分析電氣工程自控系統(tǒng)在污水處理工藝中的運(yùn)用

王凱 郭朔澤

（河南水利與環(huán)境職業(yè)學(xué)院，河南 鄭州 450008）

引言：

我國的經(jīng)濟(jì)由于發(fā)展比較遲，在早期發(fā)展中，針對環(huán)境保護(hù)的重視程度較低，環(huán)保設(shè)備以及自控系統(tǒng)的發(fā)展也比較晚，所以，這同國外的先進(jìn)水平還存在差距。在我國污水處理中，運(yùn)用自控系統(tǒng)還需要進(jìn)一步規(guī)范和完善，才可收到良好效果。

一、污水處理的電氣自控系統(tǒng)

對于電氣的自控系統(tǒng)來講，主要依靠計(jì)算機(jī)的硬件軟件、PLC等來完成控制，屬于人機(jī)操作方面的系統(tǒng)。操作人員依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)，促使系統(tǒng)的有效運(yùn)轉(zhuǎn)。同時，實(shí)時地監(jiān)控每一臺設(shè)備，并采集這些設(shè)備的數(shù)據(jù)，傳輸至計(jì)算機(jī)。接著，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過相關(guān)計(jì)算，將控制對象所需要的控制量確定下來。就目前污水處理方面的系統(tǒng)而言，電氣自控要求監(jiān)控污水處理過程的有關(guān)參數(shù)，采集并傳輸數(shù)據(jù)，然后計(jì)算機(jī)對其展開分析并校驗(yàn)，以便發(fā)出科學(xué)指令，合理控制處理工藝。在污水處理層面，這類電氣自控系統(tǒng)主要有2部分：其一，PLC程序的設(shè)計(jì)部分，其需要進(jìn)行自動化方面的控制；其二，VB程序方面的設(shè)計(jì)部分，需要完成PLC以及PC端通信任務(wù)。

二、污水處理過程中出現(xiàn)的問題

目前，城市人口增長較多，配套的管網(wǎng)并不是很完善，而污水收集量在提升，特別是雨季時期。如果來水量比設(shè)計(jì)的負(fù)荷更多，就存在大量污水未充分處理，就被直接地排出去，這是當(dāng)前城市的污水排放中要求盡快解決的難題。比如，由于各類因素的制約，污水廠整年的來水量都不夠均勻，可以處理的污水也有限，同時，初沉池溢的流量也相對較大，使其導(dǎo)致能耗以及水量的極大浪費(fèi)[1]。另外，二沉池的配水也不是很均勻，出現(xiàn)偏流的情況較為嚴(yán)重，這不僅使調(diào)節(jié)的工作強(qiáng)度提升，也收不到理想的調(diào)節(jié)效果。當(dāng)二沉池的負(fù)荷處于較高水平時，就可能導(dǎo)致翻泥情況，甚至使出水水質(zhì)受到影響。當(dāng)前，在污水處理廠中，各項(xiàng)工藝都存在著不一樣的缺陷問題，應(yīng)當(dāng)結(jié)合處理系統(tǒng)具體的運(yùn)行狀況，并認(rèn)真地展開研討，然后制定出有針對性的污水處理措施。

三、污水處理自動控制的限制因素

在系統(tǒng)運(yùn)用當(dāng)中，不僅要求考量技術(shù)先進(jìn)程度，還應(yīng)當(dāng)考慮它的實(shí)用與成熟性，以便讓工程設(shè)計(jì)變得更為科學(xué)。電氣工程自控系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用，可以讓污水處理工作實(shí)現(xiàn)高效與低耗的運(yùn)行。然而，污水處理中的自控系統(tǒng)如果要發(fā)揮其功用，還需要客服以下難題：

（一）部分檢測的工具還不是很穩(wěn)定，比如，氣味檢測等，這類技術(shù)的可靠性還不能夠得到有效保證[2]。

（二）在污水處理中，傳感器只是將其檢測的作用發(fā)揮出來，但是，在控制污水的流量、前饋控制等方面，沒有發(fā)揮其作用，也就是說，這些高級的控制沒有展現(xiàn)出來。

