污水处理控制系统

污水处理控制系统（精选12篇）

污水处理控制系统 篇1

摘要：介绍一套基于工业以太网和Profibus-DP总线的污水处理自控系统,对污水处理过程进行自动控制和远程监视。满足了污水处理厂自动化生产的需要,实现了系统配置的灵活性,降低了造价。

关键词：可编程控制器,工业以太网,污水处理,A2/O

1 引言

环境污染问题是当今世界上最大的社会问题之一,尤其是水资源的过度开发和不合理利用。为了合理利用水资源,保护水体环境,国家已把城市给排水列为基本建设领域重点支持的产业,并提出至2000年我国污水处理率达到25%,2010年污水处理率达到40%的总体目标,要求“七大流域”、“三大湖泊”和重点沿海城市及其近岸海域城市、非农业人口50万以上的城市都要建设城市污水处理厂。因此,为使有限的投资取得好的效益,建立高度自动化的污水处理厂是解决水污染问题的有效途径。

随着计算机控制技术的发展,可以对污水处理实现日常的信息化管理。针对太原某生活污水处理系统,设计一套基于工业以太网和Profibus-DP总线的污水处理自控系统,对污水处理过程进行自动控制和远程监视。采用S7-300 PLC可编程序控制器和智能检测仪表组成下位机,实现对现场设备的监控。上位机采用WINCC V7.0组态软件,实现整个系统的画面监测、参数设定和指令控制等功能。

2 污水处理工艺流程

采用改良A2/O污水处理工艺,工艺流程如图1所示。污水自流入厂内机械粗格栅井,经进水泵房提升后输送至细格栅渠,然后经旋流沉砂池沉砂处理,从沉砂池出来的污水进入改良型A2/O生化池,生化处理后的污水排入二沉池、最后经消毒池消毒,部分回用,部分排入汾河。

3 污水处理控制系统总体方案

全厂控制系统分为两个部分:中控室集中监控管理中心和8个现场PLC控制站。

工业控制网采用光纤作为传输介质组成环形工业以太网与现场控制站PLC联接,保证网络的可靠性、安全性,数据通讯在确保的可预见时间内到达。

系统控制设备之间相对独立运行,现场控制站、设备控制单元发生故障时,不会影响其上级、下级或同级的其它控制站控制单元的正常运行。现场控制站设置触摸屏作为就地人机交互接口HMI,操作人员可对该控制站监控范围内的设备进行就地集中控制,或在中控室授权后就地更改设定本站的工艺控制参数。其系统拓扑图如图2所示。

工程师站可以对现场控制站、设备控制单元的相关软件进行维护。正常工作时,两台工作站同时工作,实时地完成同步操作。监控工作站通过网络交换机与工业控制系统及生产管理系统连接,自控系统的控制别设置为三层:第一层为现场手动控制,在各电气站点设置现场手动控制箱,可单独启停各测试设备及执行机构;第二层为PLC逻辑联动控制,由PLC根据现场测试设备采集的数椐及系统设备运行逻辑关系,自动控制各站点内的电气设备运行状态;第三层为中央控制计算机监测,修改PLC控制参数,上位机点动控制,实现实时监控。

4 控制系统硬件设计

中央控制室由一台操作员站、一台工程师站及中控交换机等组成,中央控制室使用工控机,配置以太网卡CP1613,以Win CC7.0组态软件为开发平台组态的控制系统显示画面。现场过程PLC控制系统主要选用S7-300的产品,模块化结构,硬件配置较灵活,软件编程方便。PLC的CPU选用CPU315-2DP,它具有大型的程序存储容量,集成了Profibus-DP总线的端口,利用这个口实现与远程的ET200以及现场仪表通信,可以配制成分布的自动化结构,易于今后的系统扩展。智能化的诊断功能连续监控系统工作是否正常,并记录错误和特殊系统事件。整个控制系统采用基于TCP/IP协议的工业以太网实现上、下位机的通讯,从而实现整个污水处理厂的管、控一体化。

根据工艺的需要和控制要求,本系统设置8个现场PLC控制站,包括数字输入量726点,数字输出量244点,模拟输入点124点,模拟输出点33点。同时综合考虑到系统的余量,输入输出控制点有20%的余量,并预留30%空槽。鉴于系统防雷性能的要求,输入输出模块均具备隔离性能。选用SM321的32点DI32*24V数字量输入模块23块,SM321的16点数字量DI16*24V输入模块6块;SM322的DO16*24V数字量输出模块19块;SM331的8点AI8*12bit模拟量输入模块19块;SM332的4点AO2*12bit模拟量输出模块12块;ET200远程I/O接口模块两个。

5 控制系统软件设计

5.1 PLC程序

PLC程序满足现场工作站和设备控制的全部要求。实现工艺电控设备的顺序、条件、计时、计数控制、PID调节等控制功能,以及流量及功率参数的自动累积和数据处理功能。

控制软件除能够确保相关工艺及设备间的联动互锁的一般要求外,还能满足复杂工艺过程的控制要求。

控制设备首次上电运行或由手动转为自动时,能够判断其所控设备或工艺过程的现有状态,在其运行后不会使设备或工艺过程被不正常中断或出现被控参数的突变和振荡超调,以实现真正的无扰动切换。

当某台设备或某个部件出现故障,控制器能够作出相应的处理,将故障控制在最小的范围之内,防止由此而引起的相关设备或工艺过程的连锁反应;同时能立即判断出故障的位置,并将其送至中控主机或操作显示终端予以报警。

软件设计与执行将以模块化的形式表示PLC硬件划分和设备的组合,模块类型以传感器、回路、装置和自动化流程进行划分。PLC控制站程序结构严谨,可读性强,I/O点连续、集中。

5.2 监控界面设计

中央管理中心设置两台计算机分别作为操作站和工程师站相互备用,利用Win CC7.0组态软件开发的污水处理监控界面,对全厂工艺设备运行状况、运行参数进行集中监控,遥控现场设备。监控计算机通过集成的1000M网卡与PLC系统经工业以太网进行数据交换。

中控室的监控程序有如下主要功能:

(1)工艺流程监控功能。具有友好中文操作界面,各个界面之间切换达到流畅、自然,能动态显示整个厂区及各个单体的在线设备运行状态及仪表测量值,监测网络各节点状态;

(2)数据记录存储功能。监控程序根据需要,采集各分控站的各类数据和信号,并能进行数据显示、数据存储、历史数据回放、趋势曲线绘制;

(3)多级口令登录功能:具有安全登录窗口,并把登陆详细信息存入数据库;分管理员、工程师、操作员三个等级登陆,凭口令来使用监控程序;

(4)打印功能。具有各种数据报表输出功能,根据生产需要,及时完整地生成生产报表;

(5)报警及报警记录功能。具有多种报警功能,包含优先级报警、多状态报警、事件报警和确认报警等;

(6)操作人员对设备的所有操作或报警值的修改,其操作记录由监控软件记录,并由独立的数据库存储;

(7)操作记录功能。系统自动保存重要操作记录,如改动参数,操作设备的操作员代号、时间、内容等。

(8)实时数据曲线和历史数据曲线。对重要工艺参数可以进行实时曲线显示,并记录历史数据曲线。

6 结束语

PLC作为成熟的控制器,其编程语言及系统结构具有统一性,便于控制系统的调试及维护,很好地满足了污水生产工艺的要求,在避免功能浪费的同时降低了系统造价。采用工业以太网技术,保证了通讯网络良好的兼容性和稳定性,同时实现了通讯的高速化。以PLC为基础采用工业以太网搭建的控制系统,在污水处理厂的自动化控制中具有成熟可靠,既满足生产工艺要求,同时也降低了工程造价,具有很好的应用前景。

参考文献

[1]张卫娜.基PLC的污水处理系统研究[J].沈阳航空工业学院学报,2007,24(3):67-68.

[2]王常力,廖道文.集散控制系统的设计与应用[M].北京:清华大学出版社,1993.

[3]唐翀鹏,冯健,王水.A2/O工艺在邳州城北污水处理厂的应用[J].环境科技,2010,23(3):40-42,45.

污水处理控制系统 篇2

污水处理自动控制系统的设计

污水处理过程具有多变量、非线性、时变性及随机性特点,传统的.控制方法难以达到控制要求.介绍利用智能自动控制系统来实现污水处理过程控制,阐述了智能控制系统的硬、软件设计及过程控制流程设计.

