PLC自动控制系统在污水处理中的应用

孙娜

摘要：随着我国科学技术的不断更新发展，特别是信息化技术、计算机技术、网络技术、自动化技术的发展进步，越来越多的科学技术应用到各行各业中，极大地倪鸣时了我国各行业的生产质量和效率的发展。由于我国环境污染问题日益严重，为了保证我国社会经济的稳定可持续发展，我国越来越重视绿色环保的工作。为了更好地实时监测我国水资源水质情况，我国积极推广发展PLC自动控制系统，保证污水处理系统的安全、稳定、高效、低耗运行。

关键词：PLC自动控制系统;污水处理;绿色环保;应用

引言

科学技术水平的不断提高，互联网技术的快速进步，对于我国的各个行业都产生了比较大的冲击，这一影响在自动化控制行业表现的尤为明显。现今，越来越多的行业开始使用自动化控制技术，而这一技术的应用也使得自动化控制工作的水平有了显著的提升，在污水处理厂内部实现了全方位的信息化管理。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。

一、自动化控制技术的原理与作用

1.1自动化控制技术的工作原理

污水处理系统的自动化控制系统的主要构成有：现场仪表、执行机构、信号采集、人机界面等四个部分，而自动控制系统也是由其他三个部分组成的，并且需要建立好工艺曲线，将这一曲线与人工输入、进出水控制系统结合起来，通过对COD、色度、磷等指标及浓度、溶解氧、回流比等指标进行检测以获得污水处理的规律，在此基础上更好的提升污水處理的工艺。工艺控制系统包括上位工控机、PLC、电控机构三个部分，这其中的其核心部分是上位机智能控制系统。使用自动化控制系统开展工作时，需要先使用上位机控制应用软件，然后再开展智能化控制工作，这样才能够保证多重范围下良好的自动化控制水平。

1.2自动化控制技术的作用

一般条件下，污水处理主要由承包商、提供商和运营商共同来完成，而后再根据污水的污染程度开展相应的处理，需要结合污水的具体性质选择相应的处理方法，一般会将生活废水直接排进城市污水管道内，而工业废水则必须经处理消除有毒物质后才可以排进城市污水管道内。对于城市污水管道中的废水，一定要再次处理保证其不会危害环境后才可以排入自然环境内，这样能够保证水资源的良好循环。

二、PLC的概念及工作原理

PLC一般在工业控制的精密计算设备中有着较为广泛的应用。之前的PLC一般是代替各种电气发挥逻辑性控制功能。社会的不断发展进步，人们对于PLC也有了更高的要求，现今的PLC都是可编程的，在经过一系列的改进后，形成现今的可编程逻辑控制系统。这一系统的主要工作内容有如下三个环节：

2.1采样录入工作

需要使用扫描的方式来扫码分析各个样本数据，并将这些数据录入I/O映像区完成储存，当进行其他的操作时，样本数据便会产生较大的变动，不过通过录入储存在I/O储存器中的数据始终不会产生改变，会保持其原有的状态。如果把脉冲信号当做代表，则I/O储存器的宽度应该超过一个扫码周期，这样才能够确保扫码数据得到正确的录入和储存。

2.2执行操作环节

这一环节需要落实好使用者的各项指令，PLC需要按照固定的顺序来执行指令，可以是从上到下、从左至右等各种方式，还必须科学的确定执行后的结果，保证准确完成了使用者的指令。

2.3刷新完成环节

PLC在这一环节需要完成各项用户指令的刷新和输出，并且需要将结果录入I/O映像区予以储存，最后再由输出程序完成最后的数据输出。

三、PLC控制系统组成结构

3.1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。

3.2软件构成

污水处理中使用的自控系统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。

四、污水处理中PLC系统的应用优势

在污水处理工作开展上，通过PLC控制系统的引入，能确保污水处理目标的达成，实现更为出色的污水处理效果。

4.1充分实现在线监控功能

通过在污水处理工作开展上引入PLC系统，确保充分达成相应数据信息的及时采集，并针对污水处理的情况进行实时监控。在进行污水处理工资开展上，所需要涉及到的环节较为复杂，通过PLC系统的引入，可以实现对污水处理不同环节进行智能化、实时的管控。一旦在过程中出现问题，就可以结合实时监控的结果快速进行问题的处理和解决。而且借助实时监控系统，还可以确保相应的工作人员能对系统整体的运行状态有所了解，并合理地进行相应参数变化的判定，这对于确保系统的顺畅运行也有积极价值。

4.2达到污水处理的动态管理目标

污水处理的环节相对复杂，过程中涉及到不同的管控要求。通过PLC系统的引入，确保在进行污水处理工作开展上，相应的工作人员可以借助系统反馈的数据结果，针对污水处理不同环节的表现进行动态的管理，并结合获取的数据，实现对污水处理效果的分析。如果在进行污水处理工作开展上，过程中出现突发情况，也可以基于动态数据进行相应问题的快速排查和处理，针对问题的成因进行相应分析，并完成相应解决对策的规划和制定。

借助PLC系统，确保实现污水处理的东台话管控，规避在污水处理上出现的不利情况，通过实施合理的对策，实现问题的快速解决。

4.3实现污水处理数据的采集和分析

PLC系统在运用上，其中一个突出的特点在于可以进行相应污水处理数据的有效采集，并基于系统内置的数据分析软件实现相应数据的快速分析。

在进行污水处理工作开展上，通过PLC系统的引入，能针对污水处理不同环节的数据进行相应采集，结合对采集数据的分析，明确污水处理的情况。通过这种方式，可以实现对污水处理工作的有效监管，确保在进行污水处理工作开展上，能严格按照预期的目标进行相应工作开展。通过结合数据分析结果，能针对污水处理的效果做出相应的判定，并及时进行过程中问题的妥善处理和解决，这对以后提升污水处理工作的开展效果起到积极的推动作用。

4.4快速发现系统自身故障

由于PLC系统自身搭载故障报警系统，所以在系统使用过程中，如果系统发生故障，借助PLC系统的故障报警，可以告知相应运维人员故障所在位置，确保运维人员可以在第一时间获取故障信息，并快速完成故障的排除。

五、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。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。

六、污水处理中PLC控制系统的应用分析

6.1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。

6.2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。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。

6.3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。

6.4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。如通過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。自控系统进行曝气机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。

6.5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。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。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。

七、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.

[7]谭伟.基于PLC的污水处理厂自动控制系统[J].智能建筑与智慧城市，2018（7）：35-37.

[8]岳志军，米天峰.自动控制系统在污水处理中的应用[J].电子世界，2018（12）：156.