浅谈水电站污水处理电气控制系统设计与分析

黄小东

（四川马回电力股份有限公司，四川 南充 637800）

高线拌污水处理系统可以实现整个净水过程的自动化。具体来说，系统可根据需要自动添加净水器，定期排放污水，并能自动维持水的平衡。另外，该系统具有以下明显的优点：一是可以节省净水器的用量；二是可以减少整个清洗过程的人工需求；三是可以降低污水不及时排放造成的设备维护成本，降低生产成本；四是由于整个系统是污水的自动排放，可以大大减少人员的劳动时间。间歇劳动强度能有效提高整个工作的效率。

一、水电站污水处理电气控制系统结构设计

上述水电站污水处理系统是一个小型工业控制系统。但为了安全、可靠、高效地运行，设计人员将整个工作系统分为六个小型化模块。这种方法的优点也很明显。一旦某个模块在运行过程中出现故障，工作人员可以用新的模块替换它，从而保证系统工作的连续性。本水电站污水处理系统分为上位机控制模块、PLC 控制模块、净水剂添加模块、污水泵启停控制模块、污水浑浊度采集模块、设备运行状态采集模块六个子模块。

二、水电站污水处理系统各模块功能设计

（一）高线拌和污水处理系统的监视控制模块

该子模块是在MCGS5.1 的基础上开发的，MCGS5.1 是污水处理过程的上位机控制部分。本部分的功能是对整个污水处理过程进行有效的监控，实时监控除污水外的各个环节。通常包括模块间的动态关系处理、设备运行状态检查等。这也是我国工业体系发展的现状。

（二）水电站污水处理过程中的PLC 控制模块

此模块的实现方法与上一模块的实现方法基本一致，也是在开发的过程中利用到了一种名为V4.0 STEP7 Micro WIN SP4 的编写程序的软件。它根据外部传入各种数字信号实时的掌握系统的运行状态，能够在系统发生故障和不正常运行时提供实时并且准确的控制。此外，本模块还能够储存一段时间内的系统运行数据，为故障分析等过程提供了十分可靠的保障。

（三）水电站一次污水浑浊度采集模块

本模块包含两个实时污水浑浊度采集仪ZDGD-1000。这两个设备的位置也非常精致。一个位于水电站污水入口的泵端，另一个位于水电站污水处理池的出口。在正常工作条件下，两台仪表将采集到的信息以电的形式传送给PLC 控制器，使控制模块能够及时掌握污水处理过程的实时动态，从而实现与其它模块的协调，使整个过程不受控制，提高了处理效率。

（四）水电站净水剂添加与远程控制模块

该模块在整个水电站系统中的任务是实时接受PLC 的控制，准确地添加净水器，实现净水器添加的自动化和准确性。此外，由于整个系统采用电厂辅助电源作为电源，该模块除具有上述功能外，还具有保护水电站电气系统异常运行和故障运行的能力，使系统在各种情况下都能非常可靠地工作。

（五）水电站一次污水抽取水泵的控制模块

在开发过程中，该模块利用了现场原有的泵系统，技术人员对原有的泵控制柜进行了全面的升级改造。除了保留一些原有的水电站电气系统保护功能外，技术人员还创造性地增加了储液罐的液位高度采集传感器。该功能的加入使独立于整个系统的抽油杆与中央控制单元PLC 的控制过程相结合。因此，可编程控制器可以实现抽油杆的自动控制。

（六）水电站设备运行状态采集模块。

该模块在整个水电站污水处理系统中的功能是从系统内各种传感器采集数据，综合传输到PLC 进行处理，实时监控系统的运行状态。为了保证系统各模块的安全、高效、可靠和有序运行。并能首次显示系统的故障状态。

三、水电站电气控制系统设计中的主要计算过程

本电站污水处理系统的智能化程度和复杂性相对较低。因此，系统中的信息处理只包括以下两个方面。首先对一级污水的浑浊度信息进行处理和计算，然后对整个污水处理系统的工作状态进行计算，找出多种运行状态下的最优解。具体有如下：

（一）水电站一次污水浑浊度信息的处理和计算。如上所述，污水处理系统中使用的原水浑浊度测量仪使用的是电信号，而不是我们常用的数字信号。该仪器对电信号的变化很敏感，能反映电流从4 到20 毫安的变化。在工作过程中，仪器产生的电信号通过数模转换芯片传输到PLC 控制单元，将模拟信号转换成数字信号。在信息传输过程中，为了使信号传输不受其它信号的干扰，系统在信号采样过程中进行了额外的优化，使得采样频率更高，从而保证了整个信息采集过程的可靠性。为了使员工有更好的人机体验，对数据显示也进行了优化，使数据实时化。

（二）水电站啟发式算法。在该水电站污水处理系统中，运行过程中涉及的设备运行状态是瞬时的。节点系统的运行状态将在不同的时间发生变化。要使系统可靠运行，就必须针对每个运行状态制定相应的对策。但我们很容易发现这是不科学的，也是不可行的。正因为如此，我们可以将产生相同结果的操作模式合并为一种操作模式，从而降低方案制定的难度。同时，可以使处置方案具有很强的通用性。

综上所述,提升水电站污水处理电气控制系统设计与分析是准确把握科学发展观的精神实质,以现代技术与管理经验指导实践的必然要求。只有坚持把技术性管理放在生产经营的首位,才能促进电力企业及水电站建设持续安全高效地发展,进一步增强企业的市场竞争力和技术创造力,为我国水电站污水处理电气控制系统设计与分析企业参进入市场,参与国际竞争打好基础。