作 者：朱英爱 杨杰 Zhu Yingai Yang Jie  作者单位：朱英爱,Zhu Yingai(莱芜钢铁集团有限公司安全生产部,山东,莱芜,271104)

杨杰,Yang Jie(莱钢钢铁股份有限公司板带厂,山东,莱芜,271104)

刊 名：电工技术 英文刊名：ELECTRIC ENGINEERING 年，卷(期)： “”(12) 分类号：X7 关键词：污水处理   厌氧处理   PLC   自动控制  

污水处理控制系统 篇3

【关键词】自动化控制系统;污水处理;运用

面对日趋发展的市场经济，我国的生态环境却变得更加严重，水污染逐渐成为制约经济发展的一大因素。早期传统的水污染处理技术难以满足水资源保护需要，结合水体稀释以及水体自净作用处理被污染水效率较低。在经济效益不断增收的同时，我国的水污染问题愈加严重，很多工业污水没有经过处理随意排放，导致水资源浪费。对于这种状况，我们应积极配合相关的方法处理水污染，做好环境保护措施，这样才能满足现代化发展需要。

１．实例概况

某市污水厂的日处理污水能力达5万吨以上，项目完工后在2008年正式运行。此污水处理站运用的污水处理方法为，运用活性污泥氧化沟处理工艺，工艺对主要设备自动控制提出了严格的要求，在自动控制系统中选择DCS分散型控制系统，系统主要构造是两级系统。整个处理装置是为了达到污水处理厂的数据采集、系统控制等方面的需要。

2.自控系统的组成部分

2.1自动化控制系统

此自动化控制系统包括了自动控制、数据采集、信号处理等多个方面的内容，能从很多方面实现污水处理操作。同时在污水处理过程中，还能实现自动控制、动态显示、状态监测、记录信号、故障报警等各类操作。对现场布置了3个现场控制站，如：PLC1、PLC2、PLC3，中央控制室设2台操作站、1台模拟屏控制站、1面模拟屏、1台数据及系统服务器。

2.2控制操作的相关技术

使用自动化控制系统进行水污染处理的根本目的是为了实现水资源保护，在系统设计时坚持到理念为“4C”技術来设计的，一共涉及到了计算机、控制、通讯、显示技术等4大技术内容。自动化控制系统结合了先进的DCS分散型控制系统。系统网络选择了光纤环网为基础的工业局域网技术，现场站（PLC）双机热备，这样能维持自动化控制系统的有序进行。

2.3中央控制室

此次使用的中心控制室安装了相应的监控装置，主要借助于不同性能的计算机操作，具体为：彩色监视器2台，打印机2台，模拟屏控制计算机1台，一组大型马赛克模拟屏。这种模式能起到的作用为：（1）系统运行之后能够广泛收集到各时期的工艺参数、电气参数、生产设备等方面的信息，然后由系统根据信息数据分析来实现相应的操作控制；（2）按照收集到的信心及时做好相应的处理，成立数据库之后可根据使用需要调配运用。还可以根据数据信息的排列情况，确定污水厂实际操作的状况。对污水处理存在的问题及时发现，确保排放水的质量符合标准；（3）操作站彩色屏幕能够把污水处理厂的大部分信息显现出来，如：流程图、参数值、机泵状态、报警信息等，这样可以帮助控制系统随时运用数据信息指令控制，使得污水处理效果达到理想状况；（4）使用计算机可以有效判断污水厂的操作秩序，对于自动化设备的故障问题及时发现处理，再把故障信号显示在监控屏幕上，且将时间地点保存于硬盘上。

2.4现场控制站及系统功能

此次选择的污水处理厂分为3个现场控制站，各个现场控制站都布置了MODICON QUANTUM系列PLC，PLC配双CPU热备及操作、显示终端。

2.4.1 PLC设置

1#现场控制站布置于厂变配电室，主要控制粗格栅，进水泵房、细格栅、沉砂池、厌氧池配水井、厌氧池、氧化沟。2#现场控制站布置于污泥泵房，主要控制二沉池配水井，二沉池、污泥泵房。3#现场控制站布置于污泥脱水车间，主要对中心控制室通信进行调控。

2.4.2系统达到控制目标的过程

（1）粗细格栅：格栅自动控制主要包括了水位差控制、时间间隔控制等，整个操作过程的控制要借助于水位差值实现，在达到一定时间限制后则转到时间控制器控制操作，然后根据压榨机、皮带运输机等操作流程处理。（2）进水泵房：参照集水池的水位值对泵房潜水泵实施自动控制，对备用泵的自动操作运行的状态做好记录，以发现其中存在的各种问题。(3）配水井：自动化控制系统能够实现配水井闸门的操作控制，在规定时间里完成启动、关闭效果。 (4）厌氧池：中心控制室对厌氧池混合搅拌器实施远程开/停控制。出水堰开启度则按照厌氧池的水位自动调节。(5）供氧量调节：主要调节对象为氧化沟，在调控过程中要按照氧化沟中的溶氧值对暴气转碟的运转时间和台数控制，必须要保证氧化沟中的溶氧值处于有效范围，这样可以使得氧化沟处于良好的环境里。(6）沉淀池：沉淀池刮泥机发挥控制作用，主要是参照沉淀池的泥位高、低实现自动开/停控制。(7）回流污泥量：对污泥的控制能够提高水污染处理效果，保证水质与标准规定相符合，以此确保生化处理系统混合液浓度处于有效标准内。

3.自控系统特点

3.1系统软件特点

Modicon Quantum在运行过程中，能够结合Windows相应条件的软件实施编程。Concept自身具备了多个方面的调节作用，主要包括了：模拟操作、串级PID控制、PID整合、函数发生器等等，操作时可结合常用的功能块图编程，这样给操作人员控制带来方便，有时也可利用高级语言完成数学复杂算法。用户能按照特定应有和自定义功能块多次运用，有助于功能块嵌套。此外，有的操作功能也可以配合梯形图、顺序功能图、指令列表、结构化文本等综合运用。Modbus Plus及32位TCP/IP仿真器可完成用户程序及监控软件的离线开发及调试。ModiconQuantum则能够和984梯形图语言实现兼容调控。

3.2系统硬件特点

（1）功能强大的新486和586CPU及高速背板：Modicon Quantum使用基于486和586的CPU，存储容量最高可达4M。浮点运算协处理器的使用极大提高了过程控制中对模拟量处理、回路调节等的运算速度。在要求高速响应码的场合，可使用Quantum的中断处理模板来处理外部事件。实时32位系统和高速缓冲存储器的支持，使IEC-1131语言的性能达到最优化的程度。并且，所有模块都可以插在任何槽位上，底板速度可以高达80M。（2）用开放式网络通讯协议：Modicon Quantum 同以前一样可以提供开放、标准以及有效的工业网络，是名副其实的工业网络中心，本系统采用标准的TCP/IP Ethernet。（3）高强度工业硬件平台：应用经过特殊设计的高强度工业硬件平台，可以有效的承受高温、振动和各种工业环境下的电气干扰。（4）带电插拔：允许用户带电插拔系统中的任何模块，而不会对模块造成损坏。这样用户在使用时就能够在继续维持系统运行的同时更换故障模块。

4.结语

对污水进行自动化控制处理是现代技术进步的成果，在自动化控制过程中必须要做好多个方面的控制，这样才能让系统正常运行，使污水处理运行实现了全自动化。■

【参考文献】

［１］余泽栋,乔丛,潘志国.污水厂自控系统的PLC设计[J].现代制造,2007,(16).

［２］何京.污水处理划时代革命——“MBCE工法”[J].水利天地,2006,(01).

［３］黄维生.浅淡我国污水处理工程的现状[J].西南给排水,2005,(03).

