自動控制系統(tǒng)在污水處理中的應用探討

隨著我國經濟的快速發(fā)展，科學技術的不斷進步，自動化技術的研究也取得了很大的進展，自動化技術開始越來越多地被運用到人們的日常生活中，在污水處理方面，也開始引進自動化技術。隨著我國城鎮(zhèn)化金進程的不斷加快，污水處理問題成為一個急需解決的問題。當前階段，治理污水的主要目標已經不再是污水處理排放達標，而是更進一步地實現(xiàn)實現(xiàn)對水資源的再生和利用。隨著我國人口的增長，工業(yè)化進程也在不斷加快，人們的日常生活和工業(yè)生產的過程中產生的大量污水，已經開始威脅到人們的身體健康狀況。所以，要通過對先進的自動化技術的有效運用，去改善人們的生活環(huán)境，保障人們的身體健康。

1  國內外在污水處理過程中運用自動化控制系統(tǒng)的近況

在污水處理自動化控制技術在國外發(fā)展的比較早，因此國外對這項技術了解的這項技術的研究也更加地透徹、全面，在技術層面具有明顯的優(yōu)勢。西方國家的很多污水處理廠在多年以前就已經把計算機技術運用到了污水處理工作中，更甚者有的國家已經可以做到不用留人值班，只需要機器設備進行自動控制污水處理流程的地步。大概在上個世70年代，美國的一些污水處理廠就已經可以運用計算機控制加藥過程。還有一些污水處理廠運用計算機技術控制加釩過程，很大程度上地降低了每年釩的消耗量。與此同時，污水的水質也得到了很大程度上的改善，有效地提升了污水處理的效率。除了美國的污水處理廠之外，還有德國柏林的污水處理廠、日本東京、大阪等地的污水處理廠，都在很早以前就實現(xiàn)了運用計算機技術控制污水的處理過程。污水處理自動化控制技術發(fā)展到如今這個階段，取得了很多成就，控制系統(tǒng)的自動化程度和過去相比，得到了很大程度上的提升，像一些美國的許多大型污水處理廠，安裝了能夠覆蓋整個廠區(qū)范圍的整套集散控制系統(tǒng)，對污水處理過程實行多環(huán)路控制。

我們國家的污水處理自動化控制技術和國外相比發(fā)展的比較晚，因此，與國外的發(fā)達國家的污水自動化控制技術相比落后許多。目前，我國在污水處理方面發(fā)展的現(xiàn)狀是，由于投入的資金不足，技術人員的專業(yè)能力薄弱，很多的小型污水處理廠仍舊延續(xù)著過去的污水處理方式，采用著手動控制的方式，通過人工進行取樣、分析，以及同樣是人工去操作那些機器設備的運行。這種人工操作的污水處理過程，會造成控制的精確度很低，經過處理后的水質也不夠穩(wěn)定。除此之外，國內也有很多大型的污水處理廠成套的給自己廠內引進國外先進的污水處理設備以及專業(yè)的技術工藝、各種用于檢測的儀器儀表以及自動控制系統(tǒng)和相應地軟件。國外的這些先進設備的技術先進，自動化的程度高，能夠穩(wěn)定地運行，保障處理后的水質能夠達標。我國在污水處理的自動化控制方面的技術發(fā)展水平和西方發(fā)達國家相比還比較低，仍舊存在著很大的不足之處，這也使得我國污水處理方面的發(fā)展陷入了瓶頸。

2  PLC自動化控制系統(tǒng)的簡要闡述

2.1  PLC自動化控制系統(tǒng)的定義

PLC簡單來說指的是一種可以進行編程的具有邏輯性的控制器。從本質上講，PLC控制系統(tǒng)就是一種存儲器，但是它除了你能夠用來存儲，還具有著一些其他的功能。比如說，它還可以定時，執(zhí)行基本運算程序以及進行邏輯運算等等。PLC具有的可以編程的獨特性，可以讓使用者利用數(shù)字編程輸入指令，去有效控制機械設備以及各種生產流程。

2.2  PLC自動化控制系統(tǒng)的工作流程

PLC自動控制系統(tǒng)在實際進行運行的過程中，主要由三個階段組成，分別是:采樣錄入、執(zhí)行操作、完成刷新等三個階段。首先來看一下第一個階段，采樣錄入階段。在這個過程中，PLC控制系統(tǒng)主要是通過掃描條形碼來進行數(shù)據(jù)的采集工作，然后對采集的數(shù)據(jù)展開分析，最后把采集的信息數(shù)據(jù)錄入保存。在第二個階段，執(zhí)行操作的過程中，PLC控制系統(tǒng)將會執(zhí)行使用者發(fā)出的指令，而且PLC系統(tǒng)能夠做到結合輸入的數(shù)據(jù)自動調節(jié)順序執(zhí)行命令，在執(zhí)行完命令后，可以直接進行結果的驗證，有利于明確使用者的命令。第三個階段，完成刷新指的是PLC控制系統(tǒng)對執(zhí)行完命令之后產生的結果進行刷新。

