污水处理控制系统篇1
［关键词］自动控制系统；污水处理；故障
0引言
随着近年来我国的工业化发展进程不断推进，实施可持续发展战略以应对资源与环境问题成为我国现代化建设的主题。在这样的背景下，面对我国水资源紧张的不利形势，如何做好污水处理控制引起了国家和有关单位的高度重视。另外，计算技术和自动化的管理控制系统逐步发展，污水处理自动控制系统正被越来越多的污水处理厂开发使用，这一自动控制系统具有节约能耗、降低成本、提高水质等优点，可以说，这种污水处理自动控制系统对于我国目前的污水处理行业来说有着十分重要的意义。
1自动控制系统的发展历史和应用现状
污水处理的自动控制思想最早可以追溯到20世纪70年代的美国，伴随第三次科技革命的兴起，美国不少污水处理工程将计算机控制模式引入到加药环节，这种自动化的操作模式流程简易、钒用量控制精确等优点使其获得了良好的应用效果。因而自动控制系统在污水处理中得到了推广使用，德国、日本等国也先后开展相关研究并最先实现计算机控制。经过几十年的发展，今天的污水处理自动控制系统已经逐步发展完善，自动化程度也有了大幅度提升。污水处理中的自动控制系统，其工作原理是利用网络通信依靠主计算机对控制设备、执行器件、检测元件实行整体管控，实现污水处理的集中调控、集成分析和数据集中处理。目前我国的污水控制系统在经过初期的引进和中期的消化吸收环节后，已经取得了长远发展，工业ethernet配合FCS、pLC控制构成了我国最新一代的污水处理自动控制系统。在我国目前的污水处理自动控制系统中，主要应用FCS、pLC、DCS等控制系统进行综合管理。其中FCS又称现场总线控制系统（FieldbusControlSystem），其最大特点莫过于以先进的网络传输取代传统硬件传输，FCS利用网络技术实现了处理现场控制器、传感器和执行器的关联。pLC则被称为可编程控制系统（programmableLogicControlSystem），通过计算机数据处理以加强控制执行中的可靠性和抗干扰性，实现开关量的逻辑控制。DCS，又称集散控制系统（DistributedControlSystem），作为最新的4C控制技术，DCS能够实现连续性的物理量监控调节，并能与pLC技术实现相互协调处理。
2自动控制系统构成及控制方式
2．1硬件系统
（1）中央监控系统。顾名思义，利用中央计算机对污水处理的每一个环节进行总体把控。中央监控系统不但要分析大量数据，还要兼备检测和调配工作，所以系统运行时要配备相应的显示输出设备。中央监控系统能够在第一时间将各项参数、机器运行状态等数据信息在显示屏上展现出来，能够更合理地处理污水，反映故障信息。（2）现场控制系统。对于污水处理的自动控制系统而言，现场控制无疑是十分重要的。因此在污水处理厂，pLC更多地被用作现场控制系统的控制器。正如上文所述，pLC是一种新型的可编程控制系统。它将计算机技术应用到系统控制中，因此不少大型处理控制系统需要多台pLC进行连接工作。pLC的广泛应用离不开它的稳定的抗干扰性。在复杂的污水处理现场，以中央控制为核心，作业现场一般设置多个控制站以加强各部分间的控制，并以网络作为信息连接的桥梁。pLC可以在复杂的环境下实现高效率的环境监测和数据传输，模块化的管理方式也使其更容易优化运行。（3）模拟显示系统。在自动化的控制系统中，反映数据往往要通过计算机控制下的显示设备进行输出显示，因此，模拟显示系统也是硬件系统中的重要部分。其主要作用就是输出动态数据，进而帮助工作人员依据污水处理的实际状况进行对应的监控管理，并对系统异常等问题进行及时反应，帮助工作人员采取相关措施。
2．2软件系统
污水处理的自动控制系统中主要配备三个种类的软件，主要为系统系统、数据库软件和应用软件。下面就对这三种软件进行详细分析：（1）系统软件。以microsoftwindowsnt操作系统为主，配有开放性接口，能够应对多用户、多任务的处理工作。（2）数据库软件。其作用是实现对数据的第一时间监控，并生成相关操作记录以供数据分析，此外，数据库管理软件还能够进行清晰的数据梳理工作。（3）应用软件。在污水处理的整体控制中，应用软件可起到十分重要的作用，具体包括生产管理数据库、生产查询图形、完善日常设备管理等。相应的管理者可以轻松便捷地实现管理。2．3控制方式污水处理的自动化系统控制方式可以分成三方面：（1）远程监控。即对中央控制室运用网络技术对各个分散终端进行实时监管，远程监控的广泛使用让技术人员可以便捷地获取吸刮泥桥、曝气机、水泵等设备的运转信息进而开展控制。（2）现场监控。即利用pLC系统完成对现场的设备管控，将设备情况通过网络传输及时有效地提供给pLC总站进而实现监督管理。（3）手动监控。处理现场的各个设备在进行开关转换时都需要进行人为的手动控制和操作，较之远程管理，手动控制更具优先性，且在应对可编程控制系统的突发故障时，能够更易于控制操作，降低风险。
3自动控制系统存在的问题和改进建议
尽管近年来自动控制系统在我国的污水处理实践中得到了广泛应用并取得了长足进步，但不可否认，相关发展还十分不完善，自动化系统控制在具体操作中依然存在着十分明显的问题。本文接下来就对这些问题予以列举总结。
3．1自动控制系统存在的问题
3．1．1自动控制系统缺乏线上稳定性
在污水处理自动控制系统中，现场总线控制系统、可编程控制系统以及集散控制系统正不断发展完善，系统的稳定性始终是发展的重点所在。污水处理实在是一个极为复杂的过程，系统所要处理的数据种类繁多且往往处在不断变化中，无疑在一定程度上增加了污水处理系统的控制难度。因此多数污水处理厂在应用自动控制系统的同时，同样需要工作人员在现场进行操作管理，并针对分析结果进行对应的管理工作进而保证系统运行的稳定。
3．1．2自动控制系统受制于多种限制因素
在我国，不少已经建成投用的污水处理厂存在着设备、人员方面的限制性因素。其中，不少污水处理厂自控技术落后，处理效能与管控权责不明，配套设施匮乏，设备管理漏洞百出。随着对应的排放标准提高，污水处理自动控制设备的知识储备出现了明显不足，工作人员无法掌握引进设备的操控技巧，而单一的培训方式也不能从根本上解决内部员工的问题。
3．1．3自动控制系统控制力缺失
我国目前的污水处理厂中普遍设置了监视措施，但实际的管理效力却往往不能达到预期要求。一方面，相关工作人员数据分析能力有限，当工作人员不能处理好相关数据时，自动控制系统也就失去了其原有的控制执行效率。工作人员的疏忽还体现在污水处理中的节能减耗问题上，有关人员往往不能认识到能源与经济效益的关系，这种不合理的操作也造成了对于污水处理厂的风险投资被限制。另一方面，经管自动控制系统在处理污水时能够保障一定的排放标准，但相关管理部门却不能产生足够的重视，与风险投资者也缺乏必要的沟通，因而各种各样的限制因素造成了不利于污水处理自动控制系统的推广和使用。
3．1．4自动控制系统本身的缺陷
尽管近年来污水处理的自动化控制系统进步迅速，但许多技术方面的缺陷不可避免。例如自控技术及相关软件存在缺陷、仪器设备不规范等。由于许多关键技术由国外引进，因而工作人员在处理过程中很容易出现操作不当的问题。以污水处理的探头控制为例，相关数据的采集很有可能会因为污水的淹没而出现问题，且污水中的成分构成十分不规则，导致探头被缠等情况影响最终的数据分析，情况严重时还有可能造成设备损坏。
