污水处理控制系统精选(九篇)

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第1篇：污水处理控制系统范文

（贵州电子信息职业技术学院，贵州 凯里 556000）

【摘　要】结合污水处理控制系统的实际情况，以贵州某一污水处理厂的污水处理自动控制系统为主要研究对象，结合现场的实际情况和具体的控制要求，阐述了基于DCS的污水处理自动控制系统的应用

关键词 污水处理；集散控制系统；应用

作者简介：杨德校（1983.11—），男，侗族，研究生，讲师，研究方向为自动控制。

1　污水处理概述

目前污水处理的方式有多种多样，采用工业控制技术的越来越多，我国很多地方的污水处理厂都采用集散控制系统来进行控制，把厂区内的各个站点设置现场计算机和PLC，对污水处理实行自动化控制，包括污水过滤（粗格栅、细格栅）、化学反应池（絮凝剂、氯气等的投加）、沉淀池、污泥压缩、泵房机组控制等等。

1.1　污水处理技术介绍

1.1.1　手动控制

这样的污水处理方式成本较低、难度小，在一些规模不大的污水处理场所有应用；

1.1.2　半自动控制

由于成本问题等，目前中型、小型污水处理厂采用这种方式的较多；

1.1.3　全自动控制技术

这种控制方式是目前应用较为广泛的方式，也是自动控制技术的发展方向。

1.2　污水处理自动控制技术的难点

1.2.1　系统规模大

污水处理厂的规模一般都比较大，污水处理工艺相对较复杂，每个工艺站点的位置相对分散，变量多、大滞后、多回路的大系统。

1.2.2　超调量大

由于污水处理是一个批次生产的过程，污水分成批次进入化学反应池里，每一批次进水，给控制带来了一定的困难，每一次进水都有一个切入问题。每一个批次的控制过程时间相对较短，系统刚刚稳定，控制过程就结束了。

1.2.3　连锁控制

污水处理工艺中，前后每一道工序间存在着互锁关系，有的传感器存在较大误差、之后以及价格较贵等一系列问题，这些问题都会影响控制系统的实时性和精度。

1.2.4　高能耗问题

污水处理厂所使用的设备都是高能耗、大功率的设备，在设计控制系统时需要考虑设备的合理配置使用、设备的保护以及节能问题。

1.2.5　其他问题

除了上述难点外，还有工作环境恶劣、大滞后问题、网络通信等问题。

2　集散控制系统

DCS即集散型控制系统（distributed control system），主要技术基础是4c技术即：计算机技术（computer），通信技术（communication），控制技术（control）图形显示技术（CRT）。其有一个工程师站，至少有一个操作员站，至少一个现场控制站，一条系统网络。DCS系统是通过某种通信网络将分布在工业现场附近的现场控制站和控制中心的工程师站及操作员站等连接起来，以完成对现场生产设备的分散控制和集中管理。

3　集散控制系统在污水处理中的应用

3.1　污水处理集散控制系统的组成

项目污水处理厂DCS系统的设计主要考虑以下两个方面：

（1）根据污水处理设计工艺的相关参数、数学模型、控制目标、测量值与设定值等等来对系统各处理单元的功能和工艺控制过程进行详细系统的分析，然后根据分析来对系统中各单元以及工艺控制过程进行分解，从而得到处理工艺过程控制的整体构想；

（2）根据干扰源的振幅来确定对于的工艺过程控制任务，包括工艺过程稳定、工艺过程优化以及工艺过程保护，协调好各个单元相互之间的关系，以便于确定整个处理工艺的控制过程，从而实现对整个处理系统的控制。

图1所示的DCS系统由两台上位机、两个远程I/O口以及三个下位现场控制站组成。系统采用的监控软件是西门子公司的WINCC组态王软件。硬件部分采用西门子公司的S7-300系列的PLC。DCS系统主要由以下几个部分组合而成：FCU（现场控制单元）、人机接口、通信技术。

3.2　污水处理系统

项目系统污水处理厂第一步采用通用的格栅加上旋流沉砂的工艺，用于去除掉待处理污水中的泥沙和杂质；第二步的生化处理则采用奥贝尔氧化沟的污水处理工艺，第三步的污泥处理我们采用先加药后用带式压滤机压缩脱水的工艺，其系统工艺的流程如图2所示。

项目系统污水处理厂的污水处理预处理段分为四部分，第一为粗格栅井、第二为污水提升泵房、第三为细格栅井、第四为旋流沉砂池，通过预处理，可以把待处理污水中的塑料袋、砂粒、果皮纸屑和树枝等杂物去除掉。

进入处理区的污水经过粗格栅后，较大的塑料袋、水瓶、树枝和泡沫块等杂物会被粗格栅去除掉，这些杂物送到压榨机压榨后外运，经过初次过滤的污水就进入下一阶段：污水提升泵房。

污水提升泵房里面安装有超声波液位计，用于测量液位高低，有液位高低来确定污水泵的工作状况。从污水提升泵房提升出来的污水流入细格栅井，进行进一步处理。

从污水提升泵房出来的污水进入细格栅井，细格栅井设置有两条栅道，相对于粗格栅，细格栅的间距和宽度都要小很多，污水流经细格栅后，较小的纸屑、树叶等就被拦截住。细格栅还配套设置了液位差传感器，用于测量栅前栅后的液位高低，并由此来控制设备的运行。

细格栅井出来的水进入两座旋流沉砂池，旋流沉砂池与细格栅配套。旋流除砂机安装在对应的旋流沉砂池里，旋流除砂机把砂水进行分离，这样就把污水中的砂粒给去除掉，更进一步的把水清洁。

本项目系统分成三个控制层：远程监控层、集中控制层和现场控制层三个部分。现场控制层主要包括现场的控制电柜、传感器和仪表等等设备。现场控制层在整个系统中处于最底层，主要负责控制现场设备的运行以及监控和检测信号等工作，同时与集中控制层通信，把采集到的信息及时传递到集中控制层，集中控制层把控制指令传送到现场控制层，实现对现场设备的远程监控。

4　结束语

本项目所采用的DCS系统自动化程度很高，但与实际的控制要求相比还是存在一些不足之处，随着社会的发展，控制要求以及工艺操作的要求进一步提高，在自控系统方面的自动化程度的设计还需要进一步加强，本文还存在以下一些问题需要进一步改进。

（1）系统的整体性能需要进一步完善，提高控制的精度和管理的工作效率，创造良好的条件来增强污水处理的自动化水平。

（2）本系统能够及时发展问题并能够迅速报警，但对于系统的少数故障不能进行正确有效的判断，需要加入人工元素，在以后的类似的系统设计中需加强，这样使得系统的可靠性更高。

（3）对系统的网络扩展力度还有待进一步加强。

参考文献

［1］伊学农．污水处理厂运行与设备维护管理作[M]．化学工业出版社,2011,02.

［2］何衍庆.集散控制系统原理及应用[M].化学工业出版社,2009,06.

［3］唐磊.DCS系统在污水处理装置自动化控制中的应用[D].济南:山东大学 ,2010,03.

