自动控制系统在污水处理中的应用探讨

随着我国经济的快速发展，科学技术的不断进步，自动化技术的研究也取得了很大的进展，自动化技术开始越来越多地被运用到人们的日常生活中，在污水处理方面，也开始引进自动化技术。随着我国城镇化金进程的不断加快，污水处理问题成为一个急需解决的问题。当前阶段，治理污水的主要目标已经不再是污水处理排放达标，而是更进一步地实现实现对水资源的再生和利用。随着我国人口的增长，工业化进程也在不断加快，人们的日常生活和工业生产的过程中产生的大量污水，已经开始威胁到人们的身体健康状况。所以，要通过对先进的自动化技术的有效运用，去改善人们的生活环境，保障人们的身体健康。

1  国内外在污水处理过程中运用自动化控制系统的近况

在污水处理自动化控制技术在国外发展的比较早，因此国外对这项技术了解的这项技术的研究也更加地透彻、全面，在技术层面具有明显的优势。西方国家的很多污水处理厂在多年以前就已经把计算机技术运用到了污水处理工作中，更甚者有的国家已经可以做到不用留人值班，只需要机器设备进行自动控制污水处理流程的地步。大概在上个世70年代，美国的一些污水处理厂就已经可以运用计算机控制加药过程。还有一些污水处理厂运用计算机技术控制加钒过程，很大程度上地降低了每年钒的消耗量。与此同时，污水的水质也得到了很大程度上的改善，有效地提升了污水处理的效率。除了美国的污水处理厂之外，还有德国柏林的污水处理厂、日本东京、大阪等地的污水处理厂，都在很早以前就实现了运用计算机技术控制污水的处理过程。污水处理自动化控制技术发展到如今这个阶段，取得了很多成就，控制系统的自动化程度和过去相比，得到了很大程度上的提升，像一些美国的许多大型污水处理厂，安装了能够覆盖整个厂区范围的整套集散控制系统，对污水处理过程实行多环路控制。

我们国家的污水处理自动化控制技术和国外相比发展的比较晚，因此，与国外的发达国家的污水自动化控制技术相比落后许多。目前，我国在污水处理方面发展的现状是，由于投入的资金不足，技术人员的专业能力薄弱，很多的小型污水处理厂仍旧延续着过去的污水处理方式，采用着手动控制的方式，通过人工进行取样、分析，以及同样是人工去操作那些机器设备的运行。这种人工操作的污水处理过程，会造成控制的精确度很低，经过处理后的水质也不够稳定。除此之外，国内也有很多大型的污水处理厂成套的给自己厂内引进国外先进的污水处理设备以及专业的技术工艺、各种用于检测的仪器仪表以及自动控制系统和相应地软件。国外的这些先进设备的技术先进，自动化的程度高，能够稳定地运行，保障处理后的水质能够达标。我国在污水处理的自动化控制方面的技术发展水平和西方发达国家相比还比较低，仍旧存在着很大的不足之处，这也使得我国污水处理方面的发展陷入了瓶颈。

2  PLC自动化控制系统的简要阐述

2.1  PLC自动化控制系统的定义

PLC简单来说指的是一种可以进行编程的具有逻辑性的控制器。从本质上讲，PLC控制系统就是一种存储器，但是它除了你能够用来存储，还具有着一些其他的功能。比如说，它还可以定时，执行基本运算程序以及进行逻辑运算等等。PLC具有的可以编程的独特性，可以让使用者利用数字编程输入指令，去有效控制机械设备以及各种生产流程。

2.2  PLC自动化控制系统的工作流程

PLC自动控制系统在实际进行运行的过程中，主要由三个阶段组成，分别是:采样录入、执行操作、完成刷新等三个阶段。首先来看一下第一个阶段，采样录入阶段。在这个过程中，PLC控制系统主要是通过扫描条形码来进行数据的采集工作，然后对采集的数据展开分析，最后把采集的信息数据录入保存。在第二个阶段，执行操作的过程中，PLC控制系统将会执行使用者发出的指令，而且PLC系统能够做到结合输入的数据自动调节顺序执行命令，在执行完命令后，可以直接进行结果的验证，有利于明确使用者的命令。第三个阶段，完成刷新指的是PLC控制系统对执行完命令之后产生的结果进行刷新。

