自动控制系统在污水处理中的应用探讨

黄书恒

【摘 要】随着人们生活水平的提高，工业化建设进程加快，生产生活中产生了大量的污水，这些污水已经威胁到了人们的身体健康。因此，污水处理问题已经成为人们关注的焦点问题。在污水处理过程中，运用PLC自动化控制技术能够有效处理污水问题，改善生活环境。文章简要介绍了PLC自动化控制系统的概念及其工作流程，阐述自动化控制系统在污水处理过程中的作用。

【关键词】自动控制系统;污水处理;应用探讨

【中图分类号】X703;TP273 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）04-0135-02

0 引言

随着我国经济的快速发展，科学技术的不断进步，自动化技术的研究也取得了很大的进展，自动化技术开始越来越多地被运用到人们的日常生活中，在污水处理方面也开始引进自动化技术。随着我国城镇化进程不断加快，污水处理问题成为一个亟需解决的问题。当前，污水治理的主要目标已经不再是污水处理排放达标，而是更进一步实现对水资源的再生和利用。随着我国人口的增长，工业化进程在不断加快，人们在日常生活和工业生产过程中产生的大量污水，已经开始威胁到人们的身体健康。所以，要通过有效运用先进的自动化技术，去改善人们的生活环境，保障人们的身体健康。

1 国内外在污水处理过程中运用自动化控制系统的近况

污水处理自动化控制技术在国外发展较早，因此国外对这项技术的了解和研究更加地透彻、全面，在技术层面具有明显优势。西方国家的很多污水处理厂在多年以前就已经把计算机技术运用到污水处理工作中，有的国家甚至已经做到无人值班，只需要机器设备即可进行自动控制污水处理流程。20世纪70年代，美国一些污水处理厂就已经运用计算机控制加药过程，还有一些污水处理厂运用计算机技术控制加钒过程，极大降低了每年钒的消耗量。与此同时，污水的水质得到很大改善，有效提升了污水处理效率。除了美国的污水处理厂之外，还有德国柏林及日本东京、大阪等地的污水处理厂，都在很早以前就实现了运用计算机技术控制污水处理过程。污水处理自动化控制技术发展到今天，取得了很多成就，控制系统自动化程度得到很大提升，如美国一些大型污水处理厂安装了能够覆盖整个厂区范围的整套集散控制系统，对污水处理过程实行多环路控制。

我国污水处理自动化控制技术和国外相比发展较晚，技术也相对落后。目前，我国由于投入资金不足，技术人员专业能力薄弱，很多小型污水处理厂仍旧延续着过去手动控制的污水处理方式，通过人工进行取样、分析，以及人工操作机器设备。这种人工操作的污水处理过程，控制精确度低，经过处理后的水质不够稳定。此外，国内很多大型污水处理厂成套引进国外先进的污水处理设备及专业的技术工艺、各种用于检测的仪器仪表及自动控制系统和软件。国外设备技术先进、自动化程度高，能够稳定地运行，保障处理后的水质能够达标。我国在污水处理自动化控制方面的技术发展水平和西方发达国家相比还比较低，仍旧存在很多不足，使得我国污水处理发展陷入瓶颈。

2 PLC自动化控制系统的简要阐述

2.1 PLC自动化控制系统的定义

PLC简单来说是一种可以进行编程的具有逻辑性的控制器。从本质上讲，PLC控制系统就是一种存储器，但是它除了能够用来存储，还具有其他功能。比如，它还可以定时，执行基本运算程序及进行逻辑运算等。PLC具有可编程的独特性，可以让使用者利用数字编程输入指令，进而有效控制机械设备及各种生产流程。

2.2 PLC自动化控制系统的工作流程

PLC自动控制系统在实际运行过程中，主要由采样录入、执行操作、完成刷新3个阶段组成。第1个阶段为采样录入阶段。在这个过程中，PLC控制系统主要是通过扫描条形码来进行数据采集工作，然后对采集的数据展开分析，最后把采集的信息数据录入保存。第2个阶段执行操作过程中，PLC控制系统将会执行使用者发出的指令，而且PLC系统能够做到结合输入的数据自动调节顺序执行命令，在执行完命令后，可以直接进行结果验证，有利于明确使用者的命令。第3个阶段完成刷新指的是PLC控制系统对执行完命令之后产生的结果进行刷新。