污水处理控制系统 篇4

石油从地下被抽上来要到联合站进行脱水, 脱腊等一系列处理后经计量后才能送往炼油厂, 因此联合站每天都有许多污水需要处理, 以便达标排放, 避免对周围农田造成污染。而传统的处理方法是使用过滤罐, 罐内分层放置过滤砂等多种介质, 污水自上而下得到过滤, 这种方法不仅效率低, 效果差, 而且更换介质非常困难。另外目前企业在市场经济规律的环境下, 高效率, 高质量地处理污水, 减少因非达标排放的罚款对企业的经济效益致关重要。因此我们利用微机控制技术和膜分离技术结合工艺研制开发了一套污水处理实验装置, 为企业提高了和平效率和管理水平。

二、系统的工作原理

污水处理系统方案选择, 首先取决于膜的安全问题, 因为每个超滤膜模组是由九千根中空有机纤维细膜管组成的内部相对封闭的腔体, 每个细管壁上分布着许多超细孔。当污水从细管内流过时, 在一定压力的作用下, 净水从超细孔中渗出, 污水继续循环处理, 并有一部分浓缩污水外排。因此要保证模组上下具有一定的压力又不能超压, 没有压力, 净水难以透出, 超压模组会损坏。因此严格控制压力:P1<0.25M p, P1-P2<=0.05MP, (P1+P2) /2-P3<=0.1MP。根据系统的工艺要求还需要对相关的几个流量实施监测控制, 即Q1:Q2:Q3=1:4:9才能使循环系统达到物料平衡, 保持系统正常运行。

污水首先要进行旋流除砂、浊度限制等预处理后才能进入模组装置, 模组工作一定时间后会在超细孔附近积集杂质, 故必须定期进行反冲洗, 经过一定次数的反冲洗后仍达不到规定的透量, 则要进行化学清洗, 即酸洗和碱洗, 以保证系统的正常运行。

三、系统的硬件构成

超滤膜污水处理装置由工艺设备部分和微机控制系统组成。工艺设备部分由中科院大连物化所生产的1.2m长, ф=15cm的超滤膜模组群, 不锈钢管线, 罐, 泵, 阀等组成。微机控制系统采用研华工控机一台, ADAM系列模块, 操作器及一次仪表组成。

A D A M系列是一种模块内置微控制器, 传感器到微机接口的智能设备。该模块通过发出ASC码格式的简单命令, 并以RS-485通讯协议进行通讯, 具有A/D、D/A、DI/DO、以及通讯等功能。

控制系统A D A M模块网络采用级联方式, 共配有ADAM4017一个, ADAM4012四个, ADAM4021四个, ADAM4050三个, ADAM4520一个, ADAM4510一个。工控机主要完成工艺参数的设定、修改、工艺流程的动态显示, 对流量、压力实时控制, 故障监测及报警, 关键数据的存储、查询和打印等。ADAM4017和ADAM4012主要完成流量, 压力、液位、浊度的数据采集, 并通过RS485总线送往工控机, ADAM4021和ADAM4050从微机接受数据分别对操作器, 电磁阀和泵进行控制。

现场设备上的一次仪表都是标准的常规仪表, 其输出信号为标准的4-20m A或0-5V模拟电信号。模拟信号经ADAM模块转换滤波后变成工程量进行计算。

模块的主要技术指标:精度为16位, 3000V的直流隔离保护, 通讯地址由软件任意设定, 输入/输出的工程量类型可任意选择。

四、系统软件及功能

本系统的软件是利用V B 4.0在Windows95平台下开发的, 软件的控制部分是利用VB调用ADAM4000Series for Windows API函数编写的, 编程灵活、方便。软件采用模块化编程结构, 整个软件分为主程序, 五个子程序和若干个公共过程。

1. 主程序块:主程序块主要完成与各子程序的联系, 根据主菜单上的功能进行调用。

2. 常规污水处理子程序:

该程序块主要完成待处理水的流量Q2, 渗出净水流量Q1以及外排的一部分浓缩水流量Q3之间的比例控制, 同时还要检测模组上、中、下部的压力并进行计算, 判断是否在允许的压力条件下运行, 如果超出了允许范围, 要进行压力调整, 调整无效则报警停机。

3. 反洗、正洗子程序块:完成对反洗流量, 正冲洗流量进行恒流量控制以及对用于冲洗的净水罐液位进行控制。

4. 化学清洗子程序块:完成对酸、碱的恒流量控制及碱洗后清水冲洗时的恒流量控制。

5. 系统测试子程序块:

在系统自动控制之前, 必须对系统中所有的器件设备进行自动工作状态测试, 以确保系统自动控制的顺利进行。

五、控制系统的功能

1. 工艺流程的动态显示:

在计算机屏幕上动画显示整个系统的工作状态, 动态数字显示流量、压力、液位、浊度、调节阀的输出值以及电磁阀的开关状态。

2. 参数的设定与修改。

3. 液位、浊度、流量、压力的控制。

4. 压力、流量变化曲线的显示、存储。

5. 故障报警及处理。

6. 数据采集及通讯。

7. 关键数据的查询管理打印报表。

六、控制系统的其他部分

为了使模块能可靠地工作, 除采用精密的开关电源为其供电外, 还应对供电电压进行监视。这是因为ADAM4000系列模块, 虽有3000V的直流隔离输入耐压, 但其供电电压升高将使模块损坏, 而且这种电压升高往往不被注意。模块的供电电压允许范围为:+10V--+30V的直流电压, 当供电电压升高超过30V以上, 则可使模块内的通讯芯片、信号放大芯片损坏, 使模块在扫描程序中扫不到, 或即使可以扫到, 但输入/输出功能丧失, 故本系统采用一个特殊的电压监测电路来监视模块的供电电压, 当模块的供电电压超限, 则报警并切断电源。另外为了防止意外停电, 保护数据, 本系统配备了不间断电源 (UPS) 。

本系统还有一套手动操作控制柜, 可以手动控制完成整个工艺流程的各个过程。

七、结束语

污水处理控制系统 篇5

关键词：污水处理论文

引言

近年来，随着我国环保力度的逐步加大，对污水的处理上逐渐由点到面，实行全方位的覆盖。由于我国幅员辽阔，各类工厂分布较为分散的状况给我国的污水处理增加了难度。而污染的水资源如果处理不当而直接排放进江海湖泊，不仅给我国的生活用水带来影响，也会阻碍工业等相关产业的发展，所以对污水的处理已经成为一件急需解决的问题。电气自动控制系统的应用，将提高污水处理的效率，为我国的经济发展奠定一个良好的发展平台。

1自动控制系统的组成以及特点

1.1自动控制系统的组成

自动控制系统的组成较为复杂，一般由自动控制、数据采集以及信号处理等方面的内容组成。在进行污水处理时，只有这几个部分协调配合，各尽其能，才能使污水的处理的效果达到最好。自动控制部分主要负责系统的运行，使得系统在无人控制的情况下，也能够按照原有设定的系统进行运行，将人从繁重、危险的工作中解救出来;数据采集部分主要负责系统的监控，当系统属于运行状态时，数据采集部分能够对污水处理的状况进行检测，保证系统的`正常化运行;信号处理部分是对采集的数据进行处理，当发现系统出现异常状况时，就会及时的对系统进行修复，确保污水处理的效率与质量。自动控制系统是一个整体化的设施，只有各部分之间相辅相成，才能实现污水处理的高效化。

1.2自动控制系统的优点

污水处理控制系统 篇6

关键词：污水处理  自动控制  概况  进展  问题  对策

中图分类号：X703    文献标识码：A  文章编号：1674-098X（2014）11（b）-0123-01

随着现代科学技术的不断发展，自动控制技术已经運用于各行各业当中。水污染防治一直是国家非常重视的一个方面，而城市污水的处理效果和自然水体的污染有着直接关系，自动控制系统在污水处理中的运用给污水的处理效率带来了极大的提高，该文将从自动控制系统在污水处理中的运用概况、运用进展、存在的问题以及未来发展几个方面进行讨论。

1 自动控制系统在污水处理中的运用概况

自动控制系统利用通信网络把控制设备、执行器件、检测元件和主计算机连接起来，通过主计算机可以进行集中控制，从而实现集中监控、集中调度、集中分析和集中数据处理的目的。国外自动控制系统在污水处理中的运用起步比较早，美国在20世纪70年代就开始将自动控制系统运用于污水处理当中，目前自动控制系统几乎覆盖了美国整个污水处理厂，而STAR和SCADA系统在丹麦的几座大型污水处理厂中运行良好。自动控制在我国污水处理中的运用始于90年代后，但运用的基本上是从外国引进的成套设备，经过这些年的发展，工业以太网与FCS配合的自动控制技术已经发展为我国最为先进的技术，配合PLC控制站，已成为最新一代的控制系统。

2 自动控制系统在污水处理中的运用进展

2.1 FCS

FCS即现场总线控制系统，是发展迅猛、最新型的自动控制技术，它是用现场控制网络将各种控制器、传感器和执行器联系起来，用网络传输代替传统的硬件传输，从而实现自动控制，常见的现场总线包括MODBUS、HART、PROFIBUS等等。

2.2 PLC

PLC即可编程控制器，是一种工业控制装置，它通过计算机技术可以实现开关量的逻辑控制，具有很高的可靠性和抗扰能力。污水处理厂中一般有一个总控制室和多个现场控制站，总控制室和各控制站以及各控制室之间通过网络连接，构成一个工厂化的网络，从而实现集中管理、分散控制的目的，可见PLC在污水处理中是至关重要的。

2.3 DCS

DCS即集中分散型控制系统，它是将计算机技术、自动控制技术、CRT显示技术和通信技术融合在一块，是一种新型的4C控制技术，其主要功能是为了实现连续物理量的监视与调节，目前与PLC相结合的DCS控制系统在污水处理厂中的运用已经相当成熟。