第2篇：污水处理控制系统范文

关键词：污水处理 S7-300PLC 软件仿真

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）11-0002-03

1 引言

随着工业的不断发展和城市人口的急剧增加，大量工业和生活污水未经处理流入江河湖海，使环境和饮用水被严重污染。因此，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。为确保污水处理工艺和设备能长期安全可靠地运行，采用西门子S7-300PLC1可编程控制器和智能检测仪表组成下位机，上位机采用工业计算机，实现对现场设备的监控。该系统集过程控制和科学管理于一体，具有可靠性高、控制性能优越、管理功能完善等优点，对指导工艺及设备的正常运行，提高自动化控制和管理水平发挥了重要作用。

主要工作是通过PLC的编程完成整个污水处理过程的自动高效运行，通过PLC与上位机以及现场的布线使其能根据污水处理每个阶段的控制理量的变化自动完成相应的处理动作，从而保持污水处理的各项指标达到用户设定的要求。

2 污水处理工艺流程

污水处理厂从主污水管道而来的污水进入格间，由粗格栅和细格栅将污水中体积较大的污物除去。进而流入进水泵房，该处应为全厂区标高的最低处，进水泵房底部放置大功率潜水泵，主要用于将污水提升到高处的旋流尘沙池，以使污水只靠重力作用流经其余的处理阶段。旋流尘沙池将污水中的砂子分离出来，经过旋流砂池的污水靠重力进入生物池，生物池为厌氧/好氧生物反应池，经过生物的作用，将有机物质分解。然后污水通过污泥泵池进入二级沉淀池，经过刮泥桥的运动，池上面的浮渣进入浮渣井中，池下部的污泥由真空泵吸出并送到污泥均质池。经过二次沉淀处理后的污水通过管道自流到消毒渠道，经紫外线消毒达到标准，经过处理的污水经管道自流到附近的河流。污水处理的工艺图如（图1）。

3 控制系统总体方案

各个控制池之间采用分布式I/O ET200进行通信连接，并由PROFIBUS总线连接至单片机的CPU模块。CP342-5是S7-300系列的PROFIBUS通信模块，可以作为DP主站或从站，但是不能同时作为主站或从站，且只能在S7-300的中央机架上使用。CP342-5与CPU上集成的DP接口不一样，其对应的通信接口区不是I区和Q区，而是虚拟的通信区，需要调用CP通信功能FC1和FC2。系统各部分之间的连线以及通信线路连接如（图2）所示。

4 控制系统硬件设计

本设计选用西门子的S7-300PLC进行污水处理的控制。通过对设计要求分析得到需要的数字量输入为65；数字量输出为65；模拟量输入为38；模拟量输出为24。基于此选择CPU型号为CPU314。CPU314使用于要求高速处理和中等I/O规模的任务。它可以装载中等规模的程序，其每1KB二进制语句执行的时间为0.3ms。CPU314内置24KB的RAM，其装载存储器为内置40KB的RAM，可用扩展卡扩展装载存储器，最大容量可为512KB。最大可扩展512点数字量I/O或64路模拟量通道。

CPU314的操作系统是事件驱动的用户程序扫描过程。CPU响应事件，操作系统自动调用该事件的组织块OB。CPU314可以调用128个功能块FB，128个功能调用块FC，127个数据块DB，OB、FB、FC、DB的容量均不大于8KB。此外，有34个系统功能块SFC集成在操作系统中供用户调用，有9个系统数据块SDB装载S7-300的系统参数，这些参数可用STEP7组态软件输入。

4.1 I/O模块的选择

由于CPU314型PLC主机不存在数字量的输出模块，因此需要扩展数字量的输出模块。由于数字量输出的点数为65，因此选用3个数字量输出模块SM322。SM322将S7-300内部的信号电平转换成过程所需要的外部信号电平，同时有隔离和功率放大的作用。可以直接驱动电磁阀、接触器、小型电机、灯和电机启动器等，输出的电流的典型值为0.5～2A，负载由外部现场提供。其主要的技术特征为：额定电压24 V DC；输出点数32点晶体管；与总线采用光耦合隔离；最小输出电流5mA；功率9W。

4.2 硬件组态及参数设置

在PLC控制系统设计的初期，首先应根据系统的输入、输出信号的性质和点数，以及对控制系统的功能要求，确定系统的硬件配置。对于S7-300来说，如果SM、FM和CP的块数超过8块，除了中央机架外还需要配置扩展机架和接口模块。本设计利用SIMATIC管理器STEP7进行硬件的配置工作（图3）。

5 程序设计及仿真

以污水处理的应急池为例说明设计过程：

（1）显示要求：①COD：显示范围2000～8000mg/L，监测频率2小时/次；由于传感器采集的COD数值为模拟量，需要模拟量输入模块SM331；显示的数值同样为模拟量因此需要用到模拟量输出模块SM332。监测频率为两小时，需要用到保持型延时接通定时器SS_ODTS。COD的数值显示范围在2000～8000范围内，8000的对应的二进制数值为“1111101000000”共13位，因此选用的模拟量输入模块的类型为AI8×14Bit，表示8通道的14位二进制输入；同样输出模块选择类型为AO4×16Bit。②氨氮：显示范围0～200mg/L，监测频率2小时/次；同样需要模拟量输入模块SM331和模拟量输出模块SM332，以及保持型延时接通定时器SS_ODTS。③PH值：显示范围0～14，需要模拟量输入/输出。

（2）控制要求：根据PH计显示数据，控制加碱量，调节应急池出水PH在6～9。需要用到比较器，当PH值小于6时接通控制电机往应急池中加减；当PH值大于9时控制电机往应急池中加水。

5.1 程序设计

设计说明：COD的输入数据存放在PID256中，输出数据存放在PQD260中；氨氮的输入数据存放在PIW264中，输出数据存放在PQW266中；PH值输入值存放在PIB268中，输出值存放在PQB269中。

（1）程序结构

OB1为主程序，负责调用控制程序FB1，FB2。DB1、DB2、DB3为FB1型数据块，DB1为COD显示控制的数据块，DB2为氨氮显示的控制数据块，DB3为PH值显示的数据块。FB2为PH控制的功能块（图4）。

（2）OB1程序设计（图4）

5.2 控制系统仿真

仿真界面如（图5）所示。选择RUN-P模式，为可编程运行方式，CPU扫描用户程序，既可以用编程装置从CPU中读出，也可以由编程装置装入CPU中。用编程装置可以监控程序的运行。

在仿真界面插入IB0、QB0、IB268。其中IB0表示可以设置节点I0.0-I0.1的值；QB0表示Q0.0-Q0.3对应的输出值；IB268用以设置PH值，以二进制形表示。如（图5）所示，假设PH值为13（对号表示导通），则Q0.0与Q0.2接通。

当定时器计时时间达到2小时时刻，COD和氨氮的数据传输到输出设备（绿线表示导通，下同）（图6）。

当MW200的值即PIB268中的值也就是检测的PH值设置为4时，由于小于6则Q0.3控制的电机转动向应急池中加碱（图7）。

当MW200的值即PIB268中的值也就是检测的PH值设置为13时，由于大于9则Q0.2控制的电机转动向应急池中加水。以保证PH值控制在合理的范围内（图8）。

6 结语

本文在研究污水处理的基本工艺流程的基础上，设计了以PLC为主控制器的污水处理控制系统。针对某种控制要求编写了相应的程序段，对控制系统进行软件设计并仿真，结果表明PLC的控制过程的优越性。PLC控制系统可靠性高，抗干扰能力强；功能完善，适用性强；维护方便，易于维护等一系列特点使其在更多场合得以应用。

参考文献

[1]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，2003.6.

