PLC自动控制系统在污水处理中的运用分析

李政

摘 要：随着社会不断进步，大量自动化技术被运用在社会各个生产行业中，其中PLC控制系统是应用性较强的一项自动化技术，在污水处理方面有较好运用。文章主要围绕污水处理工艺流程分析、PLC控制系统组成结构、污水处理中PLC控制系统的应用分析等方面展开讨论，详细分析了PLC控制系统在污水处理中的具体应用，包括细格栅装置的自动控制、泵房自动控制等，能有效提高整个污水处理的自动化程度，具有研究价值。

关键词：污水处理；PLC自动控制系统；运用分析

中图分类号：TP273 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）01-0171-02

Abstract： With the continuous progress of society， a large number of automation technologies have been used in various production industries， in which the PLC control system is a strong application of automation technology. It has a better application in the sewage treatment. This paper mainly discusses the process flow of wastewater treatment， the structure of PLC control system and the application of PLC control system in wastewater treatment. The application of PLC control system in wastewater treatment is analyzed in detail， including fine grid device automatic control， pump room automatic control and so on. This can effectively improve the entire sewage treatment automation degree and has the research value.

Keywords： sewage treatment； PLC automatic control system； application analysis

前言

水资源短缺始终是我国重点关注的问题之一，为了保证水资源的充分利用，应加大对污水处理的重视，进而实现水资源再生及利用的目的，是解决水资源短缺问题的关键。为了实现理想的污水处理成效，则应充分利用PLC这一自动控制系统，在该系统作用下，能促使污水处理各个环节主动进行，有利于提高污水处理效率，避免由于污水问题对城市建设及人们生活带来不利影响，是污水处理中PLC控制系统应用价值的重要体现。

1 污水处理工艺流程分析

生活污水中一般包括较多的氮磷等物质，为了有效去除这些物质，则需要采用A2/0处理技术，利用该技术能将污水中氮磷含量控制在较低含量。A2/0处理工艺运行原理如下：一是将废水与沉池回流中的污泥混合，这种情况下，聚磷菌将在厌氧环境下释放吸收的磷，并氧化污泥中的有机氮，将其中的有害物质去除；二是好氧段污泥内包含较多的反硝化细菌，当污泥处于缺氧环境时，则将发生NO-N还原反应，生成的N将排放到空气中，能起到较好的脱氮效果。

2 PLC控制系统组成结构

2.1 硬件构成

通常将PLC自控系统分成上位监视以及下位控制等两个层级，其中监视级主要由打印机以及工控机共同组成的，在这类构件作用下，能做到对污水处理现场的实时监控以及随时将运行数据通过打印机打印出来，从而为工作人员相关作业的开展提供数据支持，使得他们在对污水处理设施运行状况有所了解的条件下，有效制定污水处理方案及维护工序等。而控制部分一般由可编程控制器组成，在多个控制装置分别安装在鼓风机房、进水泵房、污泥泵房以及处理车间等施工环节中，能进一步实现对各污水处理阶段的自动化控制。硬件构成是影响污水处理阶段PLC自控系统运行成效的主要因素，因此，有必要加大对硬件构成的掌握，以便为自控系统稳定运行加以保障。

2.2 软件构成

污水处理中使用的自控系統离不开可编程控制器作用，在进行控制器编程时，通常采取Wondware软件，能实现程序编辑、在线命令以及编译与反编译等功能。这一系统软件主要体现出开发环境良好的优势，具备强大的通信及信号接口功能，可为系统运行数据的实时传递提供多种渠道，这些特点使其在PLC自控系统建立中取得了较好运用。

3 PLC自控系统功能

将PLC自控系统结合运用到污水处理过程中，能起到降低工作人员劳动强度、提升污水处理效率等作用，在实际处理时，自控系统可实现实时监控、在线数据传输、故障报警以及数据生成等功能。从控制方式角度出发，可将系统设计成站点控制以及中心控制两种，在这两类系统中能对其中的运行设备进行自动选择，可确保设备运行状态满足污水处理需求[1]。而对于自控系统的在线监视功能来讲，能做到对污水处理各个流程的有效监控，旨在对现场处理参数、设备状态等信息进行监测及记录。例如，在自控系统应用下，能实现对污水处理工序的自动监测，与传统工作流程控制手段不同，工作人员可利用计算机设备来控制各项处理参数，同时能获取系统反馈的处理信息，从而做到对设备运行状态的合理调整，对提高污水处理质量有重要意义。

4 污水处理中PLC控制系统的应用分析

4.1 细格栅装置的自动控制

在进行污水处理时，需要借助细格栅装置作用，起到过滤污水的作用，将自动控制系统运用在这一处理环节上，能实现合理控制水位差以及处理时间等，以便充分利用细格栅装置运用效果，做到对过滤流程的实时监控及控制。当系统自动启动除污设施时，则在系统指令驱动作用下，输送机以及脱水机将开始运转，对污泥进行有序处理。当细格栅停止运转后，需要延迟一段时间才能按停输送机和脱水机，主要是为了保证污水处理的完整性。污水处理过程中管理工作的开展可借助监控系统以及控制系统来完成，在对自控系统运行信息加以收集及分析后，能做到结合污水处理现场状况有针对性地实施管理操作，并通过控制屏落实各项管理措施。如通过利用计算机设备，可进行水位差值设定、细格栅运行时间调整等，有利于提高管理效率，并能确保污水处理过程中的管理工作全方位开展。

