自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用探討

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，自動(dòng)化技術(shù)的研究也取得了很大的進(jìn)展，自動(dòng)化技術(shù)開(kāi)始越來(lái)越多地被運(yùn)用到人們的日常生活中，在污水處理方面，也開(kāi)始引進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)。隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化金進(jìn)程的不斷加快，污水處理問(wèn)題成為一個(gè)急需解決的問(wèn)題。當(dāng)前階段，治理污水的主要目標(biāo)已經(jīng)不再是污水處理排放達(dá)標(biāo)，而是更進(jìn)一步地實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的再生和利用。隨著我國(guó)人口的增長(zhǎng)，工業(yè)化進(jìn)程也在不斷加快，人們的日常生活和工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中產(chǎn)生的大量污水，已經(jīng)開(kāi)始威脅到人們的身體健康狀況。所以，要通過(guò)對(duì)先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)的有效運(yùn)用，去改善人們的生活環(huán)境，保障人們的身體健康。

1  國(guó)內(nèi)外在污水處理過(guò)程中運(yùn)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)的近況

在污水處理自動(dòng)化控制技術(shù)在國(guó)外發(fā)展的比較早，因此國(guó)外對(duì)這項(xiàng)技術(shù)了解的這項(xiàng)技術(shù)的研究也更加地透徹、全面，在技術(shù)層面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。西方國(guó)家的很多污水處理廠在多年以前就已經(jīng)把計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用到了污水處理工作中，更甚者有的國(guó)家已經(jīng)可以做到不用留人值班，只需要機(jī)器設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制污水處理流程的地步。大概在上個(gè)世70年代，美國(guó)的一些污水處理廠就已經(jīng)可以運(yùn)用計(jì)算機(jī)控制加藥過(guò)程。還有一些污水處理廠運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)控制加釩過(guò)程，很大程度上地降低了每年釩的消耗量。與此同時(shí)，污水的水質(zhì)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(guó)的污水處理廠之外，還有德國(guó)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(shí)現(xiàn)了運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)控制污水的處理過(guò)程。污水處理自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展到如今這個(gè)階段，取得了很多成就，控制系統(tǒng)的自動(dòng)化程度和過(guò)去相比，得到了很大程度上的提升，像一些美國(guó)的許多大型污水處理廠，安裝了能夠覆蓋整個(gè)廠區(qū)范圍的整套集散控制系統(tǒng)，對(duì)污水處理過(guò)程實(shí)行多環(huán)路控制。

我們國(guó)家的污水處理自動(dòng)化控制技術(shù)和國(guó)外相比發(fā)展的比較晚，因此，與國(guó)外的發(fā)達(dá)國(guó)家的污水自動(dòng)化控制技術(shù)相比落后許多。目前，我國(guó)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(shù)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(guò)去的污水處理方式，采用著手動(dòng)控制的方式，通過(guò)人工進(jìn)行取樣、分析，以及同樣是人工去操作那些機(jī)器設(shè)備的運(yùn)行。這種人工操作的污水處理過(guò)程，會(huì)造成控制的精確度很低，經(jīng)過(guò)處理后的水質(zhì)也不夠穩(wěn)定。除此之外，國(guó)內(nèi)也有很多大型的污水處理廠成套的給自己廠內(nèi)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的污水處理設(shè)備以及專業(yè)的技術(shù)工藝、各種用于檢測(cè)的儀器儀表以及自動(dòng)控制系統(tǒng)和相應(yīng)地軟件。國(guó)外的這些先進(jìn)設(shè)備的技術(shù)先進(jìn)，自動(dòng)化的程度高，能夠穩(wěn)定地運(yùn)行，保障處理后的水質(zhì)能夠達(dá)標(biāo)。我國(guó)在污水處理的自動(dòng)化控制方面的技術(shù)發(fā)展水平和西方發(fā)達(dá)國(guó)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(guó)污水處理方面的發(fā)展陷入了瓶頸。

2  PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)要闡述

2.1  PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的定義

PLC簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)指的是一種可以進(jìn)行編程的具有邏輯性的控制器。從本質(zhì)上講，PLC控制系統(tǒng)就是一種存儲(chǔ)器，但是它除了你能夠用來(lái)存儲(chǔ)，還具有著一些其他的功能。比如說(shuō)，它還可以定時(shí)，執(zhí)行基本運(yùn)算程序以及進(jìn)行邏輯運(yùn)算等等。PLC具有的可以編程的獨(dú)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(jī)械設(shè)備以及各種生產(chǎn)流程。

2.2  PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的工作流程

PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)在實(shí)際進(jìn)行運(yùn)行的過(guò)程中，主要由三個(gè)階段組成，分別是:采樣錄入、執(zhí)行操作、完成刷新等三個(gè)階段。首先來(lái)看一下第一個(gè)階段，采樣錄入階段。在這個(gè)過(guò)程中，PLC控制系統(tǒng)主要是通過(guò)掃描條形碼來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集工作，然后對(duì)采集的數(shù)據(jù)展開(kāi)分析，最后把采集的信息數(shù)據(jù)錄入保存。在第二個(gè)階段，執(zhí)行操作的過(guò)程中，PLC控制系統(tǒng)將會(huì)執(zhí)行使用者發(fā)出的指令，而且PLC系統(tǒng)能夠做到結(jié)合輸入的數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)節(jié)順序執(zhí)行命令，在執(zhí)行完命令后，可以直接進(jìn)行結(jié)果的驗(yàn)證，有利于明確使用者的命令。第三個(gè)階段，完成刷新指的是PLC控制系統(tǒng)對(duì)執(zhí)行完命令之后產(chǎn)生的結(jié)果進(jìn)行刷新。