3 自动控制系统在污水处理中的主要表现

3.1 过程控制

过程控制是自动控制系统对污水处理整个过程的工艺参数和工艺流程进行实时监控和数据采集和分析，并根据分析结果对现场设备的运行进行控制。其中中央控制系统可以实现运行数据的采集和存储、运行过程的调度和管理，对于闸门的启闭、工艺的进行和停止以及紧急处理等关系整个污水处理厂运行的命令进行直接控制。

3.2 远程监控

远程监控可以使污水处理厂的工作人员方便的获得各个污水处理设施的运行状况，包括粗细格栅、污水提升泵、曝气池、污泥脱水机和吸泥桥等，并根据反映的数据进行现场控制，从而保证各处理设备运行正常。

3.3 视频监视

视频监视是在污水处理厂中安装闭路电视系统，从而可以监视整个厂区的生产过程，通过调节中央控制室的视频控制器，可以全方位无死角的巡视生产区域和生产设备，保证厂区的运行安全。

3.4 运行监控

运行监控是通过设备和软件相互配合，在主控制室的控制屏幕上可以显示整个工艺流程，并可以对单个工艺的流程进行详细展示，当点击某一个污水处理设备时，屏幕上会显示该设备的具体运行参数，并可以显示该设备控制过程的具体细节，同时可以对该设备的参数进行调整，从而对污水处理过程进行直观的表示，方便调整各个设备运行参数。

3.5 故障诊断

故障诊断可以对设备运行中产生的故障进行监控、查找和报警，当某个污水处理设备发生故障时，中央控制系统会对报警数据进行记录保存，并通过声光的形势发出报警信号，方便工作人员进行相应的调整处理。同时故障诊断系统还可以对简单的故障进行分析和调整，从而保证整个系统的运行正常。

4 自动控制系统在污水处理运用中存在的问题及发展对策

虽然自动控制系统在污水处理中的运用已相当普及和成熟，但在运用过程中还存在一些问题，这主要表现为以下几点。

（1）污水处理是一个极其复杂的过程，设备运行当中有很多参数，自动控制系统的在线稳定性较差，仅仅靠自动控制系统很难对整个污水过程进行有效的监测和控制，因此还需要现场工作人员对运行过程进行操控，并根据分析结果进行调整。

（2）污水处理厂中的自动控制设备的操控往往是厂区的工作人员来完成，缺少相应的自动控制方面的专业人员，由于污水处理厂中的自动控制设备涉及的自动控制方面的知识比较复杂，一些国外引进的设备说明均是用英文书写，因此仅仅通过对厂区人员的培训很难胜任自动控制设备的操作。因此，未来要在污水处理厂中引进专业人员，不仅避免了盲目操作，而且还能对其他厂区人员进行相应的培训和指导，从而保证厂区的运行良好。

（3）目前我国大部分污水处理厂存在监视良好、控制不力的缺陷，工作人员对于监视过程得来的数据不能很好的分析并进行控制，失去了自动控制系统本身的意义。因此，在以后的发展过程中要加强对污水处理厂设备的控制。

（4）污水处理中用于数据采集的探头很多，而大部分均是浸泡在污水当中，而污水中的杂质相当复杂，很容易缠绕探头，从而影响采集数据的准确性，甚至可能损害探头。因此新型探头的研究将会决定自动控制系统能否在污水处理中有效运用。

总之，自动控制系统在污水处理中运用已经相当广泛和成熟，但仍有一些问题需要不断解决，相信随着科学技术的不断发展，污水处理设备将会得到更好的完善，自动控制系统也将在污水处理中扮演着越来越不可替代的作用。

参考文献

[1] 张培山，钟昆，张林江.基于PLC的污水处理厂自控系统的实现[J].控制系统，2007（3）：6-7.

[2] 王华强，宣浩.污水处理厂自动控制系统[J].科研设计成果，2006（13）：46-47.

污水处理控制系统 篇7

关键词：油田污水联合站,自动化控制,二次利用

1 引言

目前国内大部分油田的开发已经进入中后期，油井产出液中含水率已超过90%，因此油田生产中不可避免地会产生大量的污水。油田污水中一般含有较高的矿物含量、原油、各类有机物和无机物、微生物且含有大量的有害物质[1]，未经处理的油田污水会对生态环境产生很大的影响，会造成土壤水源的污染，造成巨大的经济损失。另一方面油田目前开采大都采用注水开发的形式，各油田开发均面临水资源匮乏的局面，因而对油田污水处理并进行回注等二次利用具有十分重要的意义，但是对于回注的水源指标要求较高，含油量及悬浮物矿化物等指标必须满足地层要求，以免造成注入水堵塞油层流体渗流通道，降低注水的效率以及油井产量，因而，无论是对油田污水进行排放还是进行回注等二次利用，对污水的处理都具有十分重要的意义。目前常用的污水处理技术主要有以重力分离技术、过滤技术等为代表的物理处理法，以混凝沉淀罚、氧化还原法等为代表的化学处理法，以吸附法等为代表的物理化学方法[2,3]。目前油田实际情况表明，常规的污水处理方法已经不能满足日益复杂的油田污水，急需油田污水处理新技术对污水进行有效地处理。

2 油田污水自动化控制系统

目前国内外大多数油田进行油田污水处理时均是采用老三段式的处理方法，即收油—沉降—过滤三步[4]。随着目前油层条件的日益复杂，常规的污水处理方法遇到的问题日益增多：产出液中聚合物等人工药剂含量的逐步升高，常规的三段式处理方式的处理精度和处理的速度已经不能满足日前生产的需要；污水中水质调节剂投入量日益增多，产生的污泥的数量也在增大，处理难度较大；常规处理方法中管线设备等腐蚀情况日益严重，使得污水处理的成本加大，并造成钢铁等资源的浪费；目前部分油田进入三采阶段，污水中含有大量的表面活性剂等，常规的污水处理方法对含有表面活性剂的污水处理效果并不明显。针对目前油田污水处理中遇到的问题，提出了基于工业计算机的自动化控制系统[5]，该系统可以实现污水处理的实时监测、自动添加处理剂以及处理流程自动切换等功能，可以实现油田污水集中处理并达到污水处理的现代化水平。该自动化处理系统主要分为4大部分：（1）污水流入速度控制系统，该系统是整个自动化处理系统地上游部分，主要目的是控制油田污水的流入速度，采用计算机自动检测技术进行控制，当污水沉降罐中污水的液面位置高于某一设定高度后，计算机监控系统获得指令后自动打开控制调节阀，将油田污水分流至备用罐进行处理以保证污水的稳定流量，从而保证下游进行污水处理时不会因水流量过大而产生无法对污水进行彻底处理的情况；（2）污水的过滤反冲洗自动控制部分，该部分位于污水流入速度控制系统之后。当污水流量在整个系统第一部分的控制下进入到该部分后，入口处基于计算机监控系统检测到污水流入后下达打开过滤装置的进出口球阀，使得处理进入过滤反冲洗的程序部分。该部分含有多个过滤反冲洗装置，入口处的计算机监控系统对检测到的污水流量数据进行处理，根据污水流入量的大小自动调节打开多组过滤反冲洗设备，因而该系统可以根据污水量进行自主智能化操控设备，已达到最佳经济效益；（3）自动加药处理系统，该部分是整个自动化处理系统的核心部分。在过滤反冲洗自动控制系统和自动加药处理系统之间安装有污水检测设备，并对从滤反冲洗自动控制系统中流入的污水进行实时监测，分析污水中的相关污染物的指标，并将检测到的数据实时传输到联合站中央控制系统，中央控制系统根据污水的实际污染物发布指令，控制自动化加药控制系统进行加药。该系统可以根据油田污水中污染物的种类和污染物的含量进行针对性的加药，从而达到准确处理污染物和节约用药的目的；（4）排污池自动检测系统，该系统是整个处理流程的最后一个部分，该部分主要具有排污和反处理两个功能：该系统安装有污水检测设备，对排污池内的污水进行检测，将检测到的结果传输至联合站中央处理器，如果污水各项指标符合污水排放或者二次利用的指标，则将污水外排，整个污水处理过程结束。如果污水的检测指标不符合排放或者二次利用的标准，则将污水传送至污水处理沉降罐，重新尽心处理，直至达到排放或者二次利用的标准。

3 油田污水自动化控制系统的应用

目前大多数油田采用老三段的处理方式对油田污水进行处理，该处理方法对成分日益复杂的油田污水处理效果不理想，不能达到排放或者二次利用的要求。为了验证油田污水自动化控制系统的有效性及经济性，将该套系统应用于某油田联合站污水处理进行观察，使用效果反馈情况表明该自动化系统因结合了油田污水处理系统的工业特色和联合站对系统运行要求，可以满足联合站工作人员的需求，自动化程度大大提高，进一步减少了人力劳动，实现油田污水集中处理并达到污水处理的现代化水平。对处理后的污水进行分析可以发现，污水中各项指标均已达到了排放标准以及二次利用的标准，大大减小了对环境的危害并节约了水资源。该联合站综合反馈结果为该系统在油田污水处理中取得了较大的经济效益，可在联合站中进行大规模推广应用。

4 结语

针对目前油田污水处理中遇到的问题，提出了基于工业计算机的自动化控制系统，该系统可以实现污水处理的实时监测、自动添加处理剂以及处理流程自动切换等功能，可以实现油田污水集中处理并达到污水处理的现代化水平。油田实际应用表明：该自动化系统结合了油田污水处理系统的工业特色和联合站对系统运行要求，自动化程度大大提高，减少了人力劳动，实现油田污水集中处理并达到污水处理的现代化水平。该系统在油田污水处理中取得了较大的经济效益，可在联合站中进行大规模推广应用。

参考文献

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[3]李雅楠.油田污水处理方法研究[J].湖南农机,2010,07:14-16+28.