4.2 泵房自动控制

为了加大对污水处理质量及效率的控制，则应在进水泵房装置上运用自动化控制系统，以便确保进水泵房相关性能的有效发挥，保证进水速度以及进水量等满足污水处理要求，在此基础上，达到较好的污水处理成效。对于进水泵房装置来讲，其对应的自控流程主要是对水位值进行测定的基础上，根据测定数据自动执行进水控制操作[2]。当水位升高至正常处理量时，则PLC自控系统将触发控制按钮，促使进水泵房装置开始运行，需要严格按照水泵运行时间来合理控制水泵启动顺序，以便保证污水处理能在各装置良好运行的前提下，达到水资源回收利用的水质标准。在水位降低的情况下，水泵控制按钮将依次停止，标志着进水环节的完成。通过利用自控系统来记录水泵运行时间，能促使水泵根据时间信息自动轮值，发挥其在污水处理中的作用，并且有利于保障水泵装置始终处于良好的运行状态。在进水泵房实际运行过程中，可能出现水位下降至最低保护水位，这种情况下装置将停止运作，需要重新设定水位值。由以上阐述可知，将自控系统应用到污水处理中的水泵控制上，可确保有关操作行为的自动执行，有利于提高污水处理自动化，并能做到对进水量的控制。

4.3 沉砂池自动控制

沉砂池主要是用来沉淀污水的一类装置，在进行污水沉淀处理时，该装置上的搅拌叶轮将始终处于运行状态，在PLC自控系统作用下，可定时启动排砂装置，使得污水处理过程高效开展，避免由于沉砂堆积造成装置运行故障。同时控制系统还将对污水沉淀处理阶段运用到的设备进行启动控制，将自动控制贯穿在装置运行各个环节，从而促进整体自控效果的提高。例如，沉砂池装置运行时，其中的自控系统可对排沙泵、沉砂池以及冲洗水等设施进行控制，根据污水处理系统具体运行状态，针对性地采取装置控制行为，保证装置运行状态符合污水处理要求。

4.4 氧化沟曝气量的自动控制

污水处理阶段需要向其中输入适量氧气，对污水处理效果有直接影响。为了加大氧气输入控制程序的应用灵活性，需要将自控系统结合到控制体系中，并能做到根据污水处理对氧气的需求以及系统负荷情况等，严格控制污泥中的氧气输入量，是确保污水处理效果满足工业生产要求的关键。利用PLC自控系统，旨在为曝气机运转速度控制提供新途径，通过采取自动控制的技术手段，能确保氧气输入量满足污水处理要求。如通过自控系统来收集污水处理系统的氧气量需求信息，在对信息进行分析的情况下，自控系统可调节装置转速，在氧气量较少时，可通过调整转速来适当增加氧气量[3]。自控系统进行曝气機转速调节的指标包括污水中溶解氧浓度以及氧化还原电位等，借助上述信息能保证污水处理系统高效运行。另外，自控系统运用优势还体现能源节约上，自控系统主要是根据污水处理时产生的信息执行控制行为，因此可做到充氧量和污水处理实际需氧量的完全匹配，进而避免能源浪费。

4.5 污泥回流量的自动控制

实际开展污水处理作业时，还应借助污泥脱水系统在污泥量控制上的作用，是保证污泥处理质量达到预期标准的重要环节[4]。将自控系统运用到脱水系统中，可采取时间控制以及手动控制这两种方式，来实现对污泥回流量的自动控制，避免由于回流量控制不佳造成污水治理效果较差。污水处理系统内的设备将在接收到控制指令后执行相应操作，通常按照输送机、脱水机、加药泵的顺序启动。而在处理系统存在运行故障后，自控系统将停止运行[5]。例如，在药液制备环节如果出现液位低或者进泥流量低等问题后，PLC自控系统将检测其中故障信息并停止运行。

5 结束语

综上所述，随着时代的快速发展，水资源在社会进步及人们生活实际中的重要性越加凸显出来。目前我国水资源短缺问题较严重，部分地区水资源供应不足，是阻碍区域经济增长的主要因素，因此，应做好污水处理工作。通过将PLC系统结合到污水处理中，则系统能实现自行收集、分析及记录污水处理过程中产生的信息，从而为工作人员提供相关数据，保证污水处理工作的高效开展，为我国水资源保护作出贡献。

参考文献：

[1]郭海鸿.PLC自动控制系统在污水处理工程中的运用[J].中国高新区，2018（09）：15+17.

[2]马佳佳，潘禹辰，吴佩员.PLC自动控制系统在污水处理中的应用分析[J].电脑迷，2017（03）：35.

[3]柴润德，雷思艺，刘恒.PLC自动控制系统在污水处理中的应用[J].科技创新导报，2016，13（19）：5-6.

[4]贺正泽.浅谈PLC自动控制系统在污水处理中的应用[J].信息通信，2016（10）：287-288.

[5]陈灯良.PLC自动控制系统在污水处理中的应用探析[J].化工管理，2015（36）：188+190.

[6]俞红光.PLC自动控制系统在污水处理中的应用[J].中国高新技术企业，2013（20）：52-53.