3．2自动控制系统今后的改进建议
针对上文所述的污水处理自动控制问题，本文在进行分析总结后提出了相应的改善思路以供相关行业研究者参考借鉴。（1）保障自动化控制系统的稳定性，由于污水处理的自动化控制系统依靠总线控制因而尚存在线上的不稳定性。因而污水处理厂应当对系统的稳定性管理足够重视，加派必要的工作人员参与到污水处理系统的管理中是十分必要的，依此来弥补系统不稳定性所造成的数据误差。（2）重视工作人员的技能素养构建，加强专业人员的培训指导，并通过专业人员对厂区的工作人员进行必要的技术引导，进而完善设备的使用，规避因为工作人员操作不当而产生的事故。（3）要不断拓展智能控制在污水领域的管理深度，完善配套的管理措施。避免出现模糊操作、理论控制等。同时，利用仿真建模的手段，针对市场化需求改革污水处理技术，并与其他控制应用相结合，从而提升系统的管理控制效率。最后是将污水处理与信息技术相结合，将数字网络技术应用到自动控制中，应用最新的遥感控制技术，完善机械化的操作流程，为现场工作人员减轻工作压力与负担。
4结语
综上所述，随着我国的工业化发展，自动控制系统正越来越多地被应用到污水处理领域，并取得了十分显著的成绩。与传统的污水处理工艺相比，自动化的控制系统污水处理效率更高，污染物排放更少，资源利用率也得到了大幅度提高，社会效益和环境效益得到了保证，因而在污水处理中应用自动化的控制系统是有积极意义的。但与此同时，我国的污水处理自动控制系统也存在着许多问题。首先是我国的技术起步晚，核心科技多由国外引进，自主研发能力弱，因而实际操作效率要明显落后于西方发达国家。其次是相关技术配备缺失，污水处理仪器精度低，因而国家和相关领导企业应当加强投入力度，推动核心技术的研习进而缩小与世界先进水平的差距。随着我国科学技术的发展，应当抓住现代系统的核心技术，推动科学与信息的一体化进程，使自动管理系统更好地为污水处理系统服务，这样我国的污水处理行业将会取得更大的进步。相信经过不懈的努力，自动控制系统将会在污水处理中发挥更加重要的作用。
主要参考文献
［1］王默．城市污水处理厂环境守法技术体系研究［D］．武汉：武汉工程大学，2014．
［2］张悦．江苏省农村生活污水处理设施运行及尾水稻田利用的安全性研究［D］．南京：南京农业大学，2013．
［3］张利．基于西门子pLC技术的污水处理厂控制系统设计与实现［D］．西安：西安电子科技大学，2012．
［4］杨世品．污水处理溶解氧控制系统的设计与实现［D］．武汉：武汉科技大学，2008．
污水处理控制系统篇2
关键词：污水处理厂；自动控制系统；设计
随着时代快速发展，人们用水量逐渐增大，产生的污水不仅严重影响自然环境，更影响人们的正常生活。当前，由于污水量逐渐增多，原有的污水处理系统逐渐满足不了当前的污水处理需求，因此，利用现有的自动化控制技术，提升污水处理效率，是当前污水处理厂的首要研究目标，以此来提升污水处理效率。
1污水处理工艺流程
污水处理厂的工作任务是将污水中部分有毒污染物质与水进行分离，同时将有毒的污染物质进行转化，得到无毒的物质，从而将水净化，充分利用资源。在实际的污水处理过程中，主要分为预处理、一级处理、二级处理、深度处理以及污泥处理五个阶段。在我国，常用的处理手段主要是过滤与混凝沉淀，并在实际的处理过程中，结合实际情况，进行详细的调节，当前，污水处理工艺流程为：格栅、沉砂、曝气、二次沉淀、生物过滤以及消毒排放。
2污水处理厂自动控制系统设计要求与原则
在对污水处理厂自动控制系统设计时，应严格遵循以下几点要求：首先，相关控制系统所涉及的电气设备应具备手动操作与自动操作两种形式，并且相关的系统运行状态与故障情况可以在终端监控系统显示；其次，在控制系统运行过程中，系统设定的具体数值与参数可以人为进行更改，方便相关工作人员结合实际情况进行调整，并设置保密措施，保证只有管理人员才能对数值进行更改；最后，在污水处理厂自动控制系统运行过程中，其系统本身应具备一定的监控能力，并对自身的系统进行全方位监控，以保证系统高效稳定地运行。与此同时，在污水处理厂自动控制系统设计过程中，还应遵循经济性、可靠性、先进性、开放性以及实用性原则，以此来满足污水处理厂的污水处理工艺、生产管理以及设备稳定运行对自动化控制的需求[1]。
3污水处理厂自动控制系统硬件与软件设计
3.1自动控制系统硬件设计
硬件设计是污水处理厂自动控制系统的重要组成部分，贯穿污水控制系统全过程。在污水处理控制系统中，存在大量的启停装置，以便于及时掌握系统的运行与故障。在自动控制系统设计过程中，其系统主要包括三条通讯链路、三个et200m从站以及两套CpU412控制器，通过相关的监控软件，利用自动控制系统，实现对污水处理厂所有设备监控，并提供生产报表和水质数据记录等功能，从而实现污水处理。在系统实际运行过程中，自动控制系统的核心是自动控制柜，其功能是按照pLC编写的程序运行。pLC控制系统硬件是指，可编程逻辑控制器，在工业领域应用范围广泛，但在实际的设计应用过程中，应结合实际情况选择合适的pLC的种类。pLC控制系统自身的信号输出是利用模拟量与数字量的形式进行输出，改变了传统的继电器控制模式，其系统主要由CpU模块、电源模块、输出模块、数字模块、通讯模块以及模拟量输入等组成，其工作过程中主要分为三个阶段，即输入采样、程序执行以及输出刷新，从而保证系统稳定运行。
3.2自动控制系统软件设计
自动控制系统的软件设计，主要是保证控制系统具有良好的协调性，以此来使控制系统的操作指令可以在不同设备之间顺利执行，污水处理厂自动控制系统软件设计主要分为以下两点：第一点，上位机的监控软件设计，在实际的软件开发设计过程中，其各个步骤都需要在组态软件上完成，所以，相关的监控软件需要选择组态灵活、趋于人性化的界面以及功能较强的应用软件，以此来保证污水处理过程中的数据采集、工艺过程等得到有效的监控。监控系统在监控过程中，需要将污水处理过程中的所有工艺流程进行监控，基于此，在监控软件设计过程中，设计人员应将各部分的信息进行紧密的结合，以此来保证自动监控系统的稳定性。当前，上位机监控软件主要分为三部分模块：第一部分，监控模块；第二部分，预测模块；第三部分，登录管理模块。第二点，pLC控制程序在实际的软件开发过程中，应以污水处理厂的污水自动控制系统为基础，根据相关工作原理，研究循环扫描和建立映像区，由程序确定映像区的大小，保证系统的所有输入点与输出点在映像区内存在相关的对应点，为控制系统提供外部信息。同时，将程序开发作为主要的研究内容，并围绕污水处理工艺的流程进行开发设计[2]。
4结束语
综上所述，在污水处理厂自动控制系统研究设计过程中，相关设计人员应结合实际情况，设计符合当前国家相关部门基本要求的自动控制系统，并且注意控制系统的设计成本与后期维护支出等因素，提升污水处理效率。但在实际的设计过程中，还存在一些问题，需要相关人员不断改善，以此来缓解环境污染现状。
参考文献：
[1]王文雍.污水处理厂自动控制系统控制策略的研究与应用[D].上海：华东理工大学，2017.