（三）在不少以前的污水處理廠中，因?yàn)榻ㄔO(shè)之初的條件限制，使其自控技術(shù)的應(yīng)用水平比較低，同時配套的自控儀器與設(shè)備也不完善?；谂欧艠?biāo)準(zhǔn)的提升，如果要建立起較為健全的自控系統(tǒng)體系，還要求能夠克服不少困難。

（四）自控系統(tǒng)相關(guān)軟件以及儀器行業(yè)還不是很規(guī)范，兼之當(dāng)前的自控技術(shù)不是很透明，使得污水處理中了自控系統(tǒng)的運(yùn)用受到了影響。

（五）不少污水處理廠都還沒意識到的是，在污水處理方面，電氣工程的自控系統(tǒng)具有很高的價值，以及自控系統(tǒng)運(yùn)行的節(jié)能降耗會給企業(yè)帶來怎樣的經(jīng)濟(jì)效益。所以，在污水處理的系統(tǒng)建設(shè)中，其投資熱情比較低。同時，相關(guān)監(jiān)管部門沒很好地意識到自控系統(tǒng)的作用，以及其對于環(huán)保有什么樣的重要性，到底能夠產(chǎn)生怎樣的效益等[3]。因此，監(jiān)管部門沒有充分地發(fā)揮其協(xié)調(diào)溝通方面的職能，這對污水處理中自控系統(tǒng)的應(yīng)用形成了不利影響。

（六）針對該系統(tǒng)而言，其宣傳和培訓(xùn)培訓(xùn)都還不夠，培訓(xùn)方面的知識體系屬于重要制約因素。

四、污水處理廠電氣工程自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

結(jié)合污水處理廠目前所應(yīng)用的工藝與流程，可設(shè)置PLC的控制站等。而中心控制室的設(shè)置，則可選擇地面來進(jìn)行。在自控系統(tǒng)的應(yīng)用上，選用的是PLC系統(tǒng)。當(dāng)前，該類系統(tǒng)選擇了主流的控制模式。也就是在計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，增添通用且流行的組態(tài)軟件和較為可靠的PLC模塊。同時，該系統(tǒng)在配置以及功能設(shè)計(jì)方面，都根據(jù)各技術(shù)處理時期無人值守原則來完成。針對內(nèi)部的監(jiān)控系統(tǒng)，需要根據(jù)分層分布式的原則來進(jìn)行設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)主要有2層，即中控室層以及現(xiàn)場的控制單元[4]。目前，在中控室層，可以對廠內(nèi)的設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行集中監(jiān)視，還能依靠PLC的運(yùn)用，獨(dú)立地完成設(shè)備監(jiān)控。而對于現(xiàn)場控制單元來講，不僅需要對中控室層的相關(guān)指令加以接收，傳輸數(shù)據(jù)至中控室層，還能夠在內(nèi)部自動地形成計(jì)算機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)[5]。借助PLC以及操作員終端的功能，能夠獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)設(shè)備監(jiān)控功能的應(yīng)用。按照其工藝特征和全廠的平面布置，可以擬設(shè)中央控制室1個、現(xiàn)場控制站7個。這7個現(xiàn)場控制站則有：加藥間控制站、反沖處理控制站、脫水車間控制站、反硝化濾池控制站、除碳硝化濾池控制站等。

結(jié)束語：

總之，在電氣工程的自控系統(tǒng)中，其硬件以及軟件都較為先進(jìn)。依靠時下網(wǎng)絡(luò)總線方面的技術(shù)，可以使污水處理設(shè)備與工藝需求得到滿足，從而讓污水處理工作質(zhì)量得到保證。同時，其操作起來較為簡便，可靠性成都也比較高，經(jīng)濟(jì)又合理，發(fā)展前景應(yīng)該較好。依靠自控系統(tǒng)的科學(xué)利用，可以有效地緩解城市中的水污染問題，這符合當(dāng)前的可持續(xù)發(fā)展思想。