PLC自动化控制系统在污水处理厂中的应用

摘要：本文主要就PLC自动化控制系统以及其在污水处理厂中的应用进行了分析研究。

关键词：PLC自动化控制系统；污水处理厂；应用

中图分类号：F407 文献标识码： A

一、PLC自动化控制的内涵

PLC 的英文全称是：Programmable logic Controller，可编程逻辑控制器，PLC是一种数字操作电子装置，进行数字控制，该种装置是专门开发的，目的是为了满足在一些特定工业环境下的要求。PLC的组成包括6部分，分别为电源、储存器、CPU、功能模块、通信模块、输入输出接口电路。其中，PLC中的储存器具有编制程序的功能，能够存储数据并执行一些操作命令，如执行顺序运算、计数计时、逻辑及算术运算等命令。PLC的数据识别和传输功能主要是通过识别I点数及O点数实现的，完成数据的传输和识别之后，然后下达一些操作命令，如管理电机的电磁闸或者是开关，控制一些设备参数流量、压力、温度等。实现PLC自动化控制的关键就是选择合适的、型号正确的PLC设备，这些PLC设备的自动化程度和智能化程度均较高，在实现一些设备的自动化控制的过程中，需要的人员参与较少，只需一些专业业务能力强的技术人员进行集中管理和控制即可。PLC自动化控制技术的应用，大大提高了工业生产的效率，减少了控制过程中的认为失误，大大提高了工作生产和控制的质量。

二、污水处理厂中PLC自动化控制系统的构成

1、数据监控采集系统

数据监控采集系统对实时数据进行存储.确保基础数据的可靠、安全，提供其他应用系统的数据来源，避免因操作人员的设置失误而不能即时发觉数据处理和监控系统主要都是靠电脑软件来完成的，监控系统包括检测和监控，数据处理系统是对检测和监控出来数据进行及时的处理。污水处理厂中的监控系统主要是通过输入信号对污水中的酸碱性、污染物类型，污染物颗粒大小和污水量大小进行监控，将检测值与预先设定的值进行对比，如果检测值超过预先设定的值，监控系统就会产生报警信号数据处理系统则是对监控系统产生的信号进行处理，从而确定具体的工作方向和流程。

2、全自动的控制系统

全自动控制系统的原理就是将被控制的对象和控制装置连接成一个有机的整体即没有人为干预下，利用控制装置使控制对象按照预先设定的规律自动运行。而污水处理厂则是对格栅控制从而控制泵房的提升，对二级处理过程中仪器的控制，如：对氧化沟中氧含量进行监测，从而控制机器的转速大小并控制推进器刮泥桥的运行这样的自动控制系统就能减少人为干预，保证数据传送更加准确及时。

三、污水处理流程

一般的城市污水处理分为一级处理，二级处理，三级处理一般情况下工厂排出的污水，至少要采取两级处理。城市污水一般只要一级和二级处理即可，很少用到三级处理，而工厂污水两级处理后的污水一般都含有有害物质，有可能对环境再次造成污染，所以两级处理后的污水还要进行污泥处理。

一级处理又叫预处理（物理处理）：主要是指去除大粒径的物质和去除部分的有机物质，比如树叶，水中的塑料袋，沙粒等等，一般使用粗格栅和细格栅，沉砂池，沉淀池。

二级处理（主体工艺）：主要是去除有机物的主体工艺，比如传统活性污泥法，氧化沟法，生物滤池，生物硫化床法，生物转盘等，后面一般要接上二沉池进行污泥浓缩，这个要根据设计时的主体工艺来确定。

三级处理（深度处理）：有些主体工艺除去氮磷的效果不是特别好，需要再串联工艺，是氮磷达标排放，最后排放之前要进行消毒，否则会污染环境，选用的方法根据经济条件而定，包括了加氯消毒、臭氧消毒、紫外消毒。