污水处理控制系统篇3
关键词：污水处理；提升；泵自动化；控制系统
中图分类号：U664文献标识码：a
前言
自来水生产过程中，沉淀池排泥、滤池冲洗等工艺会产生大量污水。过去，通常对这些污水做直接排放处理。随着环保要求的提高，以及水资源成本的不断增加，越来越越多的水厂建立了污水处理系统，对生产过程产生的污水进行回收利用，根据笔者的调研，我国目前超过半数的城镇自来水厂的污水处理都依赖于观察法，依靠工人手动调节，很难实现完全自动化处理。污水处理不能完全自动化，一方面降低了污水处理的效率，造成了水资源不能充分利用；另一方面也容易对自来水厂供水的水质造成影响。
一、、子站自动控制系统
污水泵站的工艺流程大致相同，均为：地下管网污水泵站格栅机滤渣污水集水井提升泵房经过多级泵站提升污水处理厂。主要控制对象设备有：进出水闸门、格栅机、除污机、提升泵等。泵站自动化控制系统要求集数据采集、智能控制于一身，主要功能包括以下几个方面：
（1）、控制方式
有手动、自动两种控制方式，由控制柜上转换开关切换。手动方式由控制柜上按钮手动操作；自动方式由pLC控制。自动方式又分强制自动和遥控自动两种，也在控制柜上按钮手动操作切换，或通过主站远程控制切换，强制自动由本地子站pLC全权控制，用于通讯出故障时，独立运行。遥控自动为主站自动或手动遥控。
（2）、主要控制功能
根据集水井水位的变化控制泵的开、停。不出现低水位抽空泵，也不发生溢流；泵的开、停顺序：循环开停机，即先开先停，循环运行；分南北池的泵站，分池运行时，两池液位应能独立控制，合池运行时两池轮流开机；根据粗格栅前后时间周期和液位差控制格栅机的启停；根据需要实现闸门启闭机的控制，实现无轴螺旋输渣机与粗格栅的联动，同时实现对输渣机的工作状态的测控；最多开机台数控制：以免造成管道溢流或泵站自回流的现象，有的泵站需限制开机台数。最多开机台数在强制自动方式，由子站pLC控制，在遥控方式由主站主机控制；紧急关总闸控制：当机房发生火灾或管道破裂大量漏水等紧急情况，为防止事故扩大，主站可通过遥控方式关断泵站电源总闸。
二、污水处理自动控制管理系统的设计与实现
（1）、系统运行模式
基于以太网的远程自动控制系统，目前主要有两种系统模式，分别是B/S模式和C/S模式。
1、B/S模式
所谓B/S模式，就是浏览器/服务器模式，这种模式无需开发专用人机交互软件，借助于浏览器实现人机交互，但是服务器负荷较大。
2、C/S模式
所谓C/S模式，就是客户端/服务器模式，需要专门设计的人机交互软件，开发工作量较大，但是大大减轻了服务器的负荷，系统的稳定性有所提高。
鉴于上述两种系统模式各有优缺点，本自动化控制系统采用两种模式的结合模式，即系统前端借助浏览器实现人机交互，以此减轻整个系统的开发工作量；同时系统后台增加一台服务器，用于程序的响应与控制，将数据集中在另一台服务器上，这样既可以减轻服务器的负荷，同时又提高了系统的健壮性，提高了系统运行的稳定性和可靠性。
（2）、系统架构设计
污水处理自动控制系统的架构，主要从以下三个层次进行架构设计。
1、传感器检测层
传感器检测主要布置在最低层，也就是直接利用传感器检测污水处理设备的工作状态参数以及环境参数，利用液位、流量、位移、限位等传感器采集到的数据对污水处理的相关数据进行计算，实现对污水处理工艺的自动化监测。
2、网络传输层
传感器将采集到的监测数据，利用环型以太网进行传输，传输给pLC控制器。环型以太网采用光纤结构布置，在提高网络通信实时性的同时也能够提高网络系统性能的稳定性。
3、数据信息管理层
数据信息管理层主要是通过基于windows系统开发的可视化人机交互界面实现数据信息的显示、存储、分析和打印等需求；另一方面，当数据出现异常或者机电设备出现故障时，该控制中心也能够发出报警，同时依靠专家系统给出故障诊断结论和建议。
（3）、系统软件设计
系统的软件设计，主要包含两个方面。
1、pLC程序的设计
pLC的程序设计主要是利用梯形图进行程序开发。由于选用的是西门子的S7-200系列的pLC，因此在程序设计上可以选用Step7软件进行梯形图的绘制。
2、数据管理层的可视化程序设计
数据管理层是基于windows实现的可视化界面，能够实现良好的人机交互。控制软件主要是利用组态软件（如西门子winCC）设计人机交互界面，利用计算机的联网通信能力实现与pLC的联网数据交换，从而将最底层的传感器检测数据在可视化界面上显示出来，以实现良好的人机交互的目的。
三、污水提升泵站自动化控制系统控制流程
（1）、污水泵的自动控制
每个集水井中都安装了液位计和流量计等监测设备，通过这些设备可以对集水井里的污水进行监测。提升泵可以依据液位计的监测数据按照预定的方案开启泵的数量。本系统由三台提升泵、pLC、变频器及变频器切换接触器等相关电气组成。具体如下：第一，pLC控制系统，用一台变频器根据污水液位计的设置要求，通过变频器切换接触器对三台提升泵电机分别进行软起动、运行或停止。并控制变频器的频率以调整水泵转速，进行污水流量的控制；第二，从低位设置到高位设置阀值分别是：1、停止所有泵的设置点，在这个液位以下所有的泵都会立刻停止运行；2、低液位设置点，再这个液位以下就会出现报警，并停止一些泵的运行；3、启动第二台泵的设置点；4、随后是启动第三台泵的液位设置；5、以及高液位使得设置点，当污水高出这个液位时，系统就会发出高液位的警报。第三，通过变频器软起动提升泵电机，延长了水泵的使用寿命，减少了对电网的冲击。同时在pLC的控制下进行泵的自动轮换开启调控，在泵运行一定长的实际后，就会根据系统的设置停止运行，从而开启另外一台泵，保护泵的寿命，保证泵站的安全运行。第四，故障信号的识别控制，pLC可以自动识别警报和故障，进而更加情况开启或者停止泵的运行。第五，采用手动开启泵时，pLC根据手动功能按钮操作进行单泵或多泵的起动、运行和停止。
（2）、格栅的自动控制
格栅前后也安装了超声液位计，从而准确的识别栅格前后的位差；格栅机根据前后液位差或设定的运行时间与运行周期自动运行，时间和周期均可根据进水杂质情况调整。具体如下：第一，pLC控制系统，可以根据时间设定和液位差来进行栅格的开启或者停运。第二，栅格根据时间模式的设置来运行，当一天栅格运行时间达到设定值，就会自动停止，并启动这台栅格的下一次工作周期。栅格停止时间达到预设时也是相同。第三，液位差大于预设时，pLC就启动栅格，相反，就停止栅格。
（3）、出水电动阀门控制模式
pLC自动控制模式下，操作员站或就地操作下达开、关阀指令。
四、运行状态和分析
污水处理厂污水提升泵站采用一只变频器通过切换接触器分驱动三台提升泵电机，减少了自动化系统的成本，降底了运行功率。自动化控制以来，具备良好的运行状况。为污水处理厂科学管理、决策、调度打下了坚实的基础。不仅大大的提高生产力，减轻了值班人员的工作强度，还为管理人员提供了科学可靠的相关管理数据依据。
五、结语
总而言之，污水处理关系到国计民生，污水处理厂污水提升泵自动控制系统是污水处理中的重要部分，为了更科学、高效、稳定的管理及运行污水处理泵站，建设智能化的泵站系统，随着污水处理厂自动化系统的不断升级，不断完善，污水提升泵站自动化系统也成为污水处理厂进行自动化升级的发展趋势，污水提升泵站自动化控制系统的优势越来越明显，泵站自动化控制系统必将在未来的污水提升泵站控制领域得到广泛应用。
参考文献
[1]于凤臣.污水处理中自动控制系统设计[J].科技资讯，2011(4)．
[2]应劭霖.基于pLC的污水处理自控系统研究[D].江西农业大学，2012.
