導(dǎo)語：污水處理智能化電氣控制分析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1高效污水處理工藝

微絮凝與活性污泥法相結(jié)合，是當(dāng)前污水處理高效工藝的主要技術(shù)。在生化處理時(shí)，污水會(huì)先進(jìn)入到前置的反硝化區(qū)域內(nèi)，10%左右的進(jìn)水會(huì)流進(jìn)前置池內(nèi)，再進(jìn)入到厭氧池、后置反硝化池、好氧池分別進(jìn)行生化處理，最后進(jìn)入到二沉池內(nèi)。這種反應(yīng)裝置可以采取內(nèi)分流與外分流兩種處理機(jī)制，好氧池中的出水流即內(nèi)回流污水，會(huì)從好氧池中進(jìn)入到后置硝化池與厭氧池；外回流污水則是污泥回流池內(nèi)的出水流，會(huì)返回到前置反硝化池內(nèi)，停留20-30h后，通過生物處理，將進(jìn)水中有機(jī)物所包含的硝態(tài)氧全部去除，消除硝態(tài)氧對(duì)于厭氧池的不利影響，保證厭氧池能夠穩(wěn)定處理。這一工藝使用了乙酸鈉、PAC和PAM兩種絮凝藥劑，整個(gè)系統(tǒng)由粗細(xì)格柵、沉砂池、污泥回流池、高密度沉淀池、高效過濾池和紫外消毒池等構(gòu)筑物組成，大幅提高了污水處理效果，并能夠與超濾反滲透處理工藝結(jié)合使用，從而實(shí)現(xiàn)中水的二次循環(huán)利用。