[4]刘敬敏,刘广丽,卢宇.油田污水处理方法分析[J].油气田地面工程,2010,08:63-64.

污水处理系统的电气控制方案研究 篇8

1 污水处理系统

污水处理是指为了使污水达到对应的排放标准或者为了方便其二次使用的水质要求合格,从而对其进行净化的一个过程中。而简单的污水处理是一个单向的过程,污水处理系统则是一个连接生活与生产各个方面的大项目。传统的污水处理主要是适用于水污染较强的生产性行业,例如化工厂。而随着人们对于环保的重视不断提高,社会隔层呼吁保护水资源,从而对其各个方面用水进行水质的控制。这也就形成了一个全方面的污水处理系统。从总体上来说,污水处理实际上是一项系统性较强的复杂工作过程,其需要准确的分析污水的来源,并根据其来源来判断其可能受到的污染,然后制定对应的控制性方案。在控制方案确定的基础上,来确定其需要使用的设备根据设备的连接来形成一个污水处理系统。污水处理本身对于我过城市化建设就起着十分重要的作用,在优化水资源配置中,具有一定的地位。然而,在社会效益与经济效益的平衡上,还存在一定的瑕疵。近年来,部分污水处理系统中引入了电气控制,并且,取得了较为良好的效果。这对于污水处理系统的建设,具有一定的促进作用。

2 电气控制

(1)将电气控制引入我国的污水处理系统,是提高污水处理系统工作效率的重要保证。在整个引入过程中,需要考虑到如下几个问题:第一,系统对于自动化的具体要求。将电气控制引入污水处理系统,实际上就是为了实现其自动化运作。然而,每个系统对于自动化都有其自身的要求,该种要求具有一定的实际性,因此,在电气控制引入时,必须要符合实际。第二,设备的配置。传统污水处理系统相对来说,侧重于自然性的净化,但是,效率较为低下。电气控制顾名思义,需要对应的电气设备,因此,在引入电气控制时,必然需要配置对应的设备。而为了保证其处理效果,这些设备通常需要专业的设计,保证其科学性。第三,做好试验监督。为了保证其污水处理效果,在运行之前,必须要对其进行对应的试用,在试用时,最好对其各个性能进行准确的监督,并就实际需要做出对应的调整。

(2)电气控制方案设计需要注意的问题有:第一,确定相关的设备与配件时,需要充分考虑其后期的系统整体性能。第二,在确定好对应设备与配件后,进行控制方案设计时,需要保证整个方案的科学合理,同时,图纸需要达到对应的要求,以为其后期的安装提供依据。第三,再次根据图纸来进行设备核对,确保其细节不存在错漏。第四,电控箱设计需要具有专业性与科学性。

3 污水处理系统的电气控制方案分析

在上文中,笔者分析了污水处理系统中电气控制方案的引入要点,并且就其设计中的主要问题进行提出。这些对于污水处理系统的建设来说,具有十分重要的意义。此处,笔者将就污水处理系统的电气控制方案的实际措施加以分析,希望能够对其进行进一步的研究。

3.1 明确电气控制的具体要求

电气控制是一项随着社会科学技术不断发展所出现的新型技术,其最早是出现早工业生产之中,以用于实现工业生产的自动化。而在环保理念不断加强的今天,将其引入污水处理系统,主要是为了提高其处理效率。在该种背景下,需要明确电气控制方案所面临的特殊状况,例如恶劣环境、信息程度等,这些对于其后期性能都具有十分重要的影响。

3.2 电气控制的特点

通常来说,电气控制系统是通过监测与控制两个步骤,来完成其整个系统的运作。首先,通过分级控制,来将其各个层次的状况显示在控制器上,并且就每个机位的独立性工作进行监测,在监测的同时,完成其具体的控制。一般来说,其主要可以分为三个层次,即上中下。每个部分都是独立连接的,在部分发生故障时,不会影响其整体效能的发挥,从而使得其整体效率相对较高。

3.3 电气控制系统的具体解读

在上文中,笔者指出,电气控制系统可以分为上中下位机。其中:第一,上位机。该部分主要是以工控机的运作为主,借助计算机中的高级语言来完成其整个运行。而上位机的运行是否正常,则需要借助电机、泵以及阀等部分来实现。通常来说,工作人员可以根据上位机的不同状况,来对其进行分析。如果存在故障,也能够有效地找出故障原因。从而使得其措施相对明确。再者,在上位机中,各个参数都能够准确的看到,操作人员可以使用鼠标来对其进行命令的下达,从而使得各个参数得到准确的控制;第二,中位机。中位机也被称为电气控制系统的核心组成部分。其主要工作内容是数据处理。将电气控制系统中的数据进行收集、处理后,再进行传送与运算,使得整个系统的联系性提高,完成其逻辑控制;第三,下位机。下位机是整个系统中独立性最强的一个控制器。在运作过程中,其居于自身独立的显示器与操作部分,并且能独立的将参数运用于采集,使得外界干扰能够降至最低。

3.4 参数测量与控制

参数是电气控制系统运行的基础,需要在其投入使用前就进行一定的设定。并且,根据其实际运行状况,进行准确的调整。保证其处理质量。

4 结束语

水资源是有限的,在人们的生产与生活当中,离不开有限的水资源。而随着社会经济的不断发展,近两年来,我国水资源的污染状况不断加重。面对该种状况,必须要采取对应的措施。污水处理是控制污染扩大的重要措施。因此,污水处理系统的建设具有十分重要的作用。电气控制作为污水处理系统提高其工作效率的关键,其设计与安装的科学、专业具有十分重要的意义。就我国当前的状况进行分析,并且在次基础上提出对应的电气控制方案,是本文主要的内容。希望能够通过这些内容,实现我国污水处理效率提高,从而推动城市化建设,刺激经济效益与社会效益的产生。

摘要：经济的快速发展,使得我国城市化进程不断的加快,各种基础性社会设施也在不断完善。而污染问题,也越加突出。在可持续发展的理念的指导下,人们越加重视环保性措施的落实。污水处理系统作为一个城市发展过程中,有效地水资源净化措施,对于城市的建设具有十分重要的作用。而电气控制是近年才引入其中的一项新型技术,其能够有效地提高污水处理效率与质量。本文针对污水处理系统的相关工艺加以介绍,并且就电气控制的具体运作原理加以分析,从而提出污水处理系统中电气控制方案如何能发挥其最大的效果,实现污水处理能力的提高。

关键词：污水处理系统,电气控制方案,自动化

参考文献

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[5]胡应洪,宋书军.锦屏水电站污水处理电气控制系统设计[J].人民长江,2010(15):99-102.

