浅析自动控制系统在污水处理中的运用

孙信武

摘 要：污水处理是国家非常重视的一个方面，而自动控制系统的引用为污水处理带来了飞跃的发展，该文主要介绍了自动控制系统在污水处理中的运用概况、运用进展、存在的问题以及解决对策，以期有所借鉴。

关键词：污水处理  自动控制  概况  进展  问题  对策

中图分类号：X703    文献标识码：A  文章编号：1674-098X（2014）11（b）-0123-01

随着现代科学技术的不断发展，自动控制技术已经运用于各行各业当中。水污染防治一直是国家非常重视的一个方面，而城市污水的处理效果和自然水体的污染有着直接关系，自动控制系统在污水处理中的运用给污水的处理效率带来了极大的提高，该文将从自动控制系统在污水处理中的运用概况、运用进展、存在的问题以及未来发展几个方面进行讨论。

1 自动控制系统在污水处理中的运用概况

自动控制系统利用通信网络把控制设备、执行器件、检测元件和主计算机连接起来，通过主计算机可以进行集中控制，从而实现集中监控、集中调度、集中分析和集中数据处理的目的。国外自动控制系统在污水处理中的运用起步比较早，美国在20世纪70年代就开始将自动控制系统运用于污水处理当中，目前自动控制系统几乎覆盖了美国整个污水处理厂，而STAR和SCADA系统在丹麦的几座大型污水处理厂中运行良好。自动控制在我国污水处理中的运用始于90年代后，但运用的基本上是从外国引进的成套设备，经过这些年的发展，工业以太网与FCS配合的自动控制技术已经发展为我国最为先进的技术，配合PLC控制站，已成为最新一代的控制系统。

2 自动控制系统在污水处理中的运用进展

2.1 FCS

FCS即现场总线控制系统，是发展迅猛、最新型的自动控制技术，它是用现场控制网络将各种控制器、传感器和执行器联系起来，用网络传输代替传统的硬件传输，从而实现自动控制，常见的现场总线包括MODBUS、HART、PROFIBUS等等。

2.2 PLC

PLC即可编程控制器，是一种工业控制装置，它通过计算机技术可以实现开关量的逻辑控制，具有很高的可靠性和抗扰能力。污水处理厂中一般有一个总控制室和多个现场控制站，总控制室和各控制站以及各控制室之间通过网络连接，构成一个工厂化的网络，从而实现集中管理、分散控制的目的，可见PLC在污水处理中是至关重要的。

2.3 DCS

DCS即集中分散型控制系统，它是将计算机技术、自动控制技术、CRT显示技术和通信技术融合在一块，是一种新型的4C控制技术，其主要功能是为了实现连续物理量的监视与调节，目前与PLC相结合的DCS控制系统在污水处理厂中的运用已经相当成熟。

3 自动控制系统在污水处理中的主要表现

3.1 过程控制

过程控制是自动控制系统对污水处理整个过程的工艺参数和工艺流程进行实时监控和数据采集和分析，并根据分析结果对现场设备的运行进行控制。其中中央控制系统可以实现运行数据的采集和存储、运行过程的调度和管理，对于闸门的启闭、工艺的进行和停止以及紧急处理等关系整个污水处理厂运行的命令进行直接控制。

3.2 远程监控

远程监控可以使污水处理厂的工作人员方便的获得各个污水处理设施的运行状况，包括粗细格栅、污水提升泵、曝气池、污泥脱水机和吸泥桥等，并根据反映的数据进行现场控制，从而保证各处理设备运行正常。

3.3 视频监视

视频监视是在污水处理厂中安装闭路电视系统，从而可以监视整个厂区的生产过程，通过调节中央控制室的视频控制器，可以全方位无死角的巡视生产区域和生产设备，保证厂区的运行安全。

3.4 运行监控

运行监控是通过设备和软件相互配合，在主控制室的控制屏幕上可以显示整个工艺流程，并可以对单个工艺的流程进行详细展示，当点击某一个污水处理设备时，屏幕上会显示该设备的具体运行参数，并可以显示该设备控制过程的具体细节，同时可以对该设备的参数进行调整，从而对污水处理过程进行直观的表示，方便调整各个设备运行参数。

3.5 故障诊断

故障诊断可以对设备运行中产生的故障进行监控、查找和报警，当某个污水处理设备发生故障时，中央控制系统会对报警数据进行记录保存，并通过声光的形势发出报警信号，方便工作人员进行相应的调整处理。同时故障诊断系统还可以对简单的故障进行分析和调整，从而保证整个系统的运行正常。

4 自动控制系统在污水处理运用中存在的问题及发展对策

虽然自动控制系统在污水处理中的运用已相当普及和成熟，但在运用过程中还存在一些问题，这主要表现为以下几点。

（1）污水处理是一个极其复杂的过程，设备运行当中有很多参数，自动控制系统的在线稳定性较差，仅仅靠自动控制系统很难对整个污水过程进行有效的监测和控制，因此还需要现场工作人员对运行过程进行操控，并根据分析结果进行调整。

（2）污水处理厂中的自动控制设备的操控往往是厂区的工作人员来完成，缺少相应的自动控制方面的专业人员，由于污水处理厂中的自动控制设备涉及的自动控制方面的知识比较复杂，一些国外引进的设备说明均是用英文书写，因此仅仅通过对厂区人员的培训很难胜任自动控制设备的操作。因此，未来要在污水处理厂中引进专业人员，不仅避免了盲目操作，而且还能对其他厂区人员进行相应的培训和指导，从而保证厂区的运行良好。

（3）目前我国大部分污水处理厂存在监视良好、控制不力的缺陷，工作人员对于监视过程得来的数据不能很好的分析并进行控制，失去了自动控制系统本身的意义。因此，在以后的发展过程中要加强对污水处理厂设备的控制。

（4）污水处理中用于数据采集的探头很多，而大部分均是浸泡在污水当中，而污水中的杂质相当复杂，很容易缠绕探头，从而影响采集数据的准确性，甚至可能损害探头。因此新型探头的研究将会决定自动控制系统能否在污水处理中有效运用。

总之，自动控制系统在污水处理中运用已经相当广泛和成熟，但仍有一些问题需要不断解决，相信随着科学技术的不断发展，污水处理设备将会得到更好的完善，自动控制系统也将在污水处理中扮演着越来越不可替代的作用。

参考文献

[1] 张培山，钟昆，张林江.基于PLC的污水处理厂自控系统的实现[J].控制系统，2007（3）：6-7.

[2] 王华强，宣浩.污水处理厂自动控制系统[J].科研设计成果，2006（13）：46-47.

[3] 马文学，李亚峰，王宏伟.污水处理厂的自动控制系统及功能[J].黄金学报，2001（3）：25-27.endprint