污水处理厂自动控制系统
姓名：褚金鹏学号：101824103
摘要：随着中国经济的发展和人民生活水平的逐步提高。必然对环境质量提出更高的要求。污水智能控制技术渐渐应用到污水处理工艺过程监测过程当中，并且取得了相当好的效果，既节省了人力资源又节约了能源，有着广阔的发展前景。文章主要论述污水厂的自动化系统的结构形式以及数据监控系统在处理厂自动化监控的基础上实现处理厂全自动化控制管理。
关键词：城市污水处理自动化系统监测结构方式
Sewage treatment plant automatic control system Name: Chu jin peng Number:101824103
Abstract: with the development of Chinese economy and the gradual improvement of the people's living standard. Necessary quality put forward higher request to the environment. Sewage intelligent control technology is gradually applied to the process of sewage treatment process monitoring, and has achieved fairly good results, is to save human resources and save energy, with broad prospects for development. The paper mainly expounds the structure forms of sewage factory automation systems and data monitoring system on the basis of the treatment plant automation monitoring implementation treatment plant automatic control management. Key words：Urban sewage treatment Automation system monitor Structure moder
随着城市发展以及人民生活水平的提高，城市污水排放量也在逐年增加，这给城市环境造成了严重污染，基于此需求，各地都在积极建设污水处理厂，以实现城市可持续性发展、美化和治理城市环境。
中国环保力度的加大，使中国的水污染控制重点，从工业点源为主的控制，逐步转变为以城市污水污染为主的控制。近年来，各地相继将先进的工艺及设备引进国内，在提高工艺设备技术水平的同时，随着计算机与自动化控制技术的发展以及各种继电器、传感器等电气设备的改进和发展，城市污水处理的自动控制也正进入计算机智能化控制阶段，结束了以往城市污水处理全部用人工或简单的
电器控制的落后局面[1]。本文以一个污水处理厂为例，结合工艺流程，介绍污水处理厂实施自动化控制的解决方案。
1 工艺流程
根据工艺流程及构筑物的地理分布，依据“实用、可靠、经济、先进”的原则，采用“集中管理、分散控制”模式建立经济可靠的现场监测、过程控制和计算机管理一体化的系统[2]。利用网络通讯实现信息、资源的共享和“现场无人值守、总站少人值班”的目标。污水处理自动控制系统是采用自动化技术、通讯技术、计算机技术、网络技术、数据库技术、图形显示技术构建成的综合自动化远程监控系统[3]。污水处理自动控制系统不仅要求具有良好的安全性、可靠性和稳定性等基本要求，还应考虑系统操作与维护的方便性，并能在传统的自动化控制系统的基础上，加入以优化处理效果和节省运行费用为目标的优化控制。
1．1 污水处理工艺
目前，污水处理的方法一般以生物处理法为主，辅以物理处理法和化学处理法。常用的污水处理工艺有以下几种：传统活性污泥法。传统活性污泥处理法是一种最古老的污水处理工艺[4]，其污水处理的关键组成部分为曝气池与沉淀池，污水中的有机物在曝气池停留的过程中，曝气池中的微生物吸附污水中的大部分有机物，并且在曝气池中被氧化成无机物，然后再沉淀的浓度，沉淀池中，微生物絮体下沉，经过一段时间后，就可以输出清水，同时为了保持曝气池中污泥的浓度，沉淀池中经过沉淀后的一部分活性泥需要回流到曝气池中。
1．2 污泥处理工艺
污水生物处理过程中将产生大量的生物污泥，有机物含量较高且不稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，若不妥善处理和处置，将造成二次污染[5]。
污泥处理工艺采用机械浓缩、机械脱水方案，处理后的污泥含水率均能达到80％以下。而污泥稳定的常用工艺包括：厌氧消化、好氧消化、热处理、加热干化和加碱稳定。由于后三种直接稳定处理工艺的投资与运行费用较高，国内污水处理厂鲜为采用。由于受技术力量和经济性的限制，现在的污泥处理方法大多采用填埋的方式，一是比较成熟，同时具有投资和运行成本较低、管理操作方便，
其优点是处理容量大、见效快等诸多优点，这也是污泥填埋处置为目前国内采用最广泛的原因。
1．3 控制难点
污水处理所涉及的控制系统规模较大，系统工艺流程复杂，各工艺过程地理位置较为分散，是一个多变量、多同路、大滞后、非线性的复杂系统。由于污水处理控制系统具有较大的超调量、控制过程短暂、工序存在互锁关系等特点，而某些检测在线参数的检测仪器存在滞后、误差等问题[6]，从而导致控制的实时性和精度难把握。为此需要研究污水控制对象的特性，选择合适的控制参数，保证其控制质量。污水处理涉及到一些生化反应过程，如污水的曝气过程，是一个大滞后的过程，选择既保证控制效果又不能太过于复杂的控制策略是一个重要的研究问题。对于大功率设备节能也是必须考虑的问题。在污水处理的控制系统中存在网络通信，如何实现较高的通信速率和通信质量，开放性的通信接口，建立完整、可靠的综合自动化系统，也是有待研究发展的问题。
2 主要设备
污水处理厂的设备均采用三级控制方式，即现场控制方式、MCC控制方式和微机控制方式。目前，以MCC控制为基础，PLC控制为主导的控制方式始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用[7]。
2.1 粗格栅、细格栅、提升泵房的设备控制
粗格栅、细格栅的控制分为现场控制和远程控制两种模式。远程控制模式由PLC和上位机实现，包括微机手动和微机自动，而微机自动控制方式为：①水位差控制方式，通过格栅机运行液位差计的测量值用来反映格栅阻塞程度，并传输到PLC控制器，进行分析计算。当液位差超过预设的数值，控制格栅运行；②时间设置控制方式，在上位机的RSVIEW组态软件中设置格栅机运行时间和停机时间，经PLC控制器的程序运算指挥MCC对格栅机进行控制。
提升泵运行控制以远程控制为主。污水处理厂暂时设1个中途提升泵站，泵站设有1个PLC工作站与厂内主站联络[8]，距污水处理厂约3～4 km。为实现进水提升泵的远程自动控制安全、可靠，水位测量和提升泵的流量测量和数据分析、