污水处理控制系统 篇9

盐城市城东污水处理厂日处理污水能力为50 000m3,规模较小。污水处理厂包括污水和污泥处理2个系统。污水处理系统工程现场有进水井、粗格栅间、曝气沉砂池、提升泵房、细格栅间、曝气生化池、鼓风机房、二沉池、出水渠,污泥处理现场有污泥泵房、污泥浓缩池、脱水机房等。

污水经污水排放管网进入进水井,由进水井流经粗格栅,滤除大块悬浮物,然后流入曝气沉砂池进行沉砂处理,使砂水分离,去除水中密度较大的无机颗粒,以保护后续处理设施的正常运行。再将提升泵提升到细格栅,滤除细小的漂浮物和浮渣,然后经超越井流入曝气生化池,进行生化处理。经生化处理水质检测合格后进入二沉池、出水渠,最后排放。二沉池分离的一部分生物活性污泥回流到曝气生化池,另一部分剩余污泥流经污泥泵房,进入污泥处理系统将水处理中产生的污泥分解,然后进入污泥浓缩池浓缩,最后进入污泥脱水机房进行脱水。本项目采用Modicon PLC和intouch组态软件开发的监控系统。

1 自动化控制系统组成

整个监控系统分为3部分:现场数据采集部分,完成数据采集功能;现场控制单元,分现场控制柜和PLC站,现场控制柜主要完成手动控制,PLC站主要完成数据处理和自动控制及通信功能;上位机监控部分,主要是监视现场各工艺流程运行状况并实施遥控功能。

自动化控制系统选用国际流行的高性能、带热插拔功能的PLC产品——Modicon TSX Premium系列处理器,2台中控上位机和4个下位机PLC站共同组成局域工业控制高速数据网,简称MB+网。4个PLC站分别是:进水泵房1#PLC站、变电所2#PLC站、脱水机房3#PLC和污泥泵房4#PLC站,每个PLC站有着不同的分工。

进水泵房1#PLC站任务:管理潜水泵、出水闸阀、粗细格栅及刮砂机,同时采集部分原污水水质数据。

变电所2#PLC站任务:管理鼓风机房鼓风机、进风阀、排风阀及出风阀,采集风压、溶解氧数据等。

脱水机房3#PLC站任务:管理脱水机、浓缩机及搅拌机,采集泥位、剩余污泥流量数据。

污泥泵房4#PLC站任务:管理曝气池推流器、内回流泵,二沉池刮泥机,污泥泵房外回流泵、污泥泵,采集泥位数据、曝气池污泥浓度数据。

中控室监视计算机任务:启动“盐城市城东污水处理厂自动化控制系统”后,可以实时监测到现场工艺设备的运行工况,同时可采集到动态水质参数,而借助于下位机PLC则能够对现场设备进行远程键控操作。此外自控系统还具有报警查询、事故追忆、日报月报年报表查询、实时曲线查询、历史曲线查询、参数修改等多种功能。通过串行通信,将相关数据信息发送到模拟屏供显示用。

2 PLC系统功能设计

2.1 控制方式

全厂工艺设备的控制有3种方式:手动模式控制、遥控模式控制和自动模式控制。在就地控制箱上安装“手动-停-自动”转换开关,实现控制转换。手动就地操作箱与设备配套产品就近安装,并为控制室PLC提供手动/自动转换、开闭状态、故障状态及开、关操作接口,根据现场情况,由PLC和中控室对现场设备进行控制。

PLC现场控制站对本系统内的工艺设备具有三级控制功能:第一级是中心站监控计算机的远程控制,可控制现场设备的开停;第二级是PLC监控站根据控制程序和现场实况,自动完成相应的调节控制,无需人为干预,即“自动控制”;第三级是就地手动控制,由现场开关屏上的操作钮控制。

“远程控制”、“自动控制”为有条件申请方式取得,运行方式之间的切换均采取“申请优先”的方式,通过程序执行,为无扰动切换。

“手动控制”通过硬件切换,其优先权高于“远程控制”、“自动控制”。

2.2 PLC站的控制功能

以提升泵房潜水泵为例说明PLC站的控制功能。

2.2.1 泵机的控制功能

(1)远控。PLC通过电台接收中心控制站PC机下达设备运行、停止控制指令,启动或停止潜水泵及调节变频器,且具有故障保护功能。

(2)自控。PLC控制器根据操作员设定的泵池水位及超声波液位计实际测量的水位值,自动调节水泵运转台数及变频器的运行,并记录每台水泵的运行时间,根据每台泵的保养周期,自动轮换备用水泵,具有故障保护功能,因此可以合理降低能耗且延长泵机使用寿命,节约生产运行成本。当到达最低水位时,PLC进行强制保护不允许启动水泵。

(3)手动。泵机处于检修或手动工况时可通过变频器或马达综合保护器操作面板直接控制泵机的运行。中心控制站P C机只显示其运行工况。泵机出现故障时,可以手动切换备用泵机的运行。

2.2.2 全自动方式工作流程

打开任意一台潜水泵控制窗口,在键控方式选择好潜水泵运行组合后,将开关扳到自动位置即可。

1#和2#潜水泵机组为大泵(45kW),3#和4#潜水泵机组为小泵(30kW),大泵跟小泵的运行组合由选泵开关选择。

以2#大泵跟3#小泵组合为例,介绍全自动工作流程(以下水位设定限值为暂定值):水位大于3.2m时,先开3#小泵,如果水位持续上涨超过5.7m时,自动增开2#大泵,如果2台大小泵开机以后,水位下降到4m以下时,将2#大泵自动停机,在水位最终下降到2.8m时,将最后一台3#小泵停掉。

进水泵房PLC程序流程如图1所示。

3 上位监控组态部分

上位监控部分采用Intouch组态软件开发,设计了污水处理工艺流程监控画面,以及各模拟量的历史存档、变化趋势图和报警报表等。

总图显示污水处理厂鸟瞰图时,点击相应的建筑物或者按下空格键(SPACE),在弹出的“主菜单”上点击标有建筑物名称的按钮后即可切换到不同的画面,如“进水泵房”、“沉砂池”、“鼓风机房”、“曝气池”、“污泥泵房”、“浓缩池”、“脱水机房”、“二沉池”。每个画面分别形象地表示现场工艺设备在污水处理工艺流程中的运行状态,当前控制方式,此外还伴有污水动态工艺参数显示等等。在画面的最下方是一排灰色功能按钮,点击不同的按钮,会执行不同的功能。

如欲进入“进水泵房”画面,点击进水泵房按钮即可。如图2所示。

当潜水泵运行时,潜水泵体显示为红色;停止时,潜水泵体显示为灰色;故障时,潜水泵体为黄色且闪烁。

同样,当潜水泵现场控制柜上的手动/自动方式开关处于自动位置,并且对应于该台潜水泵机组的出水闸阀也处于自动时,潜水泵图符旁边显示一台计算机图案,用户此时可对此设备进行键控操作;如果自控系统里对应该设备的控制窗口键控/自动开关处于键控方式,计算机图案会不停闪烁。在手动位置的话,则显示“小人”图案。

如要对某个潜水泵进行键控操作,需经过操作员身份验证并登录成功后,将鼠标指向该潜水泵图符,在出现矩形选择框以后点击,即可进入“*#潜水泵控制箱”控制窗口。

4 结语

利用intouch作为监控软件,不但可以简化上位机与PLC的通信,方便地读取来自于PLC的数据及向PLC传送数据,而且很容易配置形象、逼真的监控画面,实现对污水处理厂的重要状态参数进行显示、记录、存档及报表打印,同时,使修改运行工艺变得更加灵活方便。

参考文献

[1]汪晓光,孙晓瑛.可编程控制器原理及应用[M].北京:机械工业出版社,2002

污水处理控制系统 篇10

1.1 总方案

污水处理自动化系统主要采用的是计算机控制集散型系统, 由PLC以及相关仪表共同组成, 通过监测监控系统即控制站对整个污水处理流程予以控制和调度。并适当建立分控站, 分控站通过现场总线与总控制室进行通讯。现场仪表同控制站之间则通过开放总线同控制站予以连接。对仪表安装设计时可以采用下述方案:

(1) 将重心控制室设置在厂内综合楼中, 设两套监控管理设备, 对处理整体过程进行管理和检测, 并配置了键盘、打印机以及显示器, 同时保证监控计算机具有不间断电源。污水处理厂在进行污水处理过程中所使用的工艺参数以及处理过程中产生的电气参数和设备信息主要通过通讯网络传输至上位机。上位机系统通过对这些数据的处理、贮存做出相关工艺参数曲线图, 并通过键盘输入, 对系统进行在线修改、控制以及功能组态, 实现对下位机的命令下达。

(2) 控制子站。依据现场使用的工艺特点, 结合现场控制点以及建筑分布状况, 对PLC控制子站进行现场设置。现场控制子站采用的结构形式为模块化结构, 能够更加灵活的配置硬件, 更加方便的进行软件编程。

a.PLC1控制子站。该控制子站主要负责初沉池、粗细格栅以及调节池和A/O池的数据采集以及设备控制。将粗格栅设置在集水池中, 将细格栅设置在进水渠内。按照时间间隔使用PLC对机械栅耙进行控制, 对栅渣进行清除。潜水泵设置一台应用泵一台备用泵, 被设置在集水池和调节池中, 以水泵的运行时间为依据, 对其进行运行转换, 保证两台水泵运行时间相等。PLC对风机房的控制主要在于根据溶氧值对风机转速进行调整, 以此控制氧气含量。

b.PLC2控制子站。PLC2控制子站主要控制混凝沉淀池、二沉池以及臭氧氧化池和污泥浓缩池。另外滤布滤池以及消毒设备间也受到PLC2子站的控制。在每座二沉池以及混凝沉淀池中都设置一台刮泥机以及两台回流泵。将一台浓缩机设置在污泥浓缩池中。根据污泥池水位PLC对污泥提升泵的的启停予以控制, 同时控制污泥脱水机。污泥脱水间内设带式压滤机1台、加药泵2台、清洗泵1台、空压机1台、螺旋输送机2台。压滤机由自带的小型PLC控制器控制, 主要控制脱水机、螺旋输送机、清洗泵、空压机以及加药泵。并与变配电所控制终端PLC1相互交换信息