第3篇：污水处理控制系统范文

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.

第4篇：污水处理控制系统范文

关键词：工业控制系统；自动化系统污水处理

Abstract: this paper mainly introduces the present sewage disposal automation the composition of the system, analyzes the core of as the PLC controller and communication network selection and overall solutions, specified the sewage treatment plant automation system application, and finally analyses the sewage treatment plant automation system of improvement and development.

Keywords: industrial control system; Automation system sewage treatment

中图分类号： U664.9+2文献标识码：A文章编号：

引言

人类对水资源的需求以惊人的速度扩大和日益严重的水污染蚕食大量可供消费的水资源。目前城市生活污水处理已经受到各地政府和许多研究人员的关注。为了提高污水处理的效果和管理，实现污水处理自动化控制是关键。当前我国污水处理自动化控制还比较初步，有待于迸一步的提高和完善。

1.污水处理的意义及现状

中国水资源人均占有量少，空间分布不平衡。随着中国城市化、工业化的加速，同时近年来江南水乡出现严重干旱，水资源的需求缺口也日益增大。在这样的背景下，污水处理行业成为新兴产业，目前与自来水生产、供水、排水、中水回用行业处于同等重要地位。虽然由于国家和各级政府对环境保护重视程度的不断提高，中国污水处理行业正在快速增长，污水处理总量逐年增加，城镇污水处理率不断提高。降低运营成本，提高污水处理率，一直是污水处理行业面临的最现实的问题。

采用计算机技术、跟踪经常变化的水处理情况，检测不同时间的水质指标数据，在计算机上动态现实，对这些数据进行分析处理，并记录下来，以备在需要的时候查阅。通过分析数据趋势走向，随时调整个设备及工艺过程参数，使其达到优化控制状态，经济运行，节省能耗。采用计算机代替人工操作，减少事故，保证安全，降低劳动强度，节约人力，甚至可以完成许多人工难以完成的任务，提高运行的可靠性。

3.工业污水处理系统特点：

3.1高可靠与高稳定性：环形冗余以太网方案的出现则保证了系统更高的可靠性，单一点的链路中断不会造成网络通讯的中断；而控制器网络作为OMRON专用的，能在CS系列PLC或上位工控机之间建立灵活方便的传送和接收大量数据的工厂自动控制网络，与自控系统在通讯方面有极高的稳定性。充分体现了集中管理分散控制的原则，也保证了高可靠与高稳定性。与此同时，omron基于工业以太网的FINS（FactoryInterfaceNetworkService）通讯服务（FINS通讯服务功能），即使在通讯负担较大的环境下，仍可保持高稳定性的通讯效果。除网络部分外，自控系统通过下列技术与工程措施，也确保了系统的长期稳定可靠运性：整个系统选用符合工业级标准的成熟定型产品；PLC模块具有自诊断（检错）与容错功能；PLC控制柜内具有完善的抗干扰及防雷等技术措施；中控室及现地控制站设备均具备供电冗余功能；即使在上位机发生故障或通信中断时，现地控制站亦可以在手动模式下独立完成基本局部控制；

3.2高扩展性：工业以太网具有向下兼容性。对于双绞线或光纤介质，如果将传输速度从10Mbps提升到100Mbps，在大多数场合不需要改变现有的布线，只需更新网络设备即可。同样，如果将本系统主干网从100Mbps以太网提升到千兆以太网，只需升级网络传输设备，而无需重新铺设光缆；

3.3开放性：系统对用户是开放的。设备的增减、控制方案的选取、系统的扩缩与维护等，用户都可以在广泛的设备环境下便利地自己完成。所有硬件接口，软件协议全部按开放性的标准设计、编制。此外OMRON串行口的协议宏功能，使得开发方不需要编写专门的通信程序与第三方设备进行通信，原则上OMRONPLC能和任何带RS-232C，RS-422或RS-485接口的设备进行通信。

3.4操作的实用性：组太软件和编程软件都是全中文界面，丰富的图画功能，使用户清晰的了解污水处理厂各工段的运行情况，故障报警点的分支细节，使操作员仅通过鼠标便可各种指令或换画面；用户还可通过上位机的网络访问网络内任一节点的数据，梯形监控工具亦可以监控工业以太网甚至控制器网络内各站PLC梯形图程序，而不需要现场操作，实现真正的无缝连接。

4.污水过程自动控制系统

格栅控制、水泵控制、沉砂池控制、鼓风机控制、生物反应池控制和脱水机控制等6个自动控制系统构成了自动控制系统的最重要部分。它们由各自相应的PLC监控工作站进行监控，通过网络对全厂的工艺系统进行调节管理。某一部分出现故障，现场报警信号立即通过网络反馈到中心控制室，通过打印机将故障的具体信息打印出来，并根据实际情况进行操作，实现方便，快捷，准确，实时。

4.1格栅控制系统

格栅按预定时间周期可自动开启，并按设定时间运行；亦会根据格栅前后的设定水位差（该水位差值直接反映格栅堵塞情况）自动开启，以保证格栅正常工作。我们可以将格栅调为现场手动或自动模式。在自动模式下，格栅将根据预定的时间周期及设定的水位差进行工作，自动清污，螺旋输送器将一起联动，将污物排除。中心控制室可以设定为远程手动或自动控制模式。

4.2水泵控制系统

按水泵池的液位控制水泵，按预定的次序逐台开启。上一台水泵不够用时，开启下一台水泵，备用泵最后启动。根据水泵的运行时间自动将水泵轮换为启动泵或备用泵，使各水泵的运行时间均等。

对每个泵的控制，有现场手动控制和远程控制两种模式。

4.3沉砂池控制系统

沉砂池有闸门、浆叶分离机、吸砂泵、砂水分离器等设备。设备之间存在连锁关系，在上位机发出启动指令后，浆叶分离机先连续运转，吸砂泵在浆叶分离机运行时按程序自动定时启停，砂水分离器与砂泵同步启动，延时停机。

4.4鼓风机控制系统

鼓风机系统的主要任务是为反应池曝气提供充足、稳定的气量。鼓风机控制系统根据设定的总管参数、自动测量的鼓风机房总管压力实际值，通过PLC中的PID控制器进行计算、比较，并输出一定的参数，再通过开（停）鼓风机或调节鼓风机的开度，控制鼓风机出风量。