3  自動(dòng)化控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用

PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的控制器具有十分強(qiáng)的控制能力，在污水處理系統(tǒng)中運(yùn)用PLC自動(dòng)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(shè)備能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行，減輕操作工人的工作強(qiáng)度。PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用主要有以下三個(gè)方面:（1）不用人工操作，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，能夠?qū)ξ鬯幚淼倪M(jìn)程，進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)督和管理；(2)機(jī)器設(shè)備發(fā)生故障，能夠及時(shí)地預(yù)警；(3)自動(dòng)生成各種數(shù)據(jù)報(bào)表。

3.1  能夠在線實(shí)時(shí)監(jiān)視污水處理的進(jìn)程

由于工控機(jī)的后臺(tái)是和計(jì)算機(jī)相連接的，所以計(jì)算機(jī)界面上能夠顯示出工控機(jī)檢測(cè)到的各種信息。除此之外，計(jì)算機(jī)界面上還能夠顯示出各個(gè)污水處理設(shè)施的運(yùn)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(jì)算機(jī)界面上觀察到。相關(guān)操作人員能夠通過(guò)一臺(tái)計(jì)算機(jī)檢測(cè)到整個(gè)污水處理流程的運(yùn)行情況。

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

3.2  發(fā)生故障，可以及時(shí)報(bào)警

污水處理的過(guò)程中，需要用到大量的機(jī)器設(shè)備，當(dāng)把PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)用到污水處理過(guò)程中時(shí)，污水處理系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠通過(guò)報(bào)警界面向操作人員發(fā)出警示信號(hào)，而且PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)開(kāi)始自主地進(jìn)行故障排除。當(dāng)排除了污水處理系統(tǒng)的故障之后，與這次故障有關(guān)的信息數(shù)據(jù)還被記錄下來(lái)，保存；當(dāng)沒(méi)有把故障排除的時(shí)候，系統(tǒng)將會(huì)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(dòng)生成各種數(shù)據(jù)報(bào)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(guān)資料以及過(guò)程中生成的數(shù)據(jù)分門(mén)別類，分別儲(chǔ)存在各自對(duì)應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中。PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠按照時(shí)間順序的先后記錄特定時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行的所有操作流程，并且改進(jìn)可以把記錄到的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存進(jìn)提前設(shè)置好的數(shù)據(jù)庫(kù)中。在對(duì)污水處理過(guò)程實(shí)行實(shí)時(shí)管理的過(guò)程中，系統(tǒng)會(huì)詳細(xì)地記錄污水處理過(guò)程中的每一個(gè)操作步驟以及每完成一個(gè)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(wù)之后，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)把這一階段進(jìn)行污水處理的過(guò)程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，然后生成各類報(bào)表，借助計(jì)算機(jī)上面安裝的自動(dòng)打印機(jī)，將生成的報(bào)表打印出來(lái)。

4  結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)不斷地向前發(fā)展，人類對(duì)各種能源的需求也越來(lái)越大。特別是，水這種不可再生能源，人類離開(kāi)水根本無(wú)法存活。所以，水資源的問(wèn)題已經(jīng)成為現(xiàn)在社會(huì)發(fā)展需要給予高度重視的問(wèn)題。當(dāng)前階段，水資源十分緊缺，尤其是在工業(yè)建設(shè)地區(qū)，水資源短缺情況更是十分嚴(yán)重。處在水資源短缺的大環(huán)境下，水資源的污染問(wèn)題，已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ詈凸I(yè)生產(chǎn)急需解決的問(wèn)題。通過(guò)把PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)用到污水處理過(guò)程中，能夠及時(shí)地采集到污水處理過(guò)程中生成的各種數(shù)據(jù)信息，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、記錄和保存，為處理水污染問(wèn)題提供有效支持，推動(dòng)解決水污染問(wèn)題的進(jìn)程。

不過(guò)，由于我國(guó)的污水處理自動(dòng)化技術(shù)與國(guó)外相比起步比較晚，所以，我國(guó)的污水處理的技術(shù)水平和發(fā)達(dá)國(guó)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(guó)內(nèi)自主研發(fā)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，污水處理過(guò)程中需要用到的各種各種設(shè)備以及各種精密儀表儀器的生產(chǎn)質(zhì)量不夠優(yōu)良，而且這些設(shè)備發(fā)生故障的概率太高，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的設(shè)備與從國(guó)外引進(jìn)的設(shè)備接口方面不配套等等，這些都是造成我國(guó)污水處理自動(dòng)化的發(fā)展與國(guó)外差距大的原因。所以，應(yīng)該要加大對(duì)污水自動(dòng)化控制技術(shù)的研發(fā)投資力度，最大程度上地減少和發(fā)達(dá)國(guó)家的差距。

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