污水处理控制系统篇4
关键词：污水处理系统；电气控制；方案
一、污水处理工艺
污水处理过程具有多变量、非线性、时变性与随机性的特点，其控制过程十分复杂。污水处理的作用主要是人工强化处理从污染源排出的废水，从而提高水环境的质量。在污水处理中，其处理废水的工艺流程主要是结合物理、化学、生物等各类处理方法，在贯彻落实当前国家各项建设政策的基础上，实现污水处理厂废水处理效果稳定，节省投资运行费用等基本目标。本文主要分析了a2/o污水处理方法：首先进入厌氧池与回流的含磷污泥混合，在兼性厌氧发酵菌的作用下，废水中易生物降解有机物被聚磷菌吸收，并以pHB（聚羟基酯）的形式贮存在体内使污水中CoD下降，与此同时将细胞中贮存的磷释放到水中，使污水中磷的质量浓度升高，另外在微生物增殖过程中一部分氨氮被去除，使污水中氨氮质量浓度下降，但由污泥回流携带的硝态氮量不变。废水流入缺氧池后，反硝化菌利用有机质将氨氮反硝化去除，但磷几乎不变。废水流入好氧池后氨氮的硝化使硝态氮的质量浓度增加。聚磷菌通过分解体内贮存的pHB获得增殖能量，同时将废水中的可溶解性磷吸收体内，以聚磷的形式贮存起来，并以剩余污泥的形式排出系统。
二、污水处理系统电气控制
就污水处理系统电气控制来说，要根据电气控制具体要求，综合分析各主客观影响因素，制定科学化的电气控制方案，选择适宜的电气设备、配件，安装结束后，要做好试运行工作，验收达标后，才能表明污水处理系统电气控制顺利实现。在设计电气控制系统中，相关人员要结合控制系统具体要求，确定好相关的设备、元件。在此基础上，合理绘制电气控制系统图纸。还要围绕设计图纸具体要求，明确电气元件尺寸、位置等，做好各方面的准备工作，确保相关工作顺利开展。
1、组成
中央控制室2台上位机工作站和变配电室pLC站、进水泵房pLC站、鼓风机房pLC站、纤维转盘紫外消毒pLC站、脱水机房pLC站这五个控制站共同组成了全厂控制系统。电源模板、CpU模块、（io）模块、（ai&ao）模块一起组成了pLC站。其中io、ai、ao、模块数量的确定，首先根据实际情况构建节点图纸，然后计算出每个pLC站所需要的控制点数，还需要考虑每个pLC站适量的预留点，来决定安装模块的多少。光纤网络通讯连接着每个pLC站。2台上位机工作站、模拟屏等终端组成了中央控制室。
2、工艺操作流程
（1）一级处理区pLC站
它主要的作用是监控曝气沉砂装置、格栅除污机、进水泵和刮泥机。格栅的前后安装有超声波液位差测量仪，pLC会在自控模式下根据相关的参数来自动控制运行状态。污水在通过格栅时，格栅阻挡污水中的杂物会使格栅前的水位升高，格栅前后如果液位高差达到了16cm时，除污机根据时间会自动启动，每隔120秒自动行运转1次；自动运行时间间隔都是根据运行经验来调整的。集水井中安装污水泵，如果在集水井中安装超声波液位计仪，可以通过pLC显示集水井的液位。控制水泵机组的运行状态可以通过pLC集水池液位高差、水泵运行的时间、水泵运行状况。曝气沉砂系统是由1台砂水分离器、除油沉砂桥、就地控制柜，2台吸水泵、3台罗茨风机组成。pLC在自动控制模式下会根据时间程序来控制开启水沙分离器和鼓风机曝气。pLC可以在自控模式下控制除油沉砂机运行，pLC下达停机指令后，除油沉砂机会在完成工作循环时停机。在计量槽上安装流量计，用于检测进水的流量，把这些数值信号转换成4～20maDC信号然后输入pLC系统，为主控室提供控制参数。
（2）二级处理区
在鼓风机房中设有二级处理区pLC站，其作用是承担电磁流量计、鼓风机、溶解氧分析仪、热压式气体流量计、水下搅拌机、吸泥机、外回流泵、内回流泵的监控。鼓风机控制系统可以和pLC系统互相通讯，鼓风机的运行状态能随时在中央控制室观察（如油温、电机电流、压力等），要是出现故障控制室会立即反映到上位机工作站上，专用软件会自动报警。溶解氧分析仪器，在好氧池中安装，可以用来检测溶解氧数值。把这些数值的信号经过转换，转化成4～20maDC信号，再输入pLC系统，然后在上位机的工作站中建立数据库，拥有对数据记录分时等处理功能，工作人员能定量地分析供氧气量、气候条件、进水的流量这三者之间对比关系，必须控制曝气池的溶解氧量在正常范围，使工作可以更加高效。沉淀池分别安装吸泥机，吸泥机循环运行，主要为排泥槽抽送污泥，污泥通过回流污泥管然后流入回流污泥泵房。当吸泥机在运行工作模式下时，吸泥机前进和停止由pLC控制，pLC同时还要控制吸泥泵的交叉运行。同时吸泥机、吸泥泵的运行的信息，pLC会将这些信号信息传输至上位机，以供上位机监控。
（3）变配电室作用分析
配电柜的变压器的温度、是否合闸状态、电流电压的高低、过流的多少等的信号，通过上位机工作站和配电室内pLC站相联，使主控室可以对这些信号进行查看，并且会提供自动报警功能。
结语
本文从污水处理工艺入手，重点分析了a2/o污水处理系统的电气控制方案，以期提高污水处理系统电气控制水平。
参考文献：
[1]史广睿，刘琳琳.电气自动化控制技术在污水处理厂曝气量控制的应用[J].黑龙江科技信息，2014，35：112.
[2]史广睿，刘琳琳.污水处理厂行车式泵吸砂机电气自动化控制系统设计[J].黑龙江科技信息，2015，07：67.