4.5生物反应池控制系统

生物反应系统的任务是通过培养微生物，并将微生物与污水充分接触，去除污水中的有机物，还具有除磷脱氮功能。生物反应池控制系统有两种运行方式：

4.5.1固定运行方式。以固定运行时段的运行方式为基础，各段运行时间可调，实际运行时刻灵活调节。该方式为主要运行方式。

4.5.2仪表参数控制运行方式。主要利用氧化还原电位的变化率，来确定和调节生物反应的时间。该方式工艺运行较为精确，但对仪表的可靠性和稳定性要求很高。该方式为补充运行方式。

4.6脱水机控制系统

脱水机系统包括污泥脱水生产线、絮凝剂输送泵、进泥泵和脱水机等设备。当储泥池中的泥位、水池水位、药罐药量符合开机要求时，脱水机控制系统自动启动污泥脱水生产线，自动调节进泥量，并根据进泥量的测量值和药、泥比例设定值自动调整进药量。

5.结论

污水处理自动化系统早在20世纪80年代已引入我国，总体上网络是安全、可靠、经济适用的，但随着科学技术的不断发展，传统污水处理自动化系统所存在的缺点也越来越明显。如早期的DH+网络具有系统不开放、可集成性差的缺点，有时必须是与网络设备相同厂家的自控设备才可以链入网内，具有一定的局限性；网络传输速率低、信息集成传输能力差；只具有生产层，缺乏网络管理系统，网络的可管性和可操作性差，缺乏远程诊断及维护的功能。

参考文献：

[1]惠鸿忠.污水处理智能监控系统的开发研究.天津:天津科技大学.2005

[2]钱孟康.欧美城市给水排水处理技术考察和比较.2001.1期:34.26

[3]周双印.DCS集散型控制系统及工业控制技术的最新进展.导弹与航天运载技术.2003.3期:57.62

第5篇：污水处理控制系统范文

[关键词]自动化控制系统 污水处理 应用

中图分类号：X703.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）23-0139-01

引言

近年来，我国的工业得到了不断发展，虽然工业发展促进了我国经济发展和社会进步，但是也带来了一定的弊端，导致各种污染问题越来越严重，尤其是水体污染问题。由于水污染的问题越来越严重，采用以往传统的污水处理方式对水污染进行处理，已经不能满足社会的需求。因此，在水污染的处理过程中，应该加大各种新型技术的应用，将自动控制系统应用到水污染处理中，以提高处理效率。

1.自动化控制系统的组成和特点

1.1 自动化控制系统的组成

自动化控制系统是一种在计算机基础上发展起来的控制系统，其主要由信息处理、数据采集和自动控制方面等组成。其中数据采集主要是收集各种污水处理的信息，信号处理系统对收集的信息进行分析和处理，然后将分析结果传导到自动控制系统上，自动控制系统就能够对污水处理进行自动控制，同时对污水的处理情况进行检测。在这个过程中，如果出现了故障，报警系统还会报警，解决故障，最终提高污水处理的效果和效率。

1.2 自动化控制系统的特点

自动化控制系统就是将控制设备、主计算机、检测元件、执行器件等通过网络连接起来，通过计算机进行集中控制。自动化控制系统主要有硬件部分和软件部分两个部分组成。其中硬件部分主要为计算机和网络系统等，为了实现自动化控制，计算机一定要具备对各种信息的快速处理。在网络方面，应该开放和标准的工业网络，以提高自动控制和管理的效果。对于自动化控制系统的软件部分，包含了自动化控制系统的各种功能模块，对于复杂的数学算法，也能够采用高级语言完成。另外，在软件方面还可以使用一些自定义的功能模块或者特定的功能模块，以提高效率[1]。

2.自动化控制系统在污水处理中的应用

2.1 对污水处理的过程控制

自动化控制系统运用到污水处理中，之所以能够有效提高污水处理的效率和效果，主要是由于自动化控制系统能够对污水处理的过程进行控制。自动化控制系统对污水处理过程的控制，主要体现在对污水处理全过程的流程控制、工艺参数控制。在以往的污水处理过程中，工作人员需要到工作现场进行勘查，对各种工艺参数是否正常进行判断。而自动化控制系统，可以通过计算机对各种工艺参数进行统一分析，不仅能够采集到各种污水处理的数据，同时还能够对污水处理的现场设备的运行状况进行分析和控制，通过计算机控制就可以开启或者关闭某一些现场设备，从而实现自动控制[2]。对于污水处理的过程控制，控制的内容主要包括数据的采集和储存，同时还要对采集的数据进行分析，最终根据分析结果进行调度和管理。在这个过程中，所有的控制都是有中央系统统一控制的，因此能够减少工作人员到现场控制的困境，通过中央控制系统就能够轻轻松松控制整个污水处理的运行和停止，对于污水处理过程中发生的一些紧急事件，也能够直接通过计算机进行控制。通过对污水处理的过程控制，能够有效提高污水处理的效果，改善水质。

2.2 对污水处理的在线监视

在以往的污水处理控制过程中，由于需要工作人员深入到污水处理的现场对各种设备和工艺等进行实际操作，因此对于很多设备的运行是否正常、污水处理的效果是否良好等都不能进行实时控制，而是只有发生事故或者处理完之后才能对污水处理的效果进行评估。而采用自动控制系统，就可以对污水处理的过程进行在线监控和实时监控。自动控制系统具有在线监视功能，通过这个功能模块，就可以清楚地通过计算机观看和了解污水处理的动态工艺流程图，所有现场设备的运行情况也能够清楚的显示在流程图上，对于中药的工艺参数，当其发生变化时，也能够显示出来，实现对污水处理流程的在线监视。在在线监视过程中，如果发现工艺流程或者工艺参数、设备等存在着异常的情况，也能够通过系统进行干预。

2.3 对污水处理的故障诊断和报警

在污水处理的过程中，设备的运行稳定性非常重要，只有保证所有的设备都能够正常稳定运行，才能保证污水处理的效果。而自动化控制系统中的故障诊断和报警就是保证设备稳定运行的有效措施。自动控制系统还可以对污水处理过程中的故障进行诊断和报警，系统具有故障诊断功能和报警功能。在污水处理的流程中，并不能保障所有的设备运行状态都处于最佳，因此设备故障是不可避免的，只能采取一定的措施减少。当设备发生故障时，通过自动控制系统就可以显示出来，然后寻找故障的发生部位，并进行报警。故障诊断和报警系统不仅仅是发现故障，还能够有效解决各种故障[3]。对于污水处理过程中的故障，故障诊断系统还能够对一些简单的事故进行分析和调整，保证系统能够稳定运行。系统在对故障进行报警时，会显示出报警的画面，从而提示操作人员对故障进行处理。

3.结语

将自动控制系统运用到污水处理中，可以对污水处理进行自动化控制，加强对污水处理过程的控制和在线监控，同时对故障进行诊断和报警。在以后的发展中，应该加强自动控制系统对污水处理回用、低能耗污水处理以及污水处理剩余污泥的无害化和资源化的方向研究，同时还应该建立污水生物处理模型，使污水处理中的复杂问题有效解决。

参考文献

[1]马希虎. 自动控制系统在污水处理中的应用研究[J]. 时代报告：学术版， 2015，17（2）：232-233.

