過對廠區(qū)人員的培訓(xùn)很難勝任自動控制設(shè)備的操作。因此，未來要在污水處理廠中引進專業(yè)人員，不僅避免了盲目操作，而且還能對其他廠區(qū)人員進行相應(yīng)的培訓(xùn)和指導(dǎo)，從而保證廠區(qū)的運行良好。

（3）目前我國大部分污水處理廠存在監(jiān)視良好、控制不力的缺陷，工作人員對于監(jiān)視過程得來的數(shù)據(jù)不能很好的分析并進行控制，失去了自動控制系統(tǒng)本身的意義。因此，在以后的發(fā)展過程中要加強對污水處理廠設(shè)備的控制。

（4）污水處理中用于數(shù)據(jù)采集的探頭很多，而大部分均是浸泡在污水當(dāng)中，而污水中的雜質(zhì)相當(dāng)復(fù)雜，很容易纏繞探頭，從而影響采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，甚至可能損害探頭。因此新型探頭的研究將會決定自動控制系統(tǒng)能否在污水處理中有效運用。

總之，自動控制系統(tǒng)在污水處理中運用已經(jīng)相當(dāng)廣泛和成熟，但仍有一些問題需要不斷解決，相信隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，污水處理設(shè)備將會得到更好的完善，自動控制系統(tǒng)也將在污水處理中扮演著越來越不可替代的作用。

參考文獻

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