污水处理控制系统篇5
关键词：pLC；自动化控制系统；污水处理厂
Doi：10.16640/ki.37-1222/t.2017.14.021
由于现代工业的发展日新月异，城市化进程大幅度加深，污水问题日趋严重，在这样的大环境下，污水处理引发社会各界的热议，于是污水处理厂应运而生且层出不穷，成为现代都市中一项必不可少的基础设施。污水处理厂的营业要求具备较高的自动化控制状态，因此，需要根据在pLC的自动化控制系统上完成分析研究，从而达到对污水处理整个流程的全面、自动化控制。pLC技术是运用可编程逻辑控制器的内存功能，来完成整个计算和调控，并按时和核算，然后借助信息或数字模拟式输入或传输控制一系列机械或生产过程的技术。
1污水的三级处理
在污水处理流程，由于处理程度存在区别，大致可分为三级处理：所谓“一级处理”，就是借助有关物理处理用于去除污水中置于悬浮状态的固态污染源。收到该级处理信号后，禁止直接排放；那么二级处理，指的是去除以胶体或溶解状态存在的有机污染源，一般能实现临近100%，使得这一指标全面符合排放标准；三级处理，主要就是去除2种污染物，其一是难降解的有机物，其二是以氮与磷为主的可溶性无机物。常用的处理方式包括混凝沉淀法、砂滤法和离子交换法等[2]。
污水处理流程概述。首先，让污水通流经水管道汇集到污水池，利用格栅电机完成设备提前处理，过滤其中的漂浮物和颗粒状的固体；其次，运用重力原理把污水运送到预曝气池，完成沉积环节；最后，使用离心泵把水运送到生物接触氧化池完成生物氧化工作，将其中的一些化学污染物排净，最终实现清液和污泥两种，第一种被传输到斜管沉积池，而第二种就被输送到脱水机为了实现固体和液体的有效隔离，而且放入对应的化学物品使污泥迅速凝结成块，分离水循环到沉积池执行后续处理，然而脱干后的污泥要进行消毒后才能会被输送出。
2基于pLC的污水处理自动化控制系统设计
2.1可编程控制器
根据污水处理自动化控制系统的要求，选用三菱可编程控制器，它属于模块化中小面积的pLC自动化控制系统之一，普遍运用在污水处理行业，系统具备优秀的稳定性和安全性，操作简单，方便调试，安全程度高，且运行效率超乎想象，在提高和确保劳动生产效率方面具有显著优势，此外，因为软硬件用的都是模块化构造，因此给装置、调试和维修工作都带来了一定的便利性。
2.2传感器设备
在系统粗、细格栅的地方各装一台超声波液位差计，用于测量格栅前后对应的液位差，为了更清晰地知道格栅的是否阻塞，并把该数据提交到pLC控制器，实施分析和精准计算。一旦液位差比开始设置的数字大了，就会给格栅发出一个运行讯号，及时清理垃圾，令过水环节一直处在常规状态，同时防止设置过度损毁。
为实现自动控制进水提升泵的目标，在进水泵井地方装上2台超声波液位计，为完成对其水位的实时获取，并借助在线传送的方法提交到pLC控制器，实施相应的系统分析。在测量值开启相应的控制程序基础上，实现对提高泵目前运行组合的自动化控制。这样操作，能通过考虑厂外来水量的精准数值，用实时、规范地调节整泵工作情况，即能处理装置过度问题，又能减少大量人力资源。
3电气控制电路
3.1格栅电机的电路设计
借助于格栅电机来完成对格栅工作状态的自动化控制，留住那些个体十分庞大的悬浮物或漂流物，继而为后续的每一个工艺段缓解不少工作量。关于格栅电机其基础的控制原理主要有两种：一种是电控柜就地控制，另一种是pLC远程控制，通过双向开关进行相应选择，如果被拨向二档时，那么就需要按下起动按钮，因为意味着停机按钮与代表的是热继电器按钮属于一直关闭状态，电路连接后后，交流接触器将会开始通电，调节到导通状态，如这样操作，电机就能极快地开始运转。停机过程中，按下电气系统中按钮开关，因为电气按钮处于常闭状态，所以按下后能直接切换到断开，交流接触器便会马上开始进行自动断电动作，使电机进行停运状态。如果电机工作是在超负荷情况下，过段时间后，才能开始执行命令动作，然后才能切断电源，电机完全停止动作后，而且无法实现自动启动。
电机远程控制指的是，把直流继电器视作对象，控制其吸合动作，以完成控制的目的。如果双向开关被拨向，电机马上开始启动工作模式，当交流接触器进行断路动作时，同样会实施自动停机动作。处于导通状态时，pLC能够检测到与之对应的信号，可理解成电机处于远程控制状态之中。如果pLC给出电机应起动的判断，便会向24伏继电器产生指令，使Ka1吸合，从而使Km1吸合，使电机开始切换到工作状态。关于工作信号将会通过Km1的一个处于敞开状态的触点提供给pLC所对应的状态输入端。
3.2曝气机电路的o计
对于曝气池处理段，其重点的原理是，借助变频器实时调整罗茨风机的运转频率，以实现对曝气池含氧量的有效控制，从而确保微生物能够高效地发挥自身降解有机污染物的作用，最终完成净化污水的目的。按下时电机执行起动动作，松开时则执行停止动作，通常被用来测试电机工作状态是否正常。
4结束语
基于pLC的污水处理自动化控制系统，投资成本低，能耗小，运行操作简单方便，能很好地实现污水处理厂的当前需求。重要的是当系统硬件组成未发送大范围调节的状态下，可利用改变软件设置来达到各类运行方式的有机转换目标，出现更加完美的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]刘昌鹤.pLC自动控制系统在污水处理中的应用[J].科技信息，2011（27）：174.
