简析污水处理厂电气自控系统的运用与技术

伍林

长沙临空产业投资集团有限公司 湖南长沙 410006

污水处理厂电气工人普遍存在电气自动控制专业水平低、专业知识薄弱的问题。在污水厂电气设备使用的过程中仍然存在一些问题，如使用周期延长会出现不同程度的老化，可能会造成电气设备发生故障，既不利于提高电气设备自控的水平，也会影响到企业未来的发展。

1 污水处理工艺及主要电气设备的介绍

污水处理厂按照工艺处理程度可以分为一级处理、二级处理和三级处理。一级处理主要是去除污水中呈悬浮状态的固体物质，常用物理法主要设备包括粗格栅、输送机、提升泵、除砂器及分离器，仪表包括进水液位计。二级处理将大幅度去除污水中的CODcr、BOD5、氨氮、总氮、磷和悬浮物，生化处理法的主要设备包括搅拌器、推流器、潜水泵、风机和电动阀门，仪表包括进水流量计、溶解氧、污泥浓度。三级处理是混凝沉淀、砂滤处理等过程，深度处理法主要设备包括提升泵、搅拌器、刮泥机、加药泵、干投机、电动阀门、反洗水泵及风机，仪表包括液位计和流量计。

2 污水处理厂中自动化控制系统的设计

2.1 DCS自动化控制系统

该系统中具有多台独立微机，而各个微机之间可以通过网络架构连接，同时，系统中还具有工程师、操作员以及控制站等内容，各部分之间连接之后相互合作、协调、配合来完成控制工作。而DCS自动化控制系统在污水处理厂中的应用优势体现为实时控制、协调性强等。该控制技术主要是对一天内不同时间段制定优化策略，并且该优化策略具有非常强的规律性，适合应用在城市污水处理厂中，但是，实际操作环节较为复杂，并且该方式与时间段之间存在直接关联，在不同时间段应用的效果不同。

2.2 基于PLC的电气自动化控制

2.2.1硬件设计的运用

对于PLC电气自动化系统的设计，需要根据水处理设施的工作原理以及运行要求选择对应的控制器和系统模板。其中主要有两个设计解决方案，就是沉余与不沉余。结合工程的实际需求选择对应的契合解决计划方案，其中的CPU通常要求配置独立的接口，通过合成装置存储器配置对应的防护层。另外,还要对CPU主频进行科学的设计，通过两个互为备份的接口，提高整体的连接效果，确保硬件的合理性[1]。

2.2.2软件设计的运用

对于PLC技术的应用主要是以程序为主，所以PLC电气自动化系统的设置通常会在软件程序设计中进行实施。因此，需要工作人员具备较强的开发技术，注重对程序的升级以及图形的设计，选取合理的编程软件工具。结合PLC电气自动化控制程序中的主程序与次程序构成，实现程序的编写利用编辑之后，下载到PLC操作系统中，从而实现对整个系统的整。

2.2.3强化信号输入的准确性

基于PLC的电气自动化控制系统，在水处理系统中的应用需要相关部门进行不断的创新完善，确保信号输入的安全以及准确。另外，为了有效地提高电气自动化技术在水处理系统中的使用效率，还可以对主界面的控制模块进行创新，保证其控制的灵活性以及协调性为全面落实[2]。

2.2.4设备选用

DCS包含功能模块强大，几乎可达到各种规模控制要求，所以在近十年得到了普遍应用。但因其通信协议的封闭性，导致了购买及后续改造的局限性，很难实现各家DCS与上层网络的兼容性。DCS传输的模拟信号精度差，易受外界干扰。再加上系统的传输线过长，增加了系统的误差与成本。但是PCLZAI程序写入的简便上，避免了通信协议的要求。PLC除顺序控制外，还可具有闭环功能。

2.3 在污水处理中有效控制pH值的应用

由于水质的独有特点，通过加入烧碱和碳酸钠等软化剂，达到除碱除硬的目的。所以，严格控制污水池的pH值具有重要的意义。加入带有远传功能的酸度仪和碱度仪，利用PLC系统控制各仪表，将采集到的数据准确实时地传入控制室，使这些数据得到存储、分析及处理。设置高高限和低低限，随时控制酸阀、碱阀等开关阀的启停，达到稳定pH在合理范围的目的。这种利用PLC系统控制的方法简单、安全、快捷、准确，达到了良好的工作效率和经济效益。

2.4 泵等电机中启停频率控制的应用

可见泵等电机是污水处理系统中非常重要的部分，它们不仅需要简单的启停，还包含了频率控制。如一台污泥循环泵，变频调节信号来自高密池进水流量计。只有通过PLC系统将流量数据采集输入控制室，才能够对污泥循环泵的运行情况实时控制，保证其正常运行，实现泵站的高度自动化，满足污水处理厂对循环池水量的需求。PLC控制系统保证了整个系统的高度自动化，将各仪表与电机实现联锁，确保达到现场液位数据实时控制电机启停的目的。并可通过模拟量模块，改变变频器频率，使泵的转速在固定区间平滑变化[3]。

2.5 强化系统维护检修力度

由于水处理工作难度比较大、周期较长、其应用的范围非常的广泛，因此，需要长期落实相关的处理技术，有效地改善水资源环境。在PLC电气自动化控制系统应用的过程中，需要相关部门加强对应的维护检修力度。PLC电气控制系统在整个运行的过程中会受到多方面因素的影响，很容易造成设备故障，如果不能及时解决，就会导致水处理效果大大地降低。另外，相关部门还要制定对应的维护检修方案，并且落实到实际工作中，通过组织专业的技术人员进行维修养护对设备的保养，提高整个系统的运行水平。

3 结语

综上所述，技术人员在要自动化控制系统组成结构和主要功能等内容出发，对其进行合理设计，加强对污水处理系统过程中数据信息的整合，实现系统中的数据采集、显示和日常报表打印等功能，从而进一步优化自动化污水处理控制系统的结构。