探析PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用

1、    探析plc自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用    黃櫻【摘要】隨著污水處理工程和信息技術(shù)的發(fā)展，在污水處理中自動(dòng)化運(yùn)用也在提升，生活污水處理是一個(gè)多變的非常復(fù)雜的過程，傳統(tǒng)控制多采用儀表控制，控制方式以手動(dòng)為主，需要工人具備豐富的工作經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識，這種方法不僅生產(chǎn)效率低，而且處理污水質(zhì)量也不穩(wěn)定，還有信息不集中。我們要想提高工作質(zhì)量，降低成本，就必須采用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，構(gòu)建自動(dòng)化的污水處理工廠。【關(guān)鍵字】污水處理；plc；自動(dòng)控制水和人們的生活關(guān)聯(lián)非常密切，在現(xiàn)代人們對水的使用在不斷地增多。水資源是有限的，我國人均水資源是世界平均水平的1/4，

2、排在110位，是屬于水資源非常缺少的國家。但是我國的水資源在逐漸地減少，還有嚴(yán)重的污染現(xiàn)象。隨著人口的增加，城市規(guī)模擴(kuò)大，工業(yè)的發(fā)展，出現(xiàn)嚴(yán)重的水污染現(xiàn)象，其中生活污水是造成江河水污染的主要原因，影響著可持續(xù)發(fā)展。眾多的跡象說明短缺的水資源成為了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，所以對污水的處理在利用受到了許多方面的重視，通過各種技術(shù)對污水進(jìn)行處理，加大經(jīng)濟(jì)效益，然而在處理污水的過程中，通過一定技術(shù)的處理，可以產(chǎn)生一些能源再次利用，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目的。一、污水處理現(xiàn)狀1、我國的污水處理現(xiàn)狀我國的污水處理廠大部分使用的是活性污泥法，其余的是使用一級處理等方法進(jìn)行處理。隨著要求的增高，出現(xiàn)了許多改進(jìn)型的技術(shù)如氧化溝

3、法等技術(shù)。總體上來說我國的處理污水的技術(shù)水平還是比較低的，在技術(shù)、設(shè)備以及處理的范圍都與發(fā)達(dá)國家有很大的差距。我國還處在污水處理的發(fā)展階段，受到以下幾方面的制約：受我國治理污水整體行業(yè)水平的制約，如生產(chǎn)規(guī)模小，專業(yè)化不足等；受市場的制約，如市場混亂，管理不力等；技術(shù)選擇不結(jié)合實(shí)際情況。從整體上說，現(xiàn)有的技術(shù)還不能滿足我國的需求。2、國際污水處理現(xiàn)狀在一些發(fā)達(dá)國家，因?yàn)榻?jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，在很早就達(dá)到了工業(yè)現(xiàn)代化，污水處理的重視早就體現(xiàn)出來，并投入大量的資金進(jìn)行研究，經(jīng)過長時(shí)間的努力有的污水回收率高達(dá)90%以上，同時(shí)信息化的發(fā)展，它們注重plc技術(shù)在污水處理中的運(yùn)用，研制出了一些智能的控制元件，例如，sl

4、c系列等，使用大量的plc自動(dòng)控制技術(shù)在污水處理中。二、工藝流程簡介生活污水中含有大量的氮和磷，一般采用的是a2/o技術(shù)，它是傳統(tǒng)的活性污泥處理，也就是脫氧除磷工藝，它的原理主要是：首先，把廢水和回流含磷污泥進(jìn)行混合，當(dāng)中的聚磷菌在你沒有氧氣的情況下釋放吸收的磷，并把氮氧化，去掉bod；其次，氧氣充足的地方污泥中含有的no-n反硝化細(xì)菌在沒有氧氣的情況下將no-n還原，把產(chǎn)生的氣體釋放到空氣中，形成脫氧的目的。還有，經(jīng)過曝氣裝置進(jìn)行充氧，讓聚磷菌過量的吸收水中磷，起到固定磷的目的，經(jīng)過二沉池排除磷，同時(shí)硝化細(xì)菌在沒有氧氣的環(huán)境中被活性泥分解、氧化，繼而把污水中的有機(jī)物大量的去除。三、plc系統(tǒng)

5、結(jié)構(gòu)1、軟件設(shè)計(jì)plc的工作原理基本上與計(jì)算機(jī)一致，它也是通過一定的用戶程序的執(zhí)行實(shí)現(xiàn)一系列的任務(wù)控制。在時(shí)間上，plc控制器在執(zhí)行任務(wù)時(shí)，和繼電器的控制系統(tǒng)有所不同。plc的在工作中運(yùn)用的是以循環(huán)掃描的方法，這種方法是指在程序運(yùn)行的時(shí)間段內(nèi)，對每個(gè)過程中的信號采樣，之后對信號做出運(yùn)算和處理，并把得出的結(jié)果傳送到有關(guān)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)中。在這個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行周期內(nèi)，其中一些輸入數(shù)據(jù)沒有發(fā)生變化，有的輸出數(shù)據(jù)發(fā)生變化，也可能沒有變化。在plc中，運(yùn)用循環(huán)的掃描方式，對輸入的變量和輸出的變量進(jìn)行不斷的采樣和輸出，讓滿足條件作出相應(yīng)的執(zhí)行動(dòng)作。與計(jì)算機(jī)的區(qū)別在于，計(jì)算機(jī)在工作中當(dāng)條件不滿足時(shí)，將會出現(xiàn)程序等待，一