污水处理控制系统篇6
关键词：自动化控制系统；设计思路；设计要求；系统组成；未来展望；
中图分类号：tH165+.4文献标识码：a文章编号：
1、自动化控制系统设计的意义
污水处理的问题一直受到人们的关注。当今社会，随着计算机与自动化控制技术的日渐成熟与发展，人们也开始将这些新兴技术应用于污水处理这一领域并且取得了一定的进展，在污水处理问题上，自动化控制技术展现出了很多优点，例如：节约能源，节约管理成本，提高净水的质量，减少人为的因素等等，所以说，研究基于计算机技术的自动化控制系统具有十分重要的意义。
2、自动化控制系统的设计思路和设计要求
2.1自动化控制系统的设计思路
自动化控制系统的设计思路是：
1、确定整体模块：根据污水实际情况及工艺整体要求，运用特性曲线、数学模型、有关规定、测定值等对污水处理各单元作全面的整体模块化结构表达；
优化工艺过程：根据工艺的具体要求、主要干扰因素等对整体的模块化进行相应的调整。
2.2自动化控制系统的设计要求
设计方案要在保证安全性、可行性、稳定性和方便性的基础上满足工艺具体要求，并且应该尽量优化系统方案，减轻劳动强度，降低处理成本，改善操作环境，力求达到污水处理的现代化管理。具体要求如下：
能够自动或者手动控制所有的设备，并且这些设备所测的数据都能反馈到中央控制室，在屏幕上显示；
通过键盘或者面板可以改变各个设定值且设定值不得随意更改；
能按设定自动控制并且全天候连续工作；
工艺参数、进/出水水质指标应能反馈，有利于改善工艺；
要实现整个系统的故障报警系统，保证安全；
满足历史趋势、实时数据趋势、历史报警记录和数据报表等统计功能。
3、自动化控制系统的组成
自动化控制系统是由中央控制系统、现场控制系统、监控系统和故障与报警系统组成的，下面逐一进行介绍：
3.1中央控制系统
中央控制系统是通过借助于不同性能的计算机操作，从而完成对污水处理各环节的集中控制和检测功能的部分，并且要配有显示器、打印机、UpS电源等设施。它的作用为：1、对各pLC站和设计单元进行远程控制，监视全流程设备运行状态；2、收集实际运行中的各项参数，对数据进行处理保存，以供后来的调配使用；3、将污水处理过程中的信息（如：机器状态、设定参数、测量值、累计运行时间等）集中展现出来，为工艺调度及设备运转调度提供直观依据，优化调度计划，使工艺控制更及时，处理污水效果更好；4、对控制器的传输信号进行监视和判别，准确及时的发现故障信息并进行声光报警；5、打印报表、事故报告等。
3.2现场控制系统
污水厂的现场控制站往往选用控制器pLC，所以我们首先来介绍一下pLC：
pLC是以计算机技术为基础的新型工业可编程控制器。它是一种局部的控制器，但是较大的控制系统可以通过多台pLC互联来实现，它可靠性高并且抗扰能力强，因此适合于污水处理的现场环境。
污水处理厂以中央控制室为中心，在作业现场设有多个现场控制站，中央控制室和各个控制站以及各个控制站之间都是通过网络相连接，来实现信息的相互沟通。pLC控制系统实时对现场进行自动检测并实时传输数据，使得中央控制系统能及时有效地进行远程数据控制，并且每个pLC控制子站都能根据自身的优化程序独立运行，调节设备，优化控制功能，所以pLC是污水处理厂的控制核心部件，并且，pLC均采用模块化结构，使用灵活，维修方便。
3.3监控系统
SCaDa是污水处理的监控系统，一般采用三级控制层：1、远程监控：中央控制室通过SCaDa系统网络对远端的设备进行监控，技术人员可以通过计算机操纵监控机，对污泥回流泵、推流器、吸刮泥机、鼓风机、提升水泵等生产设备的状态进行监控，还可以获得所需的数据和参数；2、现场监控：通过现场的pLC的子站执行控制设备的任务；3、手动监控：所有现场设备都能通过转换开关切换为手动模式，控制设备的开启和关闭，并且较之远程控制，具有优先控制的功能，因此即使在pLC发生故障的时候，也能手动控制，将危险分散。
3.4故障与报警系统
由于污水处理现场的环境恶劣，因此为防止事故发生，故障与报警系统是必不可少的一部分。故障发生的原因：恶劣的天气现象，频繁的开停大功率设备，设备安装隐患，元器件老化，浓度超标等。故障的发生对象为：受控装置，自动检测仪表，计算机系统和pLC方面。可见故障发生的原因和对象是多方面的，所以，必须要做好报警系统，减少不必要的损失。
4、现阶段自动化控制系统存在的问题及解决措施
4.1自动化控制系统存在的问题
现阶段我国的污水处理的自动化控制系统存在诸多问题，现列举如下：
1、我国污水处理厂多采用国外进口设备与控制系统：因为虽然当前国内的设备发展迅猛，但是国内起步晚并且集中于低端产品，生产的自动化仪表、设备的性能和可靠性不强，所以相比于国外的先进设备还相差甚远，因此国内往往成套的购进国外的进口设备，成本高并且维护困难；
2、建模不精确：国内虽然多采用国外的先进设备，但是只是硬件合格，控制技术并没有引起足够的重视，但是自动控制装置需要精确的数学模型，需要遵循严格的线性化假设，但是现实操作中，往往存在偏差，出现一些非线性的情况，所以难以获得精确的数学模型；
3、误差太大：误差即包括无法避免的客观误差-量化误差，也包括可以尽量降低的仪器误差，环境误差等。其中量化误差是不可避免的。
4.2解决措施
基于上述问题，下面提出几点简单的对应措施：
1、增强自主创新，集中智慧研究自动化控制系统的高端产品，虽然前期投入很大，但是长远看来，意义重大；
培养专业人才，深入研究自动控制装置的数学模型；
3、定时将测量值与国家标准值相比较并进行校正，尽量减小量化误差，并且注意对仪器的维护，尽量减小环境对测定的影响。
5、自动化控制系统的未来及展望
自动化控制系统的未来的方向是智能控制。智能控制用来解决传统方法难以解决的复杂系统的控制问题，它是多学科的交叉，包括：模糊控制、神经网络控制、专家控制等。
5.1模糊控制
模糊控制是利用模糊数学的基本思想和理论的控制方法。在传统的控制领域里。控制系统动态模式的精确与否是影响控制优劣的因素，然而，对于复杂系统来说，由于变量太多，往往难以正确的描述系统的动态，是就通过简化系统动态来达到控制的目的。其特别适合于水处理的过程并且已经应用于水处理的多个领域。
5.2神经网络控制
神经网络控制是通过模拟人脑的神经网络而设计的控制，已经引起了很多学者的重视，因为它的优点显著，能充分逼近任何非线性的过程，并且能结合其他控制方法使用。目前已经有了一些成功的应用，例如：误差反向传播（Bp）神经网络、径向基函数（RBF）神经网络和自适应神经网络等。
5.3专家控制
专家控制是一种计算机程序系统，人类专家的知识水平和一些经验被编辑成了计算机语言，从而形成了数据库，以用来处理某些特定问题。
结语：与传统工艺相比，自动化控制系统具有不可比拟的优势，虽然现阶段它的设计中还存在一些问题，但是随着计算机技术和自动化技术的发展，自动化控制系统的功能一定会更加壮大。
参考文献：
[1]应健方.自动化控制系统在污水处理中的运用[J].科技向导,2011(11):130.
[2]蔡环宇.污水处理控制系统的几点思考[J].西南给排水,2011(33):42-44.