四、PLC自动化控制系统在污水处理厂中的应用

1、在污水处理厂中PLC自动化控制系统的功能

自动控制系统的功能主要包括三个方面，首先是信息实时监控功能在污水处理过程中，尤其是工业污水的处理过程中，随着污水处理工序的逐步进行，污水水体的温度、酸碱度、重金属离子浓度以及其他有机、无机污染物的浓度都会发生瞬时变化而如果无法实时掌握这些变化的情况下，不可避免地会影响后续处理工序，而自动控制系统就可以充分发挥信息监视系统的作用，实现对污水水体变化信息的情报收集并实时传输给控制中心，使得污水水体变化的“一举一动”都能被有效掌握；其次是信息处理功能在信息监控系统收集到的情报被传回控制中心后，控制中心就可以通过相关软件，对信息进行综合分析，给出结论，提供给控制人员作为其进行调控的依据；最后是能够自动完成指令下达控制人员在输入调控命令后，中央控制系统能够自主地完成命令的下达，控制阀门、泵等设备的开启度.实现自动调控。

2、PLC自动化控制系统在污水处理厂中的具体应用

2.1 在线监控的应用

在线监控指的是利用信息化的情报监视、收集和分析网络，以及现代化综合显示器，来实现对污水自动化处理过程的全程在线监控，主要有三个部分构成监控：探头（包括pH计、温度传感器、湿度传感器、病菌数量传感器）、信息中继系统、分析系统，信息中继系统是对监控探头得到的数据进行收集预处理，分析系统是对信息中继系统进行预处理的数据的再分析，得到分析结果后再传给中央控制系统，让其发出指令。

2.2 中控室的应用

中央综合控制器是对在线监控得到的汇总信息的处理，即是对控制装置发出指令如：监控探头探测到污水的温度过高，并将此信息传给收集系统，收集系统进行预处理，再传给分析系统，与预先设定的最佳温度值进行比较，得出需要给污水进行降温的信息，最后将在线监控系统得到的降温信息传给中央综合控制器，此时中央综合控制器发出降温指令让控制装置使污水降温。

2.3 具体的应用

一是细格栅自动控制，细格栅自动控制采用的是水位差控制和时间控制。二是进水泵房的自动控制，通过自动累计水泵运行时间.实现水泵的自动轮值，保证水泵处在最佳的运行状态。三是旋流沉砂池的自动控制，旋流沉砂池自动运行时，其搅拌叶轮连续运行，为了使程序达到最大程度的灵活性，要依据实际需氧量和负荷条件调节动力输人。四是系统的充氧量可以通过曝气机的转速来调节。五是污泥回流量自动控制，污泥浓缩脱水系统控制采用的是时间控制和手动控制。六是加氯（药）量控制，根据进水流量的大小，按照比例投加的原则自动控制加氯量。同时，测定接触消毒池出水余氯作为修正值，自动修正加氯量，这是由流量、余氯复合环控制的。

2.4 在线仪表的应用

在线仪表在污水厂运行中占据着重要的地位，对工艺调整和运行起着指导作用。液位计的准确关系到设备的安全，溶解氧仪的正常运行关系到出水的水质，因此，在线仪表的安装位置是十分重要的。比如，某厂进水泵房和污泥泵房处的2台液位计，由于安装的位置都过于接近进水口，这使得显示的数值为进水口处的液位而非泵房内真实的液位值。这种情况可能导致的后果是，如果泵房内液位低于进水口处液位，则显示的数值是不真实的，容易造成“低液位时该停泵而不停泵”的情况，危害设备的安全。该厂发现此问题后，立即联系厂家对仪表安装位置进行了调整，现使用情况良好。该厂用于测量氧化沟好氧段溶解氧的DO仪，由于安装在表曝机下游出口的导流墙边，该处水流速度快，对探杆的冲击过大，使探杆受力不均，易从中间折断。该厂技术人员分析原因，寻找对策，最终采用增设不锈钢内胆的方式来增强探杆的强度，并联系厂家对其进行了改造。该厂大部分仪表探头内有膜部件，如果日常维护不当，使其长期处于干燥的环境中极易造成破裂，需重新更换探头。当遇停产检修或清淤时，探头将暴露在空气中，而由于仪表的特定安装方式，不便将其置于池面进行维护。该厂在考察了相关情况后，为在线仪表量身定做了一套维护装置.该装置由热熔保护筒和牵引固定绳两部分组成，保护筒盛水后直接套于探头外，并由牵引绳固定；不用时直接拆卸，无需移动仪表。

结束语

总之，污水处理厂在污水处理中占据着重要地位，尤其是科学技术的发展，更加促进了污水处理厂工作效率的提高，上文主要就是针对PLC自动控制技术在污水处理厂中的应用进行分析，具有重要现实意义。