第6篇：污水处理控制系统范文

关键词：污水处理；控制系统；PLC

中图分类号：U664.9+2 文献标识码：A

随着国民经济建设的快速发展，各级政府对环境保护更加关注，各地陆续新建了一批污水处理厂。这种新建的污水处理厂根据自身的特点，对控制系统的性能和价格提出了新的要求。

银川市第五污水处理厂针对生活污水处理特点，经过多次考察研究，最终采用比较先进的污水处理工艺实现对污水的处理过程的自动控制。此工程一期建设规模为5万立方米/日，概算投资11063万元，工艺采用卡鲁塞尔2000氧化沟，服务面积14.28平方公里，服务人口13.6万人，工程于2010年4月开工建设，2011年11月投入试运行。

1.引言

随着我国环保事业迅速发展，工业废水、生活污水的净化处理成为当务之急。近年来随着自动化技术、设备及在线监测仪表的发展，使得对污水处理的自动化成为可能。同时对污水处理工艺进行自动化监测和实时控制是提高污水处理效率，降低加药量、降低能耗的关键。

污水处理厂为集成自动化的一个生产过程，全过程依靠自动化系统控制。中央控制室设在污水处理厂综合办公楼内，内设管理计算机，通过集中监控管理级计算机模拟屏与设在下面车间的高可靠PLC控制站相连，完成污水处理厂的控制系统。

如今污水处理厂一般采用以PLC为核心的工艺过程自动化监控系统，实时控制鼓风机、水泵、电动阀等设备及反应段时间，曝气时间、强度等，使水质达到国家规定的排放标准。

2.污水处理厂工艺流程简介

水是一种非常珍贵的资源，世间万物都离不开它。然而，水资源的年平均总量是一定的。其中，可利用的水资源只占总数的三分之一。如果水质受到污染，那么就没有清洁的淡水可以使用了。因此，要保证水资源的可持续利用，解决水污染问题是关键。

随着中国经济的发展和人民生活水平的提高，必然对环境质量提出更高的要求。解决好水污染问题，对污水处理后进行排放，是生态环境保护以及为人们营造舒适生活的重要环境。而污水处理做为一个与人民生活息息相关的产业越来越受到人们的关注和重视。

污水处理是一种连续的生化反应过程，有氧化沟工艺、AO、SBR、CASS等众多不同的处理工艺。氧化沟是一种首尾相连的的循环流曝气沟渠，又名连续循环曝气池，是活性污泥法的一种变型。此工艺由于其出水水质好、运行稳定、管理方便等技术特点，已经广泛应用于生活污水和工业废水的治理中。

随着氧化沟工艺的发展，目前在工程应用中比较有代表性的形式有：多沟交替式氧化沟及其改进型、卡鲁塞尔氧化沟及其改进型、奥贝尔氧化沟及其改进型、一体化氧化沟等。它们都具有脱氮除磷功能，其工艺流程短、占地面积小，建设费用低，运转费用省；管理简单，运行可靠，污泥产量低，污泥性质稳定的特点。本文主要探讨的是卡鲁塞尔氧化沟工艺在本工程中的应用。

各地区污水处理厂均按照无人值班、少人值守的方式进行设计，采用以计算机监控系统为主，常规控制为辅的监控方式。在中央控制室设置2台上位计算机，通过以太网与PLC构成工业计算机网络。通过自控系统在污水厂的应用，为设备的安全、经济、可靠运行提供了保证；同时降低了运行成本，生产的控制过程更高效、可靠，提高了生产自动化水平；操作人员的劳动条件得到了改善，同时提高了劳动生产效率。

3.PLC在污水处理控制系统中的应用

可编程控制器是在计算机技术、通信技术和继电器控制技术的基础上发展起来的，最初叫做可编程逻辑控制器，即PLC。现今已经广泛应用个各个领域。它以微处理器为核心，用编写的程序不仅可以进行编辑控制，还可以定时、计数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入、输出控制机械设备或生产的过程。

污水处理厂的过程控制都有一个共同的特点，就是开关量多，模拟量少。以逻辑顺序控制为主，闭环回路控制为辅，因此，编程逻辑控制器在污水处理中得到广泛的应用。

随着全球能源紧张和对自动化程度要求的提高，我国的污水处理厂必然向着无人值守方向发展。目前PLC在其稳定性、高自动化程度加强，使得PLC成为污水处理厂的首选。

3.1工程概况

银川市第五污水处理厂一期建设规模为5万立方米/日，概算投资11063万元，工艺采用卡鲁塞尔2000氧化沟，服务面积14.28平方公里，服务人口13.6万人，工程于2010年4月开工建设，2011年11月投入试运行。出水各项指标均已达到并优于设计出水水质要求。

3.1.1设计出水水质

污水处理厂设计进水水质为BOD5≤180 mg/l、 CODcr＜450 mg/l、SS≤200 mg/l、 NH3-N≤35 mg/l、TP≤5.0 mg/l，出水水质为BOD5≤20mg/l、CODcr≤60mg/l、SS≤20mg/l、NH3-N≤8（15）mg/l、TN≤20mg/l，TP≤1.0mg/l，达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级B标准。

3.1.2工艺流程

该市污水处理厂在工艺上选择采用具有良好氧硝化能力较强的常规氧化沟工艺，二沉池采用具有良好沉淀效果的方形平流式沉淀池。

3.2 卡鲁塞尔氧化沟脱氮除磷工艺

3.2.1传统的卡鲁塞尔氧化沟工艺

卡鲁塞尔氧化沟是1967年由荷兰的DHV公司开发研制的。它的研制目的是为满足在较深的氧化沟沟渠中使混合液充分混合，并能维持较高的传质效率，以克服小型氧化沟沟深较浅，混合效果差等缺陷。至今世界上已有850多座氧化沟系统正在运行，实践证明该工艺具有投资省、处理效率高、可靠性好、管理方便和运行维护费用低等优点。卡鲁塞尔氧化沟使用立式表曝机，曝气机安装在沟的一端，因此形成了靠近曝气机下游的富氧区和上游的缺氧区，有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉降，设计有效水深4.0－4.5米，沟中的流速0.3米/秒。BOD5的去除率可达95%－99%，脱氮效率约为90%，除磷效率约为50%，如投加铁盐，除磷效率可达95%[1]。

3.2.2.单级卡鲁塞尔氧化沟脱氮除磷工艺

单级卡鲁塞尔氧化沟有两种形式：一是有缺氧段的卡鲁塞尔氧化沟，可在单一池内实现部分反硝化作用，使用于有部分反硝化要求，但要求不高的场合。另一种是卡鲁塞尔A/C工艺，即在氧化沟上游加设厌氧池，可提高活性污泥的沉降性能，有效控制活性污泥膨胀，出水磷的含量通常在2.0mg/l以下。以上两种工艺一般用于现有氧化沟的改造，与标准的卡鲁塞尔氧化沟工艺相比变动不大，相当于传统活性污泥工艺的A/O和A2/O工艺。