控制系统采用2台上位机作为主站监控设备, 上位机通过以太网通信协议连接PLC主机控制器, 通讯交换工艺参数数据;对应连接变频器和其他现场需要控制的设备 (粗格栅、细格栅、调节池等) 。

1.2 工作过程

在手动状态下, 各类设备的控制是根据操作面板上的按钮输入来控制, 无逻辑控制, 即可不根据传感器的状态进行控制。在自动方式下进行闭环控制, 其工作过程如下。

(1) 接通电源, 启动自动控制方式, 启动潜水搅拌器和刮泥机。 (2) 运行粗、细格栅机, 进行间歇运行, 即运行一段时间然后停止一段时间, 循环进行。 (3) 根据反馈回来的液位差控制清污机的运行与停止。 (4) 进水泵房中的潜水泵根据液面高低进行运行、停止及运行数量的控制。 (5) 转碟曝气机根据溶解氧仪反馈的模拟量经PLC运算后进行控制, 同时控制分离机的运行与停止。 (6) 污泥回流泵的运行与停止根据液面的高低进行控制。 (7) 在污泥脱水系统中, 离心式脱水机的启动采用顺序控制方式, 依次启动其设备。

1.3 关键控制设备分析

1.3.1 控制主机

系统选择国电南瑞的新一代PLC产品———MB40智能可编程逻辑控制器作为控制主机。

1.3.2 变频器

该系统选用的变频器是abb公司的ACS510系列, 具有多个继电器输出, 它是一种风机水泵负载专用变频器, 能适用于各种变速驱动系统, 尤其是适用于工业部门的水泵和风机。abb公司的ACS510系列结构紧凑, 体积小;便于安装;调试可以按照说明书进行;具有多种通讯选件;能够输入很高的起动转矩;磁通电流控制控制功能保证驱动系统具有很高的控制品质, 即使是在负载出现变化时也是这样;旁路功能可以在保证安全操作的条件下, 快速地将电动机切换为由电源直接供电;“睡眠”运行方式可以最大限度地节约能源;作为水泵的驱动装置时, 可以对无载空转状态进行检测;可以选择3组驱动数据, 使变频器能够在条件不同的3种驱动数据下工作。

2 软件的设计

系统在控制过程中会产生不同的要求, 根据这些要求系统控制主要被分为了自动运行以及手动控制两大模式。值得一提的是, 手动控制模式中可以通过单独运行某一设备对其性能进行测试。

2.1 自动模式

在该模式下, 系统通电后进行启动便可以运行。其工作过程是PLC根据传感器反馈信息进行分析后进行的运行命令的下达。

2.2 手动模式

该模式下, 每个设备都能够进行单独的调试运行, 主要通过不同的按钮对不同的设备进行控制, 而一些改变运行速率的设备可以通过变频器的频率大小进行控制, 从而对调试性能进行检测。

3 应用变频器系统的优势

系统应用变频器后性能有了极大的改善主要变现在:

(1) 系统的自动化有所提高, 变频器的应用增加了工厂技术的先进性, 通过自动化的通讯以及PLC、组态软件等技术的应用提高了系统的自动化程度。 (2) 提高了系统的稳定性。首先系统自动化平台的建立应用了国际领先的自动化产品, 经过严密的测试以及实验, 其应用于控制系统中具有绝对的可靠性。 (3) 简化了控制系统并提高了自动化程度。全场的中心控制系统应用变频器后, 结合全中文的上位机设计截面, 使得操作员能够通过简单的指令操作对系统进行控制, 在系统稳定运行的前提下, 提高了自动化程度, 降低了系统的人工操作出错率, 同时也减少了系统维护的工作量。 (3) 系统开放性予以增加。通过现场总线的应用, 系统应用了国际通用的开放协议, 因此I/O余量在各站都有所提高, 方便了后期继续扩展以及改造系统。 (4) 有效提高了系统的安全性。由于变频器的加入使得系统相关设备的保护系统予以完善, 能够有效防止一些意外事故的发生以及人员操作失误引发的事故。 (5) 有效节能。系统能耗过高时现代污水处理系统中的技术难点, 通过变频器的应用能够对系统实行分级控制, 同传统的系统操作相比, 该运行模式下的系统不但稳定性安全性更好, 同时还能够实现快速的操作切换。

4 结束语

应用了变频器的污水处理控制系统, 具有更高的自动化并且安全性以及稳定性都大大提升, 自动化程度的加深也使得系统开放性以及方便性得以提高, 并且, 相对比传统的控制系统, 节能性更加突出。无论从控制运行状态还是数据的采集处理上, 该系统都展现除了良好的性能。此外, 程序开发后, 系统几乎不需要维护, 并且变频器同其他设备之间的连接状态良好。应用了变频器的污水自动处理系统中, 在投入更低的前提下, 使得水质达到环保标准, 有效提高了污水处理效率。

参考文献

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[2]金文兵.由组态软件、智能仪表及PLC等组成的工业控制系统[J].电力自动化设备, 2005年06期.

污水处理控制系统 篇11

关键词：PLC 污水处理 应用

中图分类号：X703.3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（a）-0026-01

我国的污水处理程度还很低，城市污水处理率还远远赶不上人民生产生活和经济发展的需求。从数量上讲，我国污水处理厂投入使用的仅占总需求的1/10，污水处理还处于发展的初级阶段。从控制系统方面说，PLC在各个领域已经得到普遍的采用，规模大小不一，灵活多样，能够方便地和上机位组成控制系统。污水处理的过程具有开关量大、主要以逻辑顺序控制的特点，辅以少量的模拟和闭环回路控制，所以PLC在污水处理厂的控制系统中能够发挥巨大的作用，目前我国的污水处理厂采用PLC控制系统的已具有一定的数量规模。

1 污水处理的工艺流程

根据污水处理的工艺流程分析控制需求，有利于针对性地组建控制系统，进行PLC系统的软硬件设计和组建。

1.1 格栅除污

污水通过管道进入厂区，面临的第一道工序是格栅除污。顾名思义就是主管道的污水进入由粗细各三台格栅组成的格栅间，格栅会将污水中的大块污物拦截形成栅渣，栅渣会经压实机处理后通过螺旋输送设备传送到栅渣容器里，之后再外运出去。流经格栅机的污水经过初步的污物过滤后进入下一个环节，即水泵房处理。[1]

1.2 水泵房除砂

在污水处理厂水泵房是相对位置中最低的，所以在水泵房底部一般会放置大功率的潜水泵进行污水提升，以便污水能够到达下一处理单元。潜水泵将污水提升至沉砂池开始分离污水中的砂子。这样做的好处是可以有效防止砂子在污水处理过程中对设备造成磨损，提升污水处理的安全性，降低成本消耗。砂子被分离出来以后会由吸砂泵吸入砂水分离器，砂水分离之后砂子外运出去，污水继续流向下一环节。

1.3 初次沉淀与氧处理

污水从水泵房完成砂水分离之后进入初次沉淀池，初次沉淀之后进入A/O池进行氧处理。A/O池包括厌氧池和好氧池，污水先在厌氧池中利用厌氧菌处理掉有机物，再进入好氧池中吹入氧气，鼓风机吹入足够的氧气使污水中的活性成分充分地有氧呼吸，经过降解等化学反应分解有机物，最终除去污水中的污染物。

1.4 二次沉淀

污水流入二次沉淀池进行二次沉淀以保证充分去除污泥，澄清的水就达到合格标准了，可以直接排向外面。沉淀的污泥要做两部分处理，一部分回流到A/O池，确保厌氧池的污泥数量；其余的通过污泥泵传送至污泥调节池进行浓缩和脱水，然后随初次沉淀的污泥一起被压实成泥饼外运出去。

2 PLC控制系统的构成

PLC具有功能模块多样、组建方面灵活的优点，能满足污水处理的控制需要，特别是污水控制强调顺序逻辑控制，而这正是PLC控制系统所擅长的。PLC控制系统的构成分为硬件系统和软件系统两部分，接下来就简单介绍PLC硬件的选择使用和远程控制的方式等硬件内容和软件设计。