6、直到滿足條件，但是在plc中在執(zhí)行程序是，當(dāng)周期內(nèi)的掃描變量的條件不能滿足時(shí)，程序還會繼續(xù)的執(zhí)行，直到下面某一個(gè)周期內(nèi)，滿足條件時(shí)，運(yùn)行的結(jié)果就會被程序執(zhí)行。2、硬件構(gòu)成目前我國使用比較多的是中和池進(jìn)行污水的處理和中和。它主要的原理是運(yùn)用plc對污水處理的整個(gè)過程進(jìn)行自動(dòng)控制，也可以通過手動(dòng)調(diào)節(jié)，通過手動(dòng)開關(guān)或自動(dòng)控制整個(gè)生產(chǎn)過程中作業(yè)，通過檢測結(jié)構(gòu)可以得到系統(tǒng)需要的數(shù)據(jù)，經(jīng)過對收集的數(shù)據(jù)分析后經(jīng)過軟件的控制，來維持系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，這些數(shù)據(jù)需要傳感器測量數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)輸送到監(jiān)測機(jī)構(gòu)，經(jīng)過plc的自動(dòng)控制保證相關(guān)數(shù)據(jù)的吻合，確保整個(gè)控制系統(tǒng)能夠有效的進(jìn)行。其中系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可實(shí)現(xiàn)性都要靠plc的功能

7、來實(shí)現(xiàn)。四、plc的應(yīng)用1、plc的選型plc控制系統(tǒng)具有兩種控制類型，是站點(diǎn)控制和中心控制，這兩種控制都有手動(dòng)和自動(dòng)的兩種控制方式，手動(dòng)是自動(dòng)的一種補(bǔ)充，是為了方便系統(tǒng)的人為介入，為系統(tǒng)的維護(hù)提供了條件。2、實(shí)時(shí)監(jiān)控實(shí)時(shí)監(jiān)控是對工作現(xiàn)場的報(bào)警信號、參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的記錄和處理。其中，工藝圖的切換，控制中心可以提供多幅和污水處理相關(guān)的動(dòng)態(tài)界面，能夠了解全線設(shè)備的狀況，以及各分部的運(yùn)行狀況，這些界面可以隨時(shí)的進(jìn)行切換；對工作流程的監(jiān)測，控制操作人員，可以對各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)定，操作閥門，用于控制，選擇工作的停止和啟動(dòng)。3、報(bào)警處理當(dāng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，系統(tǒng)會出現(xiàn)先前設(shè)定好的命令，對事故進(jìn)行初步的分析，并經(jīng)過

8、報(bào)警的畫面對操作人員進(jìn)行提示?？梢苑譃闅v史報(bào)警和當(dāng)前報(bào)警兩個(gè)窗口，當(dāng)前顯示的是目前還存在的信息，進(jìn)行復(fù)位后，有關(guān)信息才能從報(bào)警信息中消失，歷史信息是對有關(guān)報(bào)警信息的存儲，在進(jìn)行復(fù)位后，有關(guān)信息還存在。4、趨勢分析在控制中心里，為我們提供了趨勢顯示畫面，有實(shí)時(shí)和歷史兩種趨勢顯示，歷史表明的是設(shè)備以往的工作狀態(tài)，有利于工作人員查看有關(guān)過去的趨勢。實(shí)時(shí)趨勢是記錄當(dāng)前設(shè)備在工作中的變化過程，顯示的是不間斷的趨勢曲線，還能夠讀出任何一點(diǎn)的實(shí)際數(shù)據(jù)，方便工作人員的觀察。5、實(shí)例分析比如，在污水處理中的中和池系統(tǒng)中，污水酸堿中和系統(tǒng)，把污水中的酸堿中和過程設(shè)定成為一個(gè)監(jiān)控環(huán)境，在關(guān)鍵地方裝設(shè)酸堿測量計(jì)在a/

9、d裝換器中輸入在規(guī)定范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)信號，轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號，做出運(yùn)算，再將信號裝入到上位機(jī)中，再根據(jù)實(shí)際情況，控制加酸加堿量，讓酸堿達(dá)到平衡。這里面的流程圖可以對現(xiàn)場4個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)控點(diǎn)放在合適的位置，可以時(shí)刻的顯示數(shù)據(jù)。還可以在監(jiān)視畫面的旁邊，在菜單中設(shè)置五個(gè)功能按鈕，如報(bào)警報(bào)表、報(bào)警消音、最新報(bào)警、酸堿趨勢圖以及流量趨勢圖。通過這幾個(gè)按鈕我們時(shí)刻的了解到中和池里面的情況，讓我們只在監(jiān)控室里就能夠全面的了解現(xiàn)場信息，減輕了工人的工作量?？偨Y(jié)：plc在污水處理中運(yùn)用具有見效快、工作人員少、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。為污水的處理帶來了更好的質(zhì)量保障，為我國的水資源循環(huán)利用作出了巨大的貢獻(xiàn)，為人民的生活提供了更好的保障，為我們走向可持續(xù)發(fā)展的道路打下了基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)：1李潮，張學(xué)東，郭照新.基于profibus-dp的污水處理監(jiān)控系統(tǒng)j.計(jì)算機(jī)測量與控制，2008，（11）2樊波，潘寶巨.wincc在燒結(jié)杯試驗(yàn)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用j.微計(jì)算機(jī)信息，2009，（16）3曾育新.太陽紙業(yè)100t/d漂