3.2.3 合建式一体化氧化沟

集曝气、沉淀、泥水分离和污泥回流功能为一体，无需建造单独二沉池的氧化沟。这种氧化沟设有专门的固液分离装置和措施。它既是连续进出水，又是合建式，且不用倒换功能，从理论上讲最经济合理，且具有很好的脱氮除磷效果[2]。

一体化氧化沟除一般氧化沟所具有的优点外，还有以下独特的优点：

①工艺流程短，构筑物和设备少，不设初沉池、调节池和单独的二沉池；

②污泥自动回流，投资少、能耗低、占地少、管理简便；

③造价低，建造快，设备事故率低，运行管理工作量少；

④固液分离效果比一般二次沉淀池高，使系统在较大的流量浓度范围内稳定运行。

3.3自动控制系统的功能

为了提高处理效率，减轻工人的劳动强度，保证设备正常运行，PLC控制系统具有生产过程自动控制、实时监控、实时管理、实时在线监视、故障显示报警、联锁保护、自动生成报表等基本功能。

3.3.1控制方式的选择

整个系统该设计为两种控制，中心控制和站点控制，在中心控制和站点控制系统中均可对各个设备进行手动或自动选择，手动操作方式为人的介入提供了灵活性，同时为系统的维护提供了便利。

3.3.2在线监视功能

1.实时监控。在中控室内可以对现场过程的参数、阀位状态、各种报警信号的动态进行实时监测、处理和记录。包括对工艺图的切换、工作流程的自动监测、显示运行设备的工作电流等。

2.实时管理。对管线工艺资料及处理数据进行归类，分别放入历史数据库进行管理。主要包括显示管线状态参数、实时记录操作过程、设置操作级别，用户账号和密码。

3.3.3联锁保护功能

每个控制环节都有若干台泵和相关电磁阀组成，一台泵出现故障就可能损坏其它泵出现故障。为了防止上述情况发生，我们必须设计联锁保护功能，这样只要控制一个环节就会控制相应的整个系统。

3.3.4自动生成报表功能

为了将污水处理情况记录下来，由计算机控制通过打印机设定的时间打印一些重要的数据和图，以供运行人员参考。

总之，通过PLC控制系统在污水处理厂中的应用来看，该控制系统完全能够满足生活污水处理功能的要求，提高处理效率，降低工人劳动强度和运行成本，体现了污水处理厂的科学化、现代化水平。

结语由此可见，污水处理是一个多参量、多任务、多设备且具有随机性、时变性和耦合性的复杂系统。因此污水处理特别适合由智能计算机监控与综合管理系统来进行现代化管理，使之安全可靠地运行。

参考文献

第7篇：污水处理控制系统范文

[关键词] 污水处理；PLC自动控制系统；系统应用

【中图分类号】 X703 【文献标识码】 A 【文章编号】 1007-4244（2013）09-190-2

城市水污染的处理，一直是城市建设工程中最重要的任务，但是到目前为止，虽然已经投入了大量的人力物力，可整体效果还是不怎么明显，没有达到理想的要求，这其中，固然有人员工作不精心的问题，但更大的问题，还是技术方面的欠缺。人的精力毕竟有限，尤其是在城市污水的处理工作上，工作人员不可能时时刻刻的对所有的污水进行逐一的检查处理，自然，工作上就会有些难免的疏漏。这个时候，就需要我们引进更为先进的技术，将城市污水的处理机械化自动化，弥补工作人员工作上的不足。于是，为了满足人民对于用水量的需要，以及高效的处理好城市的水污染问题，近几年来，我国部分城市的污水处理厂开始使用方便高效的PLC自动控制系统，并且，取得了不错的成效。

一、PLC自动控制系统的结构

针对于城市污水处理厂的特殊性，所引用的自动控制系统必须要具有成熟可靠以及经济这两点基本要求。城市的污水处理直接关系到城市居民的生活环境和身体健康，所以，所引用的技术一定要成熟，可靠，不能拿居民的身体健康来搞研究，渐渐完善其系统技术，同时，所引用的技术一定要经济，不能因为费用太大而得不偿失。综合种种原因，这个时候，PLC的优势就体现出来了。

PLC自动控制系统主要分为上位监视级和下位控制级，监视级由一台实用工控机和一台备用工控机以及一台打印机组成，实时监视整个现场的所有的工作站的工作状态，还可以按照一定的规划，定时定位的或是随机的打印记录现场的运行数据，随时传给技术操作人员，供操作人员监视各个工作站的生产情况并加以控制。

（一）一级控制站，污泥脱水机房工作站。该工作站的主要任务是负责采集水厂进水水质数据，随时根据水厂的进水水质来调整格栅系统、旋流沉砂系统以及污泥浓缩系统的系统设备的工作状态，同时对每个系统的工作状态数据进行采集，控制设备的运行，进行第一步的污水处理工作。

（二）二级控制站，鼓风机房工作站。该工作站的主要任务是负责采集CASS池的水质数据，随时监视搅拌系统、滗水系统以及曝气系统的系统设备的运行状态，对其工作数据进行采集，随时根据数据的变化来调整系统设备的工作状态。

（三）三级控制站，曝气生物滤池工作站。该工作站的主要任务是负责采集曝气生物滤池水质数据，同时对二次提升系统、曝气系统以及反冲洗系统的系统设备的工作状态进行随时监视，随时采集系统设备的工作状态数据。控制设备的运行，保证该工作站的正常工作。

（四）四级控制站，V型滤池工作站。该工作站的主要任务是负责采集V型滤池水质数据，同时对反冲洗系统、出水系统的系统设备进行监视，随时采集系统设备的工作状态的的数据，然后根据数据所提示的信息，随时调整设备的工作状态，保证过滤工作的完美完成。

通过以上的四级工作站，外加上其他的一些基础设备的辅助，在PLC自动控制系统的控制下，污水处理厂就可以保质保量的完成对城市污水的处理工作，既不需要太大的人力物力的投入，也不需要工作人员投入太大的精力，可谓是完全的突破了传统的污水处理技术，开拓了城市污水处理的一个新局面。

二、PLC自动控制系统的工作流程控制

PLC自动控制系统的控制器的组态编程采用的软件是Wondware，它具有强大的PLC接口和通信协议，支持实时的网络数据以及高效完整的监控语言和函数集，使其在数据采集、实时监测和过程控制系统中得到了广泛应用。如图所示的PLC的自动控制系统的子程序：格栅、提升泵房、旋流沉砂池、CASS池、二次提升泵、曝气生物滤池、V型滤池等的编写，就是靠这款软件。

