機場污水處理廠自動化控制方法探討

孫志強

（中國民航機場建設集團有限公司 陜西西安 710075）

引言

眾所周知，我國屬于一個嚴重缺水的國家，是世界13 個人均水資源最為匱乏的國家之一，人均水資源僅占到世界平均水平的1/4[1]。尤其是近些年來我國工農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展、人口的持續(xù)增長，進一步加劇了水體污染，已然給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們正常生活形成了嚴重影響。故此，如何實現(xiàn)水資源的合理運用與節(jié)約，實現(xiàn)污水資源化，就成為了改善水資源匱乏問題的關(guān)鍵。并且把處理之后的污水作為城市低水質(zhì)用水，也能收獲保護環(huán)境、開源節(jié)流的實際效益。而機場作為城市的重要公共交通設施，每日都會有一定數(shù)量的污水產(chǎn)生，但由于多數(shù)機場地址與市區(qū)距離較遠，因此，就需要自建污水處理廠，不能夠利用市政污水收集與處理系統(tǒng)。而從日常實際工作中，可得知通常機場污水處理廠有著較高工作負荷，進一步探討其自動化控制，則有助于改善工作負荷較高的情況。據(jù)一些文獻資料顯示，當前國內(nèi)一些機場污水處理廠通過自動化控制，幾乎達到了近半生產(chǎn)人員的節(jié)約，從而有效解決了管理成本過高，以及一些人員操作失誤的問題。

1 機場污水處理廠自動化控制的原理

要想實現(xiàn)污水處理廠中自動化控制技術(shù)與控制系統(tǒng)的良好運用，就需較為全面地了解相關(guān)技術(shù)的原理。當前，國內(nèi)許多機場污水處理廠所采用的自動化控制，主要有四種，即SCADA、DCS、FCS、PLC，在污水處理廠自動化控制方面，這幾種自動化控制系統(tǒng)都取得了不錯成效[2]。就當前而言，最為先進的就是FCS+以太網(wǎng)的自動化控制系統(tǒng)，但因各種因素限制，國內(nèi)機場污水處理廠更多使用以PLC 為基礎的自動化系統(tǒng)，故此，本文主要具體介紹了PLC 自動畫控制系統(tǒng)及其原理。當前，國內(nèi)大部分機場污水處理廠的PLC 自動控制系統(tǒng)，都由數(shù)據(jù)分析、信號采集、現(xiàn)場儀表、執(zhí)行機構(gòu)、人機界面等內(nèi)容所組成，其中自動化控制系統(tǒng)的重要內(nèi)容之一，就是數(shù)據(jù)分析。在數(shù)據(jù)分析模塊中，PLC 系統(tǒng)能通過收集與分析進水濃度、曝氣量、污泥濃度、回流速率等數(shù)據(jù)，生成溶解氧DO 與ORP 等過程參數(shù)的優(yōu)化控制曲線，通過相應的反饋系統(tǒng)能夠?qū)⑵淅L制的圖像直接反應到執(zhí)行機構(gòu)的工作中，執(zhí)行機構(gòu)依據(jù)相關(guān)的曲線信息和數(shù)據(jù)，就能實現(xiàn)調(diào)整污水處理設備的自動化控制。

同時，PLC 自動化系統(tǒng)中，上位機智能控制系統(tǒng)是其核心工藝，其通過對上位機智能控制系統(tǒng)中應用軟件的利用，來自動化控制和循環(huán)掃描下位PLC 控制站，此種智能化控制模式，能夠顯著提高上位工控機工作的可靠性，既可對各設備的運行工況和各項工藝運行參數(shù)進行實時采集、顯示，又能使各工藝單位之間的配合得以優(yōu)化，從而確保整個污水處理系統(tǒng)運行安全、穩(wěn)定、高效。

2 機場污水處理廠中的自動化控制

2.1 可編程控制器

編程控制器的選用，要結(jié)合污水處理自動化控制系統(tǒng)的要求，實際，其是一種中小面積的PLC 自動化控制系統(tǒng)，在污水處理行業(yè)獲得廣泛運用，其系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性較強，便于調(diào)試，操作便捷，運行效率方面也較為優(yōu)異，在勞動生產(chǎn)效率的保障及提升方面起到明顯作用。并且，由于軟硬件均是模塊化構(gòu)造，所以，也一定便利了維修、調(diào)試、裝置的工作。

2.2 傳感器設備

將超聲波液位差計安裝在系統(tǒng)粗、細格柵的位置，以對格柵前后對應的液位差進行測量，如此能夠了解到格柵是否存在阻塞，并向PLC 控制器傳輸數(shù)據(jù)，進而展開分析與計算。若是液位差比開始設置的數(shù)字較大，便會給格柵傳輸訊號，將垃圾及時清理掉，以使過水環(huán)節(jié)不發(fā)生異常，并且避免過度損毀設置。為了實現(xiàn)進水提升泵的自動控制，應將2 臺超聲波液位計安裝在進水泵井地方，以實時獲取其水位，并在線傳輸給PLC 控制器，展開相應的分析[3]。當測量值開啟相應的控制程序前提下，實現(xiàn)自動化控制提高泵當前運行組合。如此操作，能利用廠外來水量的精準數(shù)值，對泵工作狀態(tài)進行規(guī)范、實時地調(diào)整，既可很大減少人力資源，又可減少裝置過度的問題。

2.3 設計曝氣機電路

曝氣池處理段的重要原理是，利用變頻器對羅茨風機的運轉(zhuǎn)頻率做實時調(diào)整，進而有效控制曝氣池的含氧量，以保證可以更為有效地發(fā)揮出微生物的有機污染物降解作用，從而達到凈化污水的效果。松開時電機執(zhí)行停止動作，按下則執(zhí)行起動動作，一般用作電機工作狀態(tài)的測試。

結(jié)語

總之，基于PLC 的污水處理自動化控制系統(tǒng)，因能耗小、投資成本低、運行操作便捷等優(yōu)點，可以很好地滿足當前國內(nèi)機場污水處理廠的實際需求。更為關(guān)鍵的是，在系統(tǒng)硬件組成沒有發(fā)生較大范圍調(diào)整的時候，可以通過軟件設置的調(diào)節(jié)，來保障獲得更為理想的實際效益。