污水处理控制系统篇7
关键词：自动化技术pLC污水处理
随着我国自动化控制技术的发展，自动化控制技术逐渐被污水处理厂采用。尤其是近几年来，我国新建城市污水处理厂大都采用了目前较为先进的可编程控制器系统，大大缩短了我国污水处理厂与世界上先进发达国家污水处理厂在自动控制领域的距离。
为保证污水处理过程的安全性、可靠性和生产过程的连续性，提高污水处理厂的自动化水平，控制系统采用目前国内外污水处理长广泛应用并取得良好效果的基于可编程逻辑控制器（pLC）的集散型控制系统，以及监控和数据采集系统。集散型控制系统的特点是将管理层和控制层分开。管理层主要是对全厂的生产过程进行监视、数据存储和分析；控制层主要是通过现场pLC或计算机完成个子管辖域内工艺过程和工艺设备的自动控制，同时在传统控制的基础上，提供了智能控制的可能性。
1、pLC概念
pLC自问世以来，尽管时间不长，但发展迅速。为了使其生产和发展标准化，国际电工委员会（ieC）于1987年作了如下定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算数操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都应按易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”总之，可编程控制器是一台专为工业环境应用而设计的计算机，它是将传统的继电器技术、计算机技术和通信技术相融合而发展起来的一种新型的控制装置。在具体的国内工业应用中，由于它不是针对某一工业具体应用，因此它的硬件应根据实际需要来进行配置，其软件则根据控制要求进行编写。
2、pLC的工作原理
在pLC启动运行后，其工作过程一般分为输入采样阶段、用户程序执行阶段、输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段即为一个扫描周期。
（1）输入采样阶段
pLC在输入采样阶段，先扫描所有输入端子，并将各输入端子状态存入各自对应的输入元件映像寄存器，此时，输入元件映像寄存器被刷新，接着进入程序执行阶段，在程序执行阶段或输出刷新阶段，输入元件映像寄存器与外界隔离，无论输入端子信号如何变化，输入元件映像寄存器中的内容保持不变，直到下一个扫描周期的输入采样阶段才将输入端的新状态写入到寄存器中。
（2）用户程序执行阶段
根据pLC梯形图程序扫描规则，pLC按照先左后右，先上后下的顺序执行程序。当指令中涉及输入/输出状态时，pLC从输入映像寄存器中“读入”对应输入端子的状态，从输出映像寄存器“读入”对应输出映像寄存器的当前状态。然后，进行相应的运算，运算结果再存入元件映像寄存器中，对元件映像寄存器来说，每一个元件（输出软继电器）的状态会随程序的执行过程而变化。
（3）输出刷新阶段
在所有指令执行完毕后，输出映像寄存器中所有输出继电器的状态在输出刷新阶段转存到输出锁存寄存器中，通过一定法式输出驱动外部负载。对于小型pLC，i/o点数较少，用户程序较短，用集中采样集中输出的工作方式虽然在一定程度降低了系统的响应速度，但从根本上提高了系统的抗干扰能力，增强了系统的可靠性。大中型pLC因i/o点数多，控制能力强，用户程序长，为提高响应速度可以采用定周期输入采样，输出刷新，也可采用直接输入采样，直接输出刷新，中断输入/输出和智能化i/o接口等法式。
3、pLC特点及分类
pLC即可编程序逻辑控制器，具有可靠性高、抗干扰能力强、结构灵活、便于扩展、编程语言简单、安装维护方便、性价比高等优点，已在工业控制领域得到了越来越广泛的应用，在污水处理行业也得到了一定程度的推广。
（1）按结构分类
pLC按照其硬件的结构形式可分为整体适和组合式（模块式）两种。整体式pLC包括CpU板、i/o板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式pLC包括CpU模块、i/o模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。
（2）按控制规模分类
pLC的控制规模主要是指开关量的输入/输出点数及模拟量的输入/输出路数。但主要以开关量的点数计数，模拟量的路数可以折算成开关量的点数。按照此项进行分类主要包括小型、中性和大型。
4、污水处理pCL控制站结构
中央处理器CpU：CpU一般由运算器和寄存器组成，完成全部的数据运算和数据处理。所有功能通过一块芯片来完成，集成率较高，我们将CpU与数据线和地址线相连，完成对相连设备的控制。
存储器：专门来参访用户程序、系统程序和临时数据。系统程序主要控制pLC各部件的运转，大多由生产厂家编写，并固化到只读存储器中，用户程序是用户根据工业需求编写的控制程序，可实现多种工业程序的控制，比如控制温度、压力、计时等。用户程序放在可擦写存储器中，允许用户随时更新修改，当用户使用时启动。
输入输出模块：输人模块负责将外部传入的逻辑信号或模拟信号转变为CpU能处理的信号，并送到运算器进行处理。输出模块负责将CpU处理后的结果传出给外部设备。输入和输出模块一般由外部终端和数据总线组成。
电源：pLC的电源包括主电源输人输出模块电源和只读存储器后备电源。一般情况下，整个系统的供电由主电源提供。当系统发生故障，需要重新载人系统程序时，就需要使用只读存储器的后备电源。
5、结束语
污水站自建成以来，pLC自动控制系统运行平稳可靠，保证了污水站的正常运转和全自动运行，节省了人力及运行费用，而且具有良好的经济和社会效果具有较大的发展前景。
参考文献
[1]夏辛明编.可编程控制器技术及应用.北京：理工大学出版社，1999.
污水处理控制系统篇8
关键词：模糊控制
近年来，国家为保护水环境不断加强城镇污水治理，陆续在各级城镇建设了污水处理厂。污水处理厂生产过程控制系统早期设计采用的piD控制方式，这种控制适合于可建立数学模型的确定性控制系统，但在实际的污水处理过程控制系统中存在很多非线性或时变不确定的因素。随着自动化控制技术的发展，越来越多的污水处理厂的过程控制系统以模糊控制方案取代了原有的piD控制。这种控制方案不需要掌握控制对象的精确数学模型，将之与交流变频调速系统相结合后，程序开发及操作都简单，工艺过程控制参数调节方便，可靠性高，因此，用pLC构成模糊控制器用于污水处理是一种新的尝试，不仅使控制系统更加可靠，而且取得了较好的控制效果。下面以阜阳污水处理厂进水泵房水量调节模糊控制系统为例进行详细介绍。
进水泵房介绍
为适应城镇排水系统水量变化大、随机性强的特点，阜阳污水处理厂设置了四台水泵，分别为两台流量3300m3/h、两台流量2100m3/h，分别用两台变频器采用一拖二的方式拖动电机，这样既可减小硬件投资，又可以根据管网不同的水量进行配合调节运行方式。
自动控制方案
控制系统结构
在进水泵房自动控制方式下，pLC、变频器、水泵、液位计构成一个闭环控制系统。此外，设置断路器、接触器、热继等控制保护回路，实现电机的控制与保系统。
运行方式
在泵房设置一台超声波液位计用于检测泵房水位。当泵房液位到达L1时，pLC发出指令使p1/p2变频启动，转速随频率从0Hz起上升到50Hz时，如在Δt1时间内泵房液位仍大于设定值，则发指令使p1/p2转入工频运行，并使p3/p4变频启动，以此类推，直到液位达到要求。反之，如果管网水量下降，液位低于设定值，则逐步采取降低水泵运行频率――停泵的方式进行控制。
模糊控制设计
由于管网水量波动性和随机性很强，水泵特性存在非线性，控制方案很验证建立精确的数学模型，因此，在工艺人员长期总结的控制经验基础上，采用模糊控制算法进行自控系统设计就相当适用。
本控制系统采用“双输入单输出”的模糊控制器。即通过液位计测得的泵房液位信号L,经模糊器与液位预设值L0进行比较，得到偏差e以及偏差变化率ec作为输入量，经模糊化后，转化为用模糊控制语言描述的模糊集合，并建立输入与输入的模糊控制规则，计算出模糊控制表存于pLC内存，作为控制进水泵变频器频率的输出量。
模糊控制器包括输入量模糊化、模糊推理和解模糊3个部分。e和ec分别为e和ec模糊化后的模糊量，U为输出控制量，u为U解模糊化后的精确量。
输入模糊化
在模糊控制器设计中，用［nB，nm，nS，Z0，pS，pm，pB］7个模糊子集来描述水泵误差e、误差变化率ec和输出控制量u，将其论域化为11个等级［-5，-4，-3，-2，-1，0，＋1，＋2，＋3，＋4，＋5］，模糊子集的隶属函数为三角型，在论域［-5，-4，-3，-2，-1，0，＋1，＋2，＋3，＋4，＋5］上模糊集合的隶属函数如下图所示
模糊决策和模糊控制规则
模糊控制器的控制规则是在总结污水泵房液位的控制经验基础上，结合输入、输出的隶属得出控制规则表。
模糊控制规则表明模糊系统的模糊关系为：ife=aandec=Bthenu=C，其中a、B、C分别为e、ec和u模糊子集中的元素。
根据现场操作人员控制经验总结出模糊控制规则，并采用min-max重心法推算出模糊控制表，以给出输入精确量和输出精确量的直接关系，存入pLC内存。
模糊控制器的实现
在液位控制时，先将量化因子Le、Lec、Lu置入pLC的保持继电器中，再将通过液位计测得的泵房液位信号L与液位预设值L0进行比较，得到偏差e以及偏差变化率ec，置入pLC的数据寄存器中，经过限幅量化处理后，根据所对应的输入模糊论域中的相应元素，利用编制的查询模糊控制表求出模糊输出量，再乘以输出量化因子即可得实际输出值，由D／a模块输出调节变频器的输出频率，从而改变水泵转速控制流量。控制流程见下图所示：
利用pLC实现模糊控制，既保留了pLC控制系统稳定可靠、水量调节平稳灵活、抗干扰能力强、节能效果明显等优点，又提高了控制系统的智能化程度。结果表明，对于那些大滞后、非线性、数学模型难以建立且控制精度和快速性要求不很高的控制系统，基于pLC的模糊控制方法不失为一种较理想的方案。只要选择适当的采样周期和量化因子，可使系统获得较好的性能指标，从而满足控制性能要求。
参考文献
1王耀男.智能控制系统・模糊控制・专家系统・神经网络系统[m].长沙:湖南大学出版社，1996.