在这些子程序中，每一个子程序都是一个独立的工作体系，有着自己的工作控制方案。其中，第一层的格栅系统主控对象为格栅机组、螺旋输送机以及超声波液位计，可在计算机上设置启停液位或者设定运行周期来进行操作和控制。第二层的提升泵是根据液位的高低来自动控制启停，同时，提升泵具有备用系统，以便故障的时候仍能够自动进行工作，不耽误污水的流程处理。第三层的旋流沉砂系统主控对象为搅拌器、罗茨风机和砂水分离器，控制搅拌器、风机和砂水分离器的运转，一般情况下，其运转都是通过工程师来设定其固定的运行时间，以保证其自主运行工作。第四层的CASS池系统操作周期主要分为四个步骤：曝气阶段、沉淀阶段、滗水阶段以及闲置阶段，由于CASS池系统涉及的工作流程比较多，所以，其蕴含的每一个子程序都要根据其具体的工艺要求，编写每一阶段的控制子程序。自第五层以后则比较简单，第五层的曝气生物滤池系统中曝气风机为24小时运转，每天中午12点更换一台风机，反冲洗系统控制主要是控制反洗风机、反洗泵以及阀门来实现反冲洗的功能。这段子程序的编写，相对来说还是比较简单，整体的工作也是比较容易控制的。最后一层的V型滤池系统，它的自动控制主要是滤池的自动反冲洗功能，子程序控制的主要设备有反洗泵、反洗风机、阀门以及仪表工艺参数，每两天进行一次反冲洗，来保证整个污水处理工作的收尾。

三、结束语

相对于我国传统的城市污水的处理方法而言，PLC自控控制系统的应用可谓是取得了突破性的改变，不仅减轻了工人的劳动力，而且，还在大大的降低成本的情况下，可靠的、高效的解决了城市污水的处理问题，妥善的解决了以往我国城市污水处理难的尴尬现象。

参考文献：

[1]雷乐成.水处理新技术及工程设计[M].北京：化学工业出版社，2006.

第8篇：污水处理控制系统范文

关键词: PLC 污水处理 自动控制

Solution of Automation System Base on PLC in yuhang Waste Water Tr eating Company

Abstract : This paper mainly introduces the component and function of automation system used by Sewage Treatment Company and how to use PLC to achieve automation control on whole company, as well as the issues and their solutions which have been met in the process of implementing the system. And the usage of the automation system can also save money and increase the efficiency of sewage treatment.

Key words: PLC ； waste water treating ； automation control

中图分类号：U664.9+2文献标识码：A 文章编号：

近年来，污水处理厂已成为各个城市最重要的基础设施之一。尤其是中小城市，新建或扩建污水处理厂已成为当地政府改善人民生活水平的头等大事。而随着自动化技术、计算机技术的不断发展、完善，污水处理厂的自动化水平也相应提高。目前在污水处理行业中多采用PLC进行现场控制[1]，上位计算机进行运行工艺参数显示及设置的SCADA系统控制模式，本文以杭州余杭水务有限公司余杭污水处理厂为例进行系统组成、功能等介绍。

1 污水处理厂的污水处理工艺介绍

杭州余杭水务有限公司余杭污水处理厂污水处理量6万吨，厂区工艺有污水一级处理、污水深度处理及污泥脱水三大工艺。

污水一级处理由粗格栅、提升泵房、细格栅、旋流沉砂池、厌氧池、氧化沟、二沉池、污泥泵房组成。污水深度处理对经过一级处理后的污水进行深度处理，达到国家一级A排放标准。

深度处理由曝气生物滤池、活性砂滤池、消毒接触池组成。

污泥脱水是对污水中的污泥进行处理的工艺，由污泥泵房、贮泥池及污泥脱水机房组成。

2 基于PLC的自控系统

随着技术的创新和不断发展，污水处理厂的自控系统发挥了越来越重要的作用，管控一体化技术不断在污水处理厂实现和发展。光纤以太环网技术已经成为主流，具有速度快，扩展性好，兼容性好等优点，下图本厂自控系统结构图。

PLC采用施耐德公司的ModiconPremium系列PLC，在曝气生物滤池分站配有触摸屏，以方便操作人员的现场操作。中控室设有4台操作计算机，其中两台为全厂工艺控制计算机，相互备用；另外两台为曝气生物滤池控制计算机，也相互备用。中控室计算机操作系统为WindowsXP，监控软件选用itouch，调度中心后台数据库选用SQL Server2003，已完成对工艺运行状态参数的数据存储，并根据需要生成相应的报表。

3 监控功能

系统采用中控室集中控制、控制柜手动控制及现场手动控制三级控制方式。在现场为远程控制时，中控室可以集中控制，当现场为手动控制时，中控室只作为监测而不能控制。在中控室，由itouch二次开发成强大的生产监控控制系统，实现对各工艺生产过程的数据采集，并通过友好直观的画面显示出来。主要可实现

（1）画面动态显示现场设备的运行状态，各工艺的运行参数。

（2）各工艺参数历史趋势的显示。

（3）实时报警显示，历史报警查询。

（4）各种报表的生成及打印。

（5）各控制参数的设置。

（6）各设备的自动，中控启/停操作。

4 控制实现

4.1 PLC1中控室分站

中控室分站主要负责控制活性砂滤池，回用水泵，出水仪表间，标准排放口控制及数据传输。活性砂滤池有4台搅拌机，6组滤池，3台空气压缩机及空气干燥机。4台搅拌机根据进水量通过频率调节控制搅拌强度，滤池通过控制气管电磁阀控制滤池的开停。通过控制储气罐压力合理安排3台空气压缩机的自动开停，使储气罐压力在标准范围之内。标准排放口前安装2台回用水泵，一台变频一台工频。变频根据工艺要求设定为压力控制方式[2]。通过PID调节提升回用水管中的压力，使管道压力在设定的要求。出水仪表间数据通过PLC1上传数据，可以在监控计算机监测到出水水质。

4.2 PLC2进水泵房分站

进水泵房分站主要负责控制粗、细格栅，进水提升泵，旋流沉砂设备的控制。

4.21粗、细格栅控制

通过对粗、细格栅的控制实现污水杂物的捞取。为保证格栅在不被阻塞的前提下尽量减少耗电量必须根据工艺要求尽量减少格栅的运行时间。因此，可根据格栅前后的液位差，判断格栅的阻塞情况对格栅进行启停操作。还可根据设定的间隔时间及运行时间对格栅进行控制。通过人机界面可对格栅运行方式(时间、液位差)及运行液位、停止液位、运行时间、间隔时间等工艺参数进行设定。

4.22提升泵的控制

污水厂提升泵房内共有4台提升泵、2台变频泵(一用一备)、2台工频泵。变频泵可根据工艺要求设定为液位控制方式和流量控制方式[2]。在流量控制方式下，通过PID调节提升泵出口流量，使出口流量在设定流量范围内。在液位控制方式下，由于提升泵房蓄水量很大，当进行液位调整时，势必出现液位响应缓慢，从而引发变频泵频率的振荡。在这种情况下，传统的PID调节方式将无法进行控制。考虑到实际情况及对工艺的理解，编制程序使变频泵频率变化不仅依赖于实际液位与设定液位的差值，而且将液位的变化率也作为一项控制依据。根据工艺实际情况修改设定液位差及相应的设定变化率后，液位在整个调节过程中没有出现大的振荡，运行良好。在自动方式下，当变频泵频率超过设定高限时应该启动一台软启动泵，同时将变频泵频率降到初始值，以保证液位或流量不会出现振荡。反之，当变频泵频率低于设定低限时停止一台软启动泵，同时将变频泵频率升高到初始值。

