自动化控制技术在污水处理厂的应用进展
许伟彬
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许伟彬 ,. 自动化控制技术在污水处理厂的应用进展[J]. 水资源科学研究,2021.6. DOI:10.12721/ccn.2021.157057.
摘要:
当前我国城镇化进程脚步不断加快,城市污水排放量不断增多,随着民众环保意识的逐渐提升以及国家环保监管的日趋严格,人们对污水处理的质量和效率也提出了更高要求。近些年我国科学技术发展迅速,越来越多先进设备和技术都被广泛应用于污水处理中,尤其是自动化控制技术,能够有效提升工作效率,为设备的稳定运行提供保障。本文对自动化控制技术在污水处理厂中的应用进行了分析。
关键词: 自动化控制技术污水处理厂应用
DOI:10.12721/ccn.2021.157057
基金资助:

自动化控制技术是指利用计算机、传感器、控制设备等构成控制系统,实现对污水处理厂各种设备、仪表的智能化管理,提升污水的处理质量和效率。部分国家在上世纪七十年代就已经将自动化控制技术应用于污水处理工作中,而该技术在我国起步较晚,依然还处于发展阶段,随着整体经济的发展,自动化控制技术也在不断升级中。将该技术应用于实际工作中,能够有效减少成本投入,进一步提升污水处理水平。因此,对自动化控制技术在污水处理厂中的应用进行研究具有重要意义。

1.污水处理技术的发展现状

在经济发展的作用下,我国科学技术也在不断更新换代中,工业经济发展迅速。污水处理是实现资源重复利用、环境保护、可持续发展的重要手段,当前人们对环保的要求越来越高,国家的环保监管也日趋严格,为了满足发展和法规要求,很多污水处理厂都实施了提标改造工程,提升水质的处理标准。但是就目前情况来看,自动化控制技术还并未得到全面推广,大大降低了工作效率,为了实现可持续发展,就必须要加强污水处理技术的研发力度。

2.自动化控制技术在污水处理厂的应用

2.1 PLC技术

PLC(programmable logic controller),即是可编程逻辑控制器,是一种以计算机软硬件作为重要支撑的自动化控制技术,PLC装置能够对污水处理现场进行良好控制,并且具有较强的抗干扰能力,不受恶劣环境的影响,基本可以适用于任何规模的污水处理厂中,该技术应用起来十分方便。不仅如此,PLC作为局部控制站,在应用过程中可以将各个局部站点连接起来,形成统一整体,这样一来,上位和下位机可以实现实时通讯,在规模较大的污水处理厂中,可在多个不同的地点设置现场控制站,以充分发挥PLC技术的最大应用价值。在PLC技术应用的过程中,技术人员要根据现场实际情况进行灵活调整。

2.2 DCS技术

DCS(distributed control system),即是集散控制系统,该技术将自动控制技术、计算机技术、通信技术等有效结合起来,形成自动化程度更高的控制装置,能够有效采集污水处理厂的相关数据信息,也被称为4C技术的结合体,能够对生产过程进行控制、操作、管理和监控,确保各项工作能够严格落实到位。DCS技术起源于流程工业仪表控制系统,具有较长的发展历史,当前我国科学技术发展十分迅速,该技术也得到了不断优化和更新换代,具有连续调节、连续监控的功能,在应用到污水处理厂的过程中,可以设置中央监控工作站以及多个不同的分散控制站点,从不同角度对污水处理流程和结果进行监管。当前PLC技术、DCS技术在我国污水处理厂中的应用十分广泛,也逐渐形成了完善的技术体系。

2.3 FCS技术

FCS(fieldbus control system)即是现场总线控制系统,于上世纪九十年代被广泛应用于实践,经过多年发展逐渐完善,也慢慢成为了自动化控制技术的代表。通常来说,在FCS技术应用的过程中,要和现场网络的传感器、控制器相连接,形成基本的自动化控制系统,通过网络系统再将所收集到的数据信息传递到不同的设备中,从而更好满足自动化控制要求。从本质上来看,FCS技术可以说是DCS技术、PLC技术发展的进阶版,主要会应用到现场总线技术、仪表控制系统、集散控制系统等。

2.4网络组态技术

就目前情况来看,网络组态技术在污水处理厂中的应用最为广泛,以污水处理远程组态监控方案为例,要利用传感器来收集污水处理厂现场的有关数据,通过控制器完成对数据的分类、处理和分析,再利用自动化控制系统实现对各设备的统一控制,例如鼓风机、格栅、水泵等。从网络组态技术的应用来看,能够充分收集现场数据,了解不同电气设备、污水处理设备的运行状态,从而实时对设备进行远程控制,让污水处理工作更加高效合理。

2.5 SCDAD系统

SCDAD(supervision control and data acquisition)系统主要包含三个部分,执行设备层、控制设备层以及上位监视层,每个环节都有其不同的功能,该系统的主要功能在于对数据进行全面收集,自动控制污水处理厂工作现场,以及实现对设备的远程操控,从而为有关人员提供有价值的信息数据。该系统主要是利用计算机、自动控制装置、仪表设备等实现自动化检测功能,可以有效提升污水处理工作效率,保证其质量,在先进技术的应用下,各设备在运行过程中也可以有效降低能耗,具有经济性、安全性等优势。除此之外,SCDAD在远程通信的作用下,可实现对设备的远程或本地调度,十分方便。

3.污水处理厂自动控制技术功能表现

3.1远程监控

在对污水进行处理的过程中,可以利用各种自动控制技术对工艺流程进行监视,通过计算机系统实现远程控制,从而获取各种有价值的信息数据,包括鼓风机、格栅除污机、提升水泵等主要设备的运行状态,一旦发现其中某设备存在问题,则可以立刻采取有效措施进行解决。

3.2过程控制

在自动控制技术应用时,技术人员可以通过计算机系统收集、整理、分析污水处理过程中产生的数据信息,并对工艺参数进行合理调整,或是利用三维模型来模拟后续工作的开展情况,从而让整体工作更具有效率。通常来说中央控制系统承担着多项工作任务,包括参数分配、信息管理、数据存储等;与此同时还要实现对设备的直接控制,例如超越闸门、紧急排放等;在污水处理的过程中,还需要不间断的下达指令,让污水处理工作更顺利的开展。

3.3运行监控

在总体系统中,会利用流程图的方式来表现各设备在运行中的状态,不管是从总体流程图还是从局部流程图来看,技术人员都能实时监视设备的详细运行情况,并且能够随时对设备属性、参数设定等情况进行修改。

3.4故障诊断

污水处理往往会使用到很多不同的设备,在长期使用中,各种设备不可避免的会出现故障或损坏,维修起来十分麻烦。而如果利用自动控制技术,就能够通过计算机及时了解到设备的故障信息,包括损坏部位、严重程度等。当设备出现异常时就会发出警报,提醒操作人员,从而及时开展对设备的诊断和检测维护工作。

结语:

总而言之,随着当前城市污水排放量的不断增多以及人们对污水处理提出了更高要求,在科学技术发展如此迅速的背景下,要努力提升自动化控制技术的应用范围,减少工作人员工作量,提升操作的安全性,为污水处理的质量和效率提供保障。在自动化控制技术应用的过程中,可能会面临多方面问题,但为了实现对环境的保护,要根据实际情况灵活选用技术,提升技术应用水平,以实现可持续发展。

参考文献:

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