2黄立培，张学.变频器应用技术及电动机调速[m].北京：人民邮电出版社，1998.
3刘法治，赵明富.模糊控制技术在高楼恒压供水系统中应用[J]微计算机信息，2005，（7）：21－23
污水处理控制系统篇9
【关键词】自动控制系统；生活污水处理；pLC现场控制；应用
污水处理系统是一套复杂的自动控制系统，它涉及到众多参数，而对这些参数的检测是污水处理系统必须解决的问题。它的主要功能是：一要确保污水排放标准达到国家环保部门对污水排放标准的相关规定要求并对污水中的BoD、SS、总氮、总磷等参数进行检测，以分析出参数指标值；二是以被控参数的实时检测为依据，对污水处理过程中的各个环节加以控制，以确保其正常运行。
我国城市污水处理是以分布于郊外的大型污水处理厂来进行集中处理，这种处理方式很好地避免了小区污水处理站因生活污水量小而技术要求苛刻和运营管理困难问题。韶关市第一污水处理厂和第二污水处理厂作为韶关市主要的两座大型城市生活污水处理厂，近几年随着日均污水处理量的增加而污水处理技术和工艺相对滞后的问题，下大力气在实现高度自动化控制技术与污水处理应用相结合方面做得大量的实践，取得了显著的成效。本文笔者结合多年对以上两座大型污水处理厂在自动化技术及工艺应用方面的研究作了阐述。
1城市生活污水处理流程概述
韶关市第一污水处理厂和第二污水处理厂在自动化技术控制生活污水处理方面具有较先进的技术，因此其生活污水处理工艺流程也是标准化和规范化，其工序包括分流排水渠、进水粗格栅、污水提升泵房、细格栅及旋流沉沙池、厌氧池、氧化沟、二沉池、污泥回流井、二氧化氯及紫外消毒系统、贮泥池及污泥脱水间等组成。
从其工序来看，原污水由污水总管集中流经格栅井，经格栅拦截后,污水中较大颗粒的固体杂质被去除，避免堵塞管道、水泵和填料。调节池的作用是调节水量和均化水质使污水能够比较均匀地进入后续处理单元，调节池池底设有曝气管，通入空气,既能防止污泥沉积，又能起到均化水质和预曝气作用。缺氧池中设置大量组合式填料，具有极大表面积，可以附着生长大量具有生物活性的生物膜。在较高的有机负荷下，通过微生物的生化降解以及吸附絮凝等作用,高效率地去除污水中的各种有机物。接触氧化池池底设有微孔曝气管用于充氧，污水从接触氧化池中进入沉淀池，进行固液分离，清液流入消毒清水池。沉淀池设二座并联运行，池底设泥斗，污泥经泥斗沉淀浓缩后用气提法输送至污泥消化池。沉淀池出水经消毒,杀灭出水中的游离细菌,随后达标排放。消毒池设一台加药泵,进行定时加药。污泥浓缩后经脱水机脱水后外运。
2自动化控制系统（pLC）功能及应用
2.1自动化控制系统各子功能组成
对于一个大型生活污水处理站中自动化控制系统安装，出于降低运行风险，方便系统维护，一个完整的自动化控制系统设置6个控制子站，这样既能保持各功能单元相对独立运行，又能达到简约高效的工艺布局。从功能设定上来看，1＃pLC控制子站主要负责流程前端的对粗格栅、提升泵房、细格栅、旋流沉沙池设备的运行状态进行监控；2＃pLC控制子站主要负责流程中端的对出水系统的清水池、消毒间及出水管道的相关仪表检测参数及设备运行状态进行监控；3＃pLC控制子站主要负责监视常备的2台脱水机的运行状态和污泥池及污泥泵的各种参数；4＃pLC控制子站主要负责8个过滤单元的控制；5＃、6＃pLC控制子站分别建在2个氧化沟中间2单元上方，1＃池和2＃池分别对应5＃pLC控制子站和6＃pLC控制子站，各自生成一个彼此独立的运行系统。
2.2生物处理系统应用
5＃、6＃pLC控制子站功能来看，2个氧化沟在生活污水处理系统中起着关键的作用，由于每一步工序都高度衔接，因此必须借助自动化程序控制来完成。工艺流程图：
从上图的流程图来看，氧化沟分布着3个子单元即厌氧区、缺氧区和好氧区。污水首先由底部管道进入粗格栅，进入沉沙池，再进入厌氧池，继而进入氧化沟，经过厌氧、缺氧、好氧阶段后废水流至二沉池，厌氧部分用于脱磷，缺氧部分用于除氮，好氧部分用于有机物的去除和硝化反应；活性污泥充分吸磷后进入氧化沟，澄清后的污水被排放，剩余污泥通过排泥泵排走，如此反复交替进行。
此外，在系统功能具体应用上，常见的还有加药控制，倘若要严格控制回用水水质可采用自动加药系统,加药时可先测量m点液体的流速和n点液体的pH值给计算机控制器,运算后控制加药泵的转速进行加药；清水池排放控制，这种控制分为自动控制和手动，目前自动控制是主流，,自动控制时清水池的2台排水泵由浮球液位开关自动控制,当污水处于低位时，2台水泵均不工作；当污水处于中位时，2台水泵以工作4h停4h的周期交替工作。
3结束语
本文结合韶关市第一污水处理厂和第二污水处理厂在将pLC技术与污水处理结合的实践阐述了pLC技术生活污水处理中的应用。随着生活污水水质日趋复杂化对污水自动化处理技术要求越来越严格，污水处理系统也因此朝着工艺日趋复杂、功能日益多元且独立分散方向发展，这给系统控制带来了挑战。但通过尝试以太网将数量和功能众多的单元集中起来进行控制，大大提高了运行风险，也增强了系统的可靠性。
参考文献：
[1]林文孚,胡燕.单元机组自动控制技术[m].北京：中国电力出版社,2006
[2]李日清,宏.pLC在生活污水处理系统中的应用[J].科技情报开发与经济,2009(36),139-141.
[3]刘栓,王太通.pLC控制系统在污水处理过程中的应用[J].矿山机械,2003(9),66-67
污水处理控制系统篇10
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：programmablelogicController，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。
参考文献：
[1]杨明.pLC自动化控制系统在污水处理厂中的应用[J].电子制作，2014，03：205+182.