4.23旋流沉砂控制

旋流沉砂系统主要是根据时间进行控制，鼓风机、洗砂阀、提砂阀、砂水分离器根据工艺设定的间隔时间及运行时间自动启停。

4.3 PLC3，PLC4氧化沟分站

第9篇：污水处理控制系统范文

关键词：污水处理厂；曝气过程控制；控制性能评价；应用

良好的污水处理工艺自动控制系统，既能保障污水处理厂设备连续稳定运行，又可实现节能降耗在工艺升级改造中得到关注和应用。由于我国城市污水处理厂活性污泥法曝气供氧能耗占全厂总能耗的60%以上，因此，如何控制好曝气过程，确保污水处理厂的稳定运行和节能降耗具有重要的意义。

1 污水处理厂概况

某污水处理厂，采用二级生化处理加深度处理工艺，处理能力为10万m d，采用改良型同步脱氮除磷工艺，每组包括预缺氧区、厌氧区、缺氧区和好氧区。其中好氧区为接近完全混合状态的氧化沟型，由5根空气干管和阀门控制5个曝气区域。该污水处理厂出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》9（GB 18918―2002）一级A排放标准。

2 曝气系统控制性能评价方法

2.1在线数据来源

从中央控制系统的数据库中以5min为间隔，选取溶解氧浓度、气体流量等实时动态数据；由污水处理厂提供工艺运行数据和出水水质数据。实时动态数据采用统计分析方法，通过计算平均值和相对标准偏差等指标，反映曝气控制系统的性能和运行状况。

2.2 性能评价指标

曝气系统的性能评价指标应满足数据易获取、计算简单、可横向比较等要求。本文从溶解氧控制效果、能耗水平和工作效率3个方面衡量曝气系统的性能。

2.2.1溶解氧控制效果

溶解氧控制效果指标包括均值偏差和相对标准偏差。均值偏差指溶解氧仪实际读数的平均值偏离溶解氧设定值的大小，反映控制系统的准确度；相对标准偏差指溶解氧仪读数标准偏差与实际读数平均值的比值，反映控制系统的精确度。计算公式如下：

3 结果和讨论

3.1出水水质影响

曝气控制过程主要影响生化系统COD和氨氮的去除。由于COD的利用途径多，且去除COD的异养菌在活性污泥中浓度与活性较高，所以一般情况下，可溶性COD比氨氮更早降解完全。因此，本文主要讨论曝气控制对出水氨氮的影响。

3.2溶解氧控制效果

根据实施曝气过程控制系统前后半个月的溶解氧变化情况，数据来源于好氧池在线溶解氧仪表（HACH，0～20 mg L），5min 间隔的在线数据。可以看出，在控制以前，溶解氧波动范围比较大，在0.5～6mg L变动；实施控制系统以后溶解氧被控制在一个更稳定的范围，在0.5～2.5mg L变动.因此，曝气过程控制系统可以达到溶解氧稳定控制的目标，避免了溶解氧波动造成活性污泥微生物生存条件的剧烈变化。

3.3能耗水平

3.3.1气水比

根据实施曝气过程控制前后，气水比的变化情况，计算数据分别来源于气体流量计（E+H，0～3000m h）和超声波流量计（E+H，0.75m s）。可以看出，曝气系统将溶解氧控制在1.0～1.5mg L后，气水比为1～2平均值为1.34±0.17，低于控制前的气水比1.61±0.22和A O 工艺的常见值3～4。这说明通过控制曝气，达到了降低污水处理曝气强度、节约气量的效果。

3.3.2曝气单耗

实施曝气控制后，鼓风机曝气单耗在0.07～0.17KW・h m内变化平均，值为（0.096±0.021）KW・h m，低于控制前的曝气单耗（0.120±0.029）KW・h m，也低于A O工艺的常见值0.267KW・h m。这说明通过曝气过程控制，能够在工艺优化的基础上进一步降低曝气能耗。

曝气单耗直观表达了处理单位体积污水的能量消耗，是衡量曝气过程控制的定量指标。曝气单耗的影响因素包括进水污染物浓度、曝气设备的充氧性能、总风机效率等。进水污染物浓度越高，需氧量越大；曝气设备的充氧性能越低，需要风机提供的风量也越大，曝气单耗也就升高。同时，风机的运行效率也是影响曝气单耗的关键因素，总风机效率越低，损失的能量越多，曝气单耗就越高。

4 影响工程实施效果的因素分析

通过该污水处理厂实际运行曝气控制系统的情况来看，影响系统性能的主要因素包括风机选型、阀门性能、进水负荷和在线仪表的质量等。

4.1风机选型

鼓风机是整个曝气控制系统的核心设备，若鼓风机选型不合理，风机风量与曝气强度不匹配，将导致实际工况与最优工作点之间差距较大，造成能耗浪费。

4.2阀门性能

阀门的性能决定了曝气系统PID副回路的控制质量。常用的工业阀门都具有良好的理想特性曲线，但在实际工作中，由于管道阻力和水深压力的存在，工作曲线往往发生畸变。

该污水处理厂10根空气干管阀门就发生了不同程度的畸变，其中有四个阀门最严重。实际工作曲线已进入阻塞流状态，开度在低于10%和高于50%时基本不能改变流量，导致阀门可调节区间变小，曝气控制效果减弱。因此，良好的阀门控制性能是曝气控制系统正常运行的保证。

4.3进水负荷

进水负荷的快速和大幅度变化会影响曝气过程控制的效果。 由于泵的启停是离散变化，造成的进水冲击负荷会让生化处理的需气量迅速升高，鼓风机加大供气量，但溶解氧反应具有一定的延迟性，因此容易出现溶解氧的超调现象。因此，需要增开1台泵后，控制系统调节气体流量逐渐升高，但溶解氧仍出现较大幅度震荡。

4.4在线仪表

曝气控制系统的正常运行依赖于在线仪表（如解氧仪、水质仪表等）的准确可靠读数，因此在线仪的质量和日常维护工作会影响到控制系统的性能现。针对污水处理的特性，应该选择响应快、测量准确、抗污染能力强的仪表，如选用新型的LDO溶解氧仪。同时还应加强定期维护，包括每天巡视、每月清洗探头、每季度标定仪表等，保证在线仪表正常工作。

5 结论

综上所述，本文阐述了曝气控制系统在实际污水处理厂应用的效果，从某污水处理厂运行效果可见，控制系统能够实现溶解氧浓度的稳定控制，保障出水稳定达标，降低曝气单元的能耗。同时，对于污水处理厂优化曝气控制系统的设计和运行具有借鉴意义。

参考文献