污水處理自動控制系統(tǒng)淺談

田夏

摘要：本文在介紹了污水處理廠自動控制系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝及主要設(shè)備機械電氣特性的基礎(chǔ)上，對在控制系統(tǒng)設(shè)計中如何充分利用現(xiàn)代控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、計算機技術(shù)和智能儀表使城市污水處理自動控制系統(tǒng)達到國際先進水平進行了較深入的研究。論文充分考慮了成本、維護可靠性和先進性等諸多因素，提出了基于PROFIBUS現(xiàn)場總線的污水處理自動控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方案，設(shè)計出污水處理廠自動控制系統(tǒng)的構(gòu)成和PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)配置方案。

關(guān)鍵詞：污水處理，現(xiàn)場總線，PLC控制，PROFIBUS

1 引言

水，是人類生存、養(yǎng)息、發(fā)展的根本條件。然而，隨著人類的發(fā)展，水資源越來越不能滿足人類發(fā)展的需要，主要表現(xiàn)為可供水資源量不足和環(huán)境污染導(dǎo)致水質(zhì)惡化這兩方面。隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展，政府部門越來越重視到環(huán)境在經(jīng)濟發(fā)展中的分量，要實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，就必須要解決在經(jīng)濟發(fā)展中造成的環(huán)境污染問題，而水環(huán)境的整治又是重中之重?？梢灶A(yù)見污水、廢水的處理將是我們一直面臨并一定要解決的重要問題。

2 污水處理的方法

污水處理的任務(wù)是采用各種技術(shù)措施將水中所含有的各種形態(tài)的污染物分離出來或?qū)⑵浞纸?、轉(zhuǎn)化為無害和穩(wěn)定的物質(zhì)，使廢水得到凈化。現(xiàn)代污水處理技術(shù)，按其作用原理和去除的對象可分為物理法、化學法和生物法。

3 背景

本論文首先介紹了現(xiàn)場總線的發(fā)展以及分析了PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)，并把新建污水處理廠自動控制系統(tǒng)作為研究背景，研究與討論了整個控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。論文包括實現(xiàn)污水處理工藝流程中的設(shè)備運行參數(shù)的在線檢測，記錄設(shè)備運行狀態(tài)和過程，分析參數(shù)的變化趨勢，及時發(fā)布和預(yù)報運行情況，實施診斷和報警，實現(xiàn)遠程控制，可直觀指導(dǎo)、方便操作人員管理生產(chǎn)工藝的全過程。

4 主要工作

（1）PLC控制系統(tǒng)：實現(xiàn)了對整個污水處理廠大部分設(shè)備的控制和一些監(jiān)控信息的采集，使之能夠完成各種生產(chǎn)工藝。對多樣化的污水處理工藝設(shè)備，如泵站系統(tǒng)、生物處理系統(tǒng)和排泥設(shè)備，能夠根據(jù)實時處理情況和要求，控制設(shè)備的啟停和工作強度，達到設(shè)備的最優(yōu)化調(diào)度，節(jié)約藥劑的投加量，保證處理效果。通過網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)將上下位機之間連接起來，使現(xiàn)場控制站數(shù)據(jù)能正確、及時地反映在上位機上，而上位機的控制信號也能及時傳達到下位機，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。

①可通過選擇SIMEN TIC工業(yè)軟件中的軟件產(chǎn)品進行擴展;

②為功能模板和通訊處理器賦值參數(shù);

③強制和多處理器模式;

④全局數(shù)據(jù)通訊;

⑤使用通訊功能塊的事件驅(qū)動數(shù)據(jù)傳送;

⑥組態(tài)連接。

（2） 監(jiān)控系統(tǒng)：監(jiān)控系統(tǒng)主要是讀取PLC控制系統(tǒng)采集的現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)，以直觀的形式反饋給用戶。用戶可以根據(jù)這些信息，做出相應(yīng)的選擇，與PLC控制系統(tǒng)進行通信。項目采用W工NCC監(jiān)控軟件，并設(shè)計了監(jiān)控應(yīng)用程序來采集現(xiàn)場信息。該監(jiān)控應(yīng)用軟件具有如下功能：可以給予用戶或用戶組不同的操作權(quán)限;可以生動的顯示整個污水處理廠的工藝流程圖和各工藝單元流程圖，并在圖上選擇彈出多級細部詳圖;可以通過按鈕、開關(guān)、信號燈、顏色等動態(tài)地顯示數(shù)據(jù)：可以對整個自控系統(tǒng)的運行參數(shù)進行設(shè)置與調(diào)整;當生產(chǎn)環(huán)節(jié)的某部分出現(xiàn)異常，可以自動以醒目的消息框、顏色、聲音等向操作員報告故障類型、原因、現(xiàn)象等。

5 結(jié)語

城市污水處理系統(tǒng)的社會效益巨大，現(xiàn)場總線技術(shù)在污水處理廠控制系統(tǒng)中的使用，實現(xiàn)污水處理工藝的半自動、全自動監(jiān)控，提高污水處理廠的技術(shù)管理水平，合理使用和配置處理設(shè)施（設(shè)備），具有非?，F(xiàn)實的意義。提高了系統(tǒng)的可靠性，增強了現(xiàn)場控制的靈活性，降低現(xiàn)場儀表初裝費和設(shè)計施工費用，減少電纜敷設(shè)，而且很好的解決了整個自控系統(tǒng)信息交換的問題，在濟源市新建污水處理廠的具體應(yīng)用取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

本系統(tǒng)在設(shè)計的過程中充分吸取了當今大公司對工業(yè)自動控制領(lǐng)域新的理念，研究了其全新的工業(yè)自動化產(chǎn)品和技術(shù)，并結(jié)合了本系統(tǒng)的實際，對其進行創(chuàng)新。努力把其設(shè)計成為一個合理的自動化控制系統(tǒng)。

要實現(xiàn)污水處理廠的完全自動化，并且整個系統(tǒng)在最優(yōu)狀態(tài)運行，還有許多艱巨的工作要做，本文作者只是做了其中的一部分。希望隨著控制理論的不斷發(fā)展和完善，隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，能夠有更先進的技術(shù)應(yīng)用于污水處理控制實踐中，取得良好的經(jīng)濟效益，為全社會、全人類造福。

環(huán)境保護是我國的基本國策，隨著國家環(huán)境保護政策與法規(guī)的不斷健全，全民環(huán)保意識的增強，對環(huán)境保護要求更加嚴格，工業(yè)廢水、生活污水都要進行處理，達標后才能循環(huán)使用或排放。在現(xiàn)代的廢水凈化中，自動化技術(shù)是實現(xiàn)工藝要求、維持設(shè)備正常運行、提高工作效率的重要保證。正如人的神經(jīng)系統(tǒng)一樣，將工藝、設(shè)備連成一個統(tǒng)一的整體，協(xié)調(diào)運行。隨著工廠自動化管理和工廠自動化生產(chǎn)的進一步發(fā)展，以及污水處理工藝的口益復(fù)雜性，全方位的實現(xiàn)自動化的污水處理必然是一個發(fā)展的趨勢。

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