3  自動化控制系統(tǒng)在污水處理中的應用

PLC自動化控制系統(tǒng)中的控制器具有十分強的控制能力，在污水處理系統(tǒng)中運用PLC自動化控制系統(tǒng)可以有效地提升污水處理的效率，保障各種污水處理設備能夠安全穩(wěn)定地運行，減輕操作工人的工作強度。PLC自動控制系統(tǒng)在污水處理中的應用主要有以下三個方面:（1）不用人工操作，可以實現(xiàn)自動控制，能夠對污水處理的進程，進行實時的監(jiān)督和管理；(2)機器設備發(fā)生故障，能夠及時地預警；(3)自動生成各種數(shù)據(jù)報表。

3.1  能夠在線實時監(jiān)視污水處理的進程

由于工控機的后臺是和計算機相連接的，所以計算機界面上能夠顯示出工控機檢測到的各種信息。除此之外，計算機界面上還能夠顯示出各個污水處理設施的運行狀態(tài)，各類儀表器械采集到的各種數(shù)據(jù)，主要的工藝參數(shù)的變化，這些都能夠從計算機界面上觀察到。相關操作人員能夠通過一臺計算機檢測到整個污水處理流程的運行情況。

實時監(jiān)控主要是監(jiān)控污水處理過程中各種設備的運行情況，污水處理的流程以及各種污水處理設備的負載情況。在中心控制室中有能夠檢測到污水處理過程中各個部分設備的運行情況的工藝流程圖，操作人員可以根據(jù)需要，實時切換到不同的工藝流程中實時監(jiān)測，充分掌握每個設備所處的運行狀態(tài)。在自動控制系統(tǒng)的中心控制室中，還能夠顯示出某一特定時刻的具體數(shù)據(jù)并進行記錄，還能夠檢測到各種閥門的狀態(tài)，操作人員還可以在中心控制室中實時監(jiān)測到系統(tǒng)的各個部分的情況。

3.2  發(fā)生故障，可以及時報警

污水處理的過程中，需要用到大量的機器設備，當把PLC自動控制系統(tǒng)運用到污水處理過程中時，污水處理系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，PLC自動控制系統(tǒng)能夠通過報警界面向操作人員發(fā)出警示信號，而且PLC自動化控制系統(tǒng)開始自主地進行故障排除。當排除了污水處理系統(tǒng)的故障之后，與這次故障有關的信息數(shù)據(jù)還被記錄下來，保存；當沒有把故障排除的時候，系統(tǒng)將會給工作人員提示引起故障出現(xiàn)的原因以及出現(xiàn)故障的部位。

3.3  能夠自動生成各種數(shù)據(jù)報表

污水處理廠中的管理工作主要是把每一天污水處理的工藝路線相關資料以及過程中生成的數(shù)據(jù)分門別類，分別儲存在各自對應的歷史數(shù)據(jù)庫中。PLC自動控制系統(tǒng)能夠按照時間順序的先后記錄特定時間段內進行的所有操作流程，并且改進可以把記錄到的數(shù)據(jù)儲存進提前設置好的數(shù)據(jù)庫中。在對污水處理過程實行實時管理的過程中，系統(tǒng)會詳細地記錄污水處理過程中的每一個操作步驟以及每完成一個操作步驟之后，系統(tǒng)的各種參數(shù)的變化情況，在處理好每一階段的污水處理任務之后，PLC自動控制系統(tǒng)會自動把這一階段進行污水處理的過程中產生的各種數(shù)據(jù)進行分析整理，然后生成各類報表，借助計算機上面安裝的自動打印機，將生成的報表打印出來。

4  結語

隨著社會不斷地向前發(fā)展，人類對各種能源的需求也越來越大。特別是，水這種不可再生能源，人類離開水根本無法存活。所以，水資源的問題已經成為現(xiàn)在社會發(fā)展需要給予高度重視的問題。當前階段，水資源十分緊缺，尤其是在工業(yè)建設地區(qū)，水資源短缺情況更是十分嚴重。處在水資源短缺的大環(huán)境下，水資源的污染問題，已經成為人們日常生活和工業(yè)生產急需解決的問題。通過把PLC自動控制系統(tǒng)運用到污水處理過程中，能夠及時地采集到污水處理過程中生成的各種數(shù)據(jù)信息，并對這些數(shù)據(jù)進行分析、記錄和保存，為處理水污染問題提供有效支持，推動解決水污染問題的進程。

不過，由于我國的污水處理自動化技術與國外相比起步比較晚，所以，我國的污水處理的技術水平和發(fā)達國家相比仍舊存在著很大的差距。這種差距主要體現(xiàn)在缺乏國內自主研發(fā)的自動化控制系統(tǒng)，污水處理過程中需要用到的各種各種設備以及各種精密儀表儀器的生產質量不夠優(yōu)良，而且這些設備發(fā)生故障的概率太高，國內生產的設備與從國外引進的設備接口方面不配套等等，這些都是造成我國污水處理自動化的發(fā)展與國外差距大的原因。所以，應該要加大對污水自動化控制技術的研發(fā)投資力度，最大程度上地減少和發(fā)達國家的差距。

本文來源：《企業(yè)科技與發(fā)展》：http://k2057.cn/w/kj/21223.html