3 PLC自动化控制系统在污水处理中的应用

PLC自动化控制系统中的控制器具有十分强的控制能力，在污水处理系统中运用PLC自动化控制系统可以有效提升污水处理效率，保障各种污水处理设备能够安全稳定地运行，减轻操作工人的工作强度。PLC自动控制系统在污水处理中的应用主要有以下3个方面：{1}不用人工操作，可以实现自动化控制，能够实时监督和管理污水处理进程。{2}机器设备发生故障时，能够及时发出预警。{3}自动生成各种数据报表。

3.1 能够在线实时监视污水处理进程

由于工控机的后台是和计算机相连接的，所以计算机界面上能够显示出工控机检测到的各种信息。除此之外，计算机界面还能够显示出各个污水处理设施的运行状态、各类仪表器械采集到的各种数据及主要工艺参数的变化。相关操作人员能够通过计算机检测到整个污水处理流程的运行情况。

实时监控主要是监控污水处理过程中各种设备的运行情况，污水处理流程及各种污水处理设备的负载情况。中心控制室中有能够检测到污水处理过程各个部分设备运行情况的工艺流程图，操作人员可以根据需要实时切换到不同的工艺流程进行实时监测，充分掌握每个设备所处的运行状态。在自动控制系统的中心控制室，还能够显示出某一特定时刻的具体数据并进行记录，能够检测到各种阀门的状态，操作人员还可以实时监测到系统各个部分的情况。

3.2 发生故障，可及时报警

污水处理过程需要用到大量的机器设备，当把PLC自动控制系统运用到污水处理过程时，污水处理系统一旦发生故障，PLC自动控制系统能够通过报警界面向操作人員发出警示信号，而且PLC自动化控制系统开始自主地进行故障排除。当排除了污水处理系统的故障之后，与这次故障有关的信息数据还能被记录和保存;当未能排除故障时，系统将会给工作人员提示引起故障的原因及出现故障的部位。

3.3 能够自动生成各种数据报表

污水处理厂中的管理工作主要是把每一天污水处理的工艺路线相关资料及过程中生成的数据分门别类，储存在各自对应的历史数据库中。PLC自动控制系统能够按照时间先后顺序记录特定时间段内进行的所有操作流程，并且可以把记录到的数据储存进提前设置好的数据库中。在对污水处理过程实行实时管理的过程中，系统会详细记录污水处理过程中的每一个操作步骤及每完成一个操作步骤之后系统各种参数变化情况，在处理好每一阶段的污水处理任务之后，PLC自动控制系统会自动对这一阶段污水处理过程产生的各种数据进行分析整理，然后生成各类报表，借助计算机上安装的自动打印机，可将生成的报表打印出来。

4 结语

当前，水资源十分紧缺，尤其是在工业建设地区，水资源短缺情况更为严重。处在水资源短缺的大环境下，水资源的污染问题已经成为人们日常生活和工业生产亟需解决的问题。通过把PLC自动控制系统运用到污水处理过程中，能够及时地采集到污水处理过程中生成的各种数据信息，并对这些数据进行分析、记录和保存，为处理水污染问题提供有效支持。

但由于我国的污水处理自动化技术与国外相比起步较晚，所以我国污水处理技术水平与发达国家相比存在很大差距。这种差距主要体现在缺乏国内自主研发的自动化控制系统，污水处理过程中需要用到的各种设备及精密仪表仪器的生产质量不够优良，而且这些设备发生故障的概率太高，国内生产的设备与从国外引进的设备接口不配套等。所以，我国应该加大对污水自动化控制技术的研发投资力度，最大限度地减少与发达国家的差距。

参 考 文 献

[1]姜海鹏.自动控制系统在污水处理中的应用探讨[J].电子制作，2014（17）：226-227.

[2]高峰，何昌军，杨顺生.自动控制系统在污水处理中的应用[J].环境科学与管理，2008（2）：89-91.

[3]王力骞，高乐，王嘉骏.自动控制在污水处理系统中的应用及优化[J].工业安全与环保，2011（7）：11-12.

[责任编辑：陈泽琦]