2污水處理智能化電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的與要求智能化控制系統(tǒng)需要能夠自動(dòng)控制污水處理全部環(huán)節(jié)的操作，如進(jìn)水、混合、攪拌、分流、清污、出水等；需要做到實(shí)時(shí)采集、挖掘、分析各類傳感器與測(cè)定儀的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，能夠結(jié)合各環(huán)節(jié)工藝參數(shù)與裝置運(yùn)行參數(shù)，通過模式辨識(shí)與優(yōu)化，合理調(diào)整裝置運(yùn)行狀態(tài)直至達(dá)到最佳要求，確保各裝置的運(yùn)行效率、運(yùn)行效益與處理質(zhì)量，并能夠在線診斷各種常見工藝故障，最后完成自修復(fù)。2.2總體設(shè)計(jì)方案通過PLC控制系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)集散型自動(dòng)控制系統(tǒng)，由設(shè)備層、控制層、監(jiān)控層與系統(tǒng)層組成，TCP/IP工業(yè)以太網(wǎng)負(fù)責(zé)完成PLC與第三方設(shè)備的通信連接，現(xiàn)場(chǎng)PLC與遠(yuǎn)程IO運(yùn)用PROFIBUS–DP標(biāo)準(zhǔn)總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。PLC與中控室計(jì)算機(jī)則通過光纖單環(huán)網(wǎng)完成高速度、大容量、實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)交換。2.3上位機(jī)設(shè)計(jì)上位機(jī)由工業(yè)級(jí)PC機(jī)組成，界面軟件語言使用VISUALBASIC進(jìn)行編制。使用分色動(dòng)態(tài)化模式將澄清水路、污水路等顯示在計(jì)算機(jī)上，以便于工作人員能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握電機(jī)與閥門的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，能夠根據(jù)故障狀態(tài)，切實(shí)解決運(yùn)行問題。在計(jì)算機(jī)上能夠?qū)H值、流量、溶解氧、溫度等參數(shù)以直方圖的形式顯示出來，通過鼠標(biāo)控制其分布與放大，將各參數(shù)1h、1d甚至1個(gè)月之內(nèi)的曲線圖全部顯出來，從而使曲線圖更為立體化，更便于同時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。人機(jī)交互畫面使用MCGS軟件開發(fā)，MCGS內(nèi)部設(shè)置有變量數(shù)據(jù)庫，通過該數(shù)據(jù)庫能夠完成MCGS和下位機(jī)之間的變量轉(zhuǎn)換。MCSG數(shù)據(jù)庫可以建立多個(gè)變量數(shù)據(jù)庫，開關(guān)量、字符串以及模擬量等都可以包含在其中，通過該軟件組態(tài)畫面就能夠?qū)LC中的各種內(nèi)在信息實(shí)時(shí)顯示出來，以便于中控室上位機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。如，在數(shù)據(jù)庫中以“一號(hào)提水泵自動(dòng)”命名其開關(guān)量狀態(tài)變量，再將“一號(hào)提水泵自動(dòng)”數(shù)據(jù)庫與其PLC所使用的對(duì)應(yīng)輸入端口相連接，在MCGS與PLC完成連接后，設(shè)備連接中的“一號(hào)提水泵”通道鏈接就與該端口完成了連接，最后將該系統(tǒng)變量與其相應(yīng)的畫面控件相連接，就能夠?qū)σ惶?hào)提水泵進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。該變量數(shù)據(jù)庫也同時(shí)存儲(chǔ)了各類故障信號(hào)變量，當(dāng)設(shè)備、儀表數(shù)據(jù)等出現(xiàn)異常和故障時(shí)，就會(huì)在連接過程中發(fā)出報(bào)警信號(hào)。2.4PLC控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)由PLC組成，可以與中控室、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行雙向通訊，完成總體邏輯控制，確保污水處理能夠滿足工藝要求。在選擇PLC時(shí)，要先準(zhǔn)確判斷能夠滿足控制要求的I/O、A/D數(shù)量，確保設(shè)計(jì)最優(yōu)化。選擇合適的PLC及適配電源模塊，根據(jù)準(zhǔn)確的I/O數(shù)目，選擇合適的數(shù)字輸入模塊，通過該模塊將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字信號(hào)電平有效轉(zhuǎn)換為適宜于PLC識(shí)別的內(nèi)部信號(hào)電平，再輸入到緩沖器中，以便于CPU采集和處理。選擇合適的數(shù)字量輸出模塊，通過該模塊將PLC數(shù)字信號(hào)有效轉(zhuǎn)換為外部設(shè)備所需要的數(shù)字量信號(hào)，以此作為繼電器、閥門、接觸器和指示燈等設(shè)備的驅(qū)動(dòng)負(fù)載。選擇合適的模擬量輸入模塊，將輸入后的模擬量A/D有效轉(zhuǎn)換為適宜于CPU識(shí)別的二進(jìn)制數(shù)字量，并等待CPU采集與處理。