2.1 PLC污水处理控制系统的硬件

首先，在选择PLC硬件时，应本着高性价比的原则进行。一般选择接口丰富、可方便拓展的PLC硬件产品，因为通过丰富的接口可进行高质量的通讯，可优化硬件的使用。通讯拓展模块有助于实现全面控制和全面监控，通过SYNC、FREEZE功能等发挥闭环控制作用。其次，现场总线方面，目前有主—— 从式通讯布线设计，但是较为经济和可靠的做法是只采用一根现场总线，有效节约缆线、提升可靠性。最后是远程控制方面，可采用经典的处理单元控制站的做法，即设置4个PLC远程控制站，分别放置在水泵房、鼓风机房、脱水机房，另外一个用于控制整个系统电压的单独设置。水泵房的控制站用于控制进水泵和格栅，鼓风机房的控制站用于监控、记录和控制鼓风机，脱水机房的控制站用于控制污泥的脱水和排放等控制。[2]

2.2 PLC污水处理控制系统的软件

PLC污水处理控制系统的软件包括下机位软件和上机位软件。在下机位软件的控制任务中，可根据污水处理的实际情况将处理流程分解成若干小流程，一个小流程对应一个模块功能，在此基础上结合工艺流程设计软件。需要注意的是，PLC硬件采集模块的数据需要数模转换才能从模拟量转化为数字量，所以采集模块需要采用数模转换器。此外，软件要兼顾抗干扰设计，因为传感器受到信号干扰会产生信号失常，影响正常工作，可采用类似于在ns内采集a个值再平均这a个值这样的方式。上机位软件应采用可靠稳定、人机交互优良、数据交换功能突出的软件，如Wonderware公司的InTouch10.0软件，经过了测试和运行考验，具备优秀的人机交互界面，可与其他计算机进行实时的数据交换，而且可靠性和稳定性都极高，还具有一定的应用拓展潜力。

3 PLC污水处理控制系统的功能实现

3.1 下机位控制系统能实现的功能

下机位的功能实现有手动操作和自动操作两种方式，从当前的应用情况来看，使用自动操作占主流，手动操作只存在于设备检修时。自动操作依赖程序的设定，自动控制设备的启停状态，负责污水处理状态的切换和控制。设备运行和污水处理的工作都可以由PLC完成，并且可以实时监控和调整运行情况。每个现场控制站都可以由总机指挥也可以独立运行，独立运行时能完成工艺流程的监测、信号采集和记录、参数控制等工作，并能控制相应现场的设备运转，对设备操作进行控制。例如可以对厌氧池和好氧池的氧气和污泥随时调整处理情况，控制各个设备的启停，并且能监控污水处理的整个过程。[3]

3.2 上位机控制系统能实现的功能

一是监控整个污水处理系统的工作情况，实时控制系统参数并做相应记录，在异常时能及时发出报警信号。二是通过人机交互和输入设备（键盘、鼠标）进行人为的现场控制，直接控制设备开关，改变设备的启动和关闭状态。三是能够安装系统保护，通过保护口令等方式避免非操作人员的接触，有效防止意外的系统运行，降低系统和设备的损坏和故障几率。四是能实时将需要的系统数据进行输出，将系统各部分的运行状态打印到纸上，形成报表以便呈交相应的企业部门。

4 结语

PLC在污水处理厂的应用大大改变了污水处理的传统面貌，提升了污水处理的技术水平，有效提升了污水处理的效率和质量。凭借丰富的硬件供应和软件设计，PLC还能发挥更大的潜力和优势。我国污水处理的水平还处于起步阶段，还有很长的路要走，现在正是研究PLC应用、为将来建设打好基础的理想时机。我们要本着与时俱进和科学发展观的原则，将PLC在污水处理中的系统控制问题分析透彻，为和谐社会的建设和人民生产生活水平的提高做出应有的贡献。

参考文献

[1]包枫.油田污水处理的PLC模糊控制系统[J].大众科技，2011（4）.

[2]钟承尧.污水处理厂的组态监控设计[J].海南师范大学学报，2011（1）.

污水处理控制系统 篇12

一、油田联合站污水处理的工作流程分析

油田污水的产生是石油开采工艺落实的过程中,将油、 水、气进行分离后形成的。所形成的污水如若得不到有效的处理,直接排放,将会造成严重的环境污染。为了避免油田污水对环境造成污染,油田联合站污水处理有序的实施是非常必要的。笔者参考相关资料分析和思考,认为优化油田联合站污水处理的工作是非常必要的,即:

1.加入适当比例的破乳剂

因为是石油开采所形成的油田污水,那么污水中必然会含原油。此种情况下,有效处理油田污水,就需要先将原油清除。而破乳剂的有效应用,可以使油田污水中的原油从其中分离出来,进而对其进行有效的处理。所以,加入适当比例的破乳剂,不仅可以避免破乳剂浪费,还可以使其充分发挥作用,有效的清除油田污水中的原油。

2.合理中和酸性污水

油田污水中除了含有原油之外,还可能具有较强酸性, 这也需要得到有效的处理。因为不对油田污水中的酸性进行处理,那么即便油田污水得到有效处理,所得到水资源会对管道的设备产生严重的腐蚀作用。为了促使油田污水处理后得到的水资源质量好,在油田污水处理过程中加入适当的复合碱来中和污水的酸性,提高水的PH值。

3.有效清除固体杂质颗粒

监测水质是否符合标准,主要是通过监测污水中的固体颗粒杂质。如若污水中固体杂质颗粒过多,则将会导致水体浑浊。而要想真正提高污水水质,就需要将污水中较多的固体杂质颗粒有效的清除。也就是将污水放置在反应罐中,并在其中添加适量的絮凝剂,使油田污水中的固体杂质颗粒凝结成絮状物,沉淀在水底,如此就可以将固体杂质颗粒从水体中分离出来。

二、油田联合站注水控制系统的设计

1.注水体系构造的优化

油田的注水体系是一个范围比较复杂,布局比较复杂的非线性体系。它是支撑油田联合站注水控制系统科学、 合理运行的关键。所以,在对这样一个大型的水力学的网络系统进行优化时要从实际需求的角度出发,分析以往注水控制系统应用存在的不足和弊端。再参照水力学、物理学方面知识及国内外相关资料来对注水体系的构造予以优化。

2.注水体系的优化

油田联合站的注水体系的优化是指在某一条件下,选择一定的表征的优化生产过程质量的方针函数,确定最优值,从而具体优化注水体系。在具体优化注水体系的过程中一定要对两个问题予以注意。

其一,就是偏差的控制。因为在对注水体系优化生产中质量的方针函数需要准确的计算,尽可能的降低偏差, 提高最优值的准确率,如此才能够标准的设计注水体系, 为使注水体系更为有效应用。

其二,就是将注水能耗降到最低。注水控制系统在具体应用的过程中会消耗大量的能量,这比较浪费能源。对注水体系予以优化就需要对此方面予以注意,尽量提高注水体系的有效性,降低能耗,实现注水控制系统节能应用。

总之,注水控制系统作为促进石油生产的重要系统, 对其优化一定要做到科学、合理、规范、标准,真正意义上提高注水控制系统的应用性。

结束语 : 在我国经济水平、科学技术有很大提升的当下,我国石油开采水平越来越高。但石油生产工艺实施的过程中容易产生油田污水,任其排放,就会造成严重的环境污染。对油田联合站中污水处理系统和注水控制系统予以优化是非常有意义的,其可以在油田生产过程中对所产生的油田污水予以有效处理,产生水质较高的水资源,并将其直接应用到油田注水开发,为生产石油提供条件。所以,积极利用科学技术来优化和创新联合站污水处理和注水控制系统设计是非常有意义的。

摘要：油田联合站污水处理,可以将石油开采中产生的工业污水进行有效地处理,并将处理后可以再次利用的水资源用于油田的注水开发,有效开采石油。可以说,油田联合站的应用非常重要,有效开采石油、节约水资源、避免环境污染。对此,本文就油田联合站污水处理及注水控制系统的设计进行分析,希望对于促进油田联合站有效应用创造条件。

关键词：油田联合站,污水处理,注水控制系统

参考文献

[1]魏利,夏福军,徐德会,陈忠喜,赵秋实,郝吉明.除油剂对三元复合驱含油污水处理效能研究[J].哈尔滨商业大学学报(自然科学版),2010(05).

[2]翁惠辉,魏灵芝,程南.油田污水处理自动加药控制器的设计[J].长江大学学报(自科版)理工卷,2007(01).

[3]乔美英,兰建义.模糊逻辑神经网络控制在交流调速系统中的仿真研究[A].第二十七届中国控制会议论文集[C].2008.