3  自动化控制系统在污水处理中的应用

PLC自动化控制系统中的控制器具有十分强的控制能力，在污水处理系统中运用PLC自动化控制系统可以有效地提升污水处理的效率，保障各种污水处理设备能够安全稳定地运行，减轻操作工人的工作强度。PLC自动控制系统在污水处理中的应用主要有以下三个方面:（1）不用人工操作，可以实现自动控制，能够对污水处理的进程，进行实时的监督和管理；(2)机器设备发生故障，能够及时地预警；(3)自动生成各种数据报表。

3.1  能够在线实时监视污水处理的进程

由于工控机的后台是和计算机相连接的，所以计算机界面上能够显示出工控机检测到的各种信息。除此之外，计算机界面上还能够显示出各个污水处理设施的运行状态，各类仪表器械采集到的各种数据，主要的工艺参数的变化，这些都能够从计算机界面上观察到。相关操作人员能够通过一台计算机检测到整个污水处理流程的运行情况。

实时监控主要是监控污水处理过程中各种设备的运行情况，污水处理的流程以及各种污水处理设备的负载情况。在中心控制室中有能够检测到污水处理过程中各个部分设备的运行情况的工艺流程图，操作人员可以根据需要，实时切换到不同的工艺流程中实时监测，充分掌握每个设备所处的运行状态。在自动控制系统的中心控制室中，还能够显示出某一特定时刻的具体数据并进行记录，还能够检测到各种阀门的状态，操作人员还可以在中心控制室中实时监测到系统的各个部分的情况。

3.2  发生故障，可以及时报警

污水处理的过程中，需要用到大量的机器设备，当把PLC自动控制系统运用到污水处理过程中时，污水处理系统一旦发生故障，PLC自动控制系统能够通过报警界面向操作人员发出警示信号，而且PLC自动化控制系统开始自主地进行故障排除。当排除了污水处理系统的故障之后，与这次故障有关的信息数据还被记录下来，保存；当没有把故障排除的时候，系统将会给工作人员提示引起故障出现的原因以及出现故障的部位。

3.3  能够自动生成各种数据报表

污水处理厂中的管理工作主要是把每一天污水处理的工艺路线相关资料以及过程中生成的数据分门别类，分别储存在各自对应的历史数据库中。PLC自动控制系统能够按照时间顺序的先后记录特定时间段内进行的所有操作流程，并且改进可以把记录到的数据储存进提前设置好的数据库中。在对污水处理过程实行实时管理的过程中，系统会详细地记录污水处理过程中的每一个操作步骤以及每完成一个操作步骤之后，系统的各种参数的变化情况，在处理好每一阶段的污水处理任务之后，PLC自动控制系统会自动把这一阶段进行污水处理的过程中产生的各种数据进行分析整理，然后生成各类报表，借助计算机上面安装的自动打印机，将生成的报表打印出来。

4  结语

随着社会不断地向前发展，人类对各种能源的需求也越来越大。特别是，水这种不可再生能源，人类离开水根本无法存活。所以，水资源的问题已经成为现在社会发展需要给予高度重视的问题。当前阶段，水资源十分紧缺，尤其是在工业建设地区，水资源短缺情况更是十分严重。处在水资源短缺的大环境下，水资源的污染问题，已经成为人们日常生活和工业生产急需解决的问题。通过把PLC自动控制系统运用到污水处理过程中，能够及时地采集到污水处理过程中生成的各种数据信息，并对这些数据进行分析、记录和保存，为处理水污染问题提供有效支持，推动解决水污染问题的进程。

不过，由于我国的污水处理自动化技术与国外相比起步比较晚，所以，我国的污水处理的技术水平和发达国家相比仍旧存在着很大的差距。这种差距主要体现在缺乏国内自主研发的自动化控制系统，污水处理过程中需要用到的各种各种设备以及各种精密仪表仪器的生产质量不够优良，而且这些设备发生故障的概率太高，国内生产的设备与从国外引进的设备接口方面不配套等等，这些都是造成我国污水处理自动化的发展与国外差距大的原因。所以，应该要加大对污水自动化控制技术的研发投资力度，最大程度上地减少和发达国家的差距。