選擇合適的模擬量輸出模塊，CPU采集輸出的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)將使用該模塊進(jìn)行模擬量轉(zhuǎn)換并輸出。最后由PLC所使用的編程軟件進(jìn)行硬件組態(tài)、參數(shù)設(shè)置、模塊診斷與過程監(jiān)控。2.5下位機(jī)下位機(jī)即各種智能控制儀器、量表、PID調(diào)節(jié)器，是控制系統(tǒng)的重要組成部分，能夠長(zhǎng)期保存一系列完整參數(shù)。下位機(jī)的各種智能控制儀表是整個(gè)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)，要確保這些智能儀表具有良好的抗干擾性能。下位機(jī)主要由粗、細(xì)格柵的液位差計(jì)、進(jìn)水管的電磁流量計(jì)、調(diào)節(jié)池的PH計(jì)、澄清池的液位機(jī)、攪拌機(jī)、泥位機(jī)、刮泥機(jī)、懸浮物測(cè)量?jī)x等儀器、加藥站的加藥計(jì)量泵、污泥處理池的污泥泵、脫水裝置、液位計(jì)及液位傳感器等裝置、厭氧池的電位在線測(cè)定儀和溶解氧在線測(cè)定儀、好氧池的污泥濃度計(jì)、二沉池的泥位計(jì)、清水池的液位機(jī)、回流管道出水管的流量計(jì)、回水泵進(jìn)出口的電動(dòng)閥與止回閥、出水池的PH計(jì)、污泥濃度計(jì)以及COD測(cè)定儀等組成。2.6無線數(shù)據(jù)傳輸線路PH值、污泥濃度、溫度、COD、水量等指標(biāo)均由智能儀表檢測(cè)，儀表檢測(cè)后輸出的信號(hào)可以使用專門的信號(hào)隔離器，并將其輸出的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，再使用單片機(jī)控制器進(jìn)行檢測(cè)處理，將RXDP3�0和TXDP3�1連接到使用的無線通信模塊串口，就能夠?qū)⒅悄軆x表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行無線傳輸。單片機(jī)的選擇要滿足A/D數(shù)目要求。2.7PID控制PID調(diào)節(jié)器會(huì)對(duì)攪拌機(jī)和回流泵等裝置的電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保處理工藝最優(yōu)化。主程序讀取設(shè)定值后，以A/D轉(zhuǎn)換模塊對(duì)模擬量的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)與數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，在比較采樣值和設(shè)定值之間的差值后，使用PID調(diào)節(jié)策略準(zhǔn)確計(jì)算調(diào)節(jié)量后，再由PLC和變頻器、步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行通信，將調(diào)節(jié)量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的頻率與電機(jī)信號(hào)后，由中斷程序調(diào)用相應(yīng)的功能模塊控制變頻器的頻率與步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而控制各個(gè)裝置的運(yùn)行狀態(tài)。2.8PLC控制程序設(shè)計(jì)PLC控制器編程軟件包含了部分子程序模塊，將這些子程序設(shè)計(jì)為相應(yīng)的功能模塊，在CPU啟動(dòng)時(shí)，操作系統(tǒng)需要初始化環(huán)境變量與各項(xiàng)模擬量，將這部分工作設(shè)置為一個(gè)功能模塊；初始化工作結(jié)束后，包含主程序模塊，該模塊負(fù)責(zé)編寫主程序，以調(diào)用各個(gè)功能模塊；初始化模塊，負(fù)責(zé)環(huán)境變量、各個(gè)模擬量及參數(shù)的補(bǔ)始化工作；報(bào)警模塊，負(fù)責(zé)存放各種儀器與數(shù)值的異常和故障報(bào)警信號(hào)；PID功能模塊，負(fù)責(zé)存放PID控制策略所計(jì)算出的各個(gè)調(diào)節(jié)量，能夠發(fā)揮對(duì)攪拌機(jī)、回水泵、回流泵、加藥計(jì)量泵的轉(zhuǎn)速與頻率的調(diào)節(jié)控制功能；中斷循環(huán)程序模塊，是通過固定時(shí)間的間隔循環(huán)完成PID功能模塊的運(yùn)行組織工作。在CPU開始運(yùn)行后，首先要調(diào)用初始化模塊，完成初始化工作，之后循環(huán)調(diào)用主程序模塊。

3結(jié)語

污水處理智能化電氣控制系統(tǒng)是城市污水處理自動(dòng)化的必然發(fā)展趨勢(shì)，根據(jù)污水處理站的運(yùn)行規(guī)模、裝置參數(shù)等選擇合適的PC機(jī)、PLC機(jī)、單片機(jī)、通信模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、智能儀表、PID調(diào)節(jié)器，運(yùn)用合適的腳本語言、程序語言編寫相應(yīng)的人機(jī)交互界面與PLC控制程序，能夠使處理站各個(gè)裝置、儀表根據(jù)設(shè)定的參數(shù)運(yùn)行，并自動(dòng)發(fā)出故障與異常警報(bào)，使問題處理更為及時(shí)，降低了處理成本，提高了運(yùn)行效率、污水處理質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)性。

作者:史衛(wèi)華 單位:淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院