【摘要】：城市内的日均污水处理量大，为了有效提升城市内的污水管控和处理能力，很多城市都采用了自动控制处理系统控制方式，本次研究以城市污水处理厂自动控制设计为研究对象，分析其管控、管理和数据处理特性，希望能够为相关单位提供参考借鉴。
【关键词】：城市污水处理厂；自动控制系统；设计与实现
城市污水处理的难度大，一是因为集中处理量大，二是排污管控的难度大。大中型的污水处理厂的设备布置分散，用电设备分布特殊，生化处理面临着很多问题。传统的非线性生产缺乏数学模型支撑，导致城市污水处理厂处理效率不高，质量不好。与此同时，自动化控制技术的改革有效促进了城市污水处理厂的运行管理质量。现针对城市污水处理厂自动化控制技术进行研究分析，希望能为相关单位提供参考借鉴。
1.城市污水处理厂的主要工作内容
城市污水处理厂的工艺较为复杂，工作人员需要根据处理规模、水质情况以及处理场位置布局进行控制研究，现在常见的处理方式有氧化沟法、A2法、一体化生化池等方式。
而处理污水的过程如下：物理过滤，吸附→化学反应和消毒过滤→符合污水处理标准的水排放到自然环境中。值得注意的是，污水处理过程中更要将回流污泥和剩余的泥污进行集中处理，有且仅有清理干净后才能够运出厂外。
建立城市污水自动化控制处理系统，可以提升整个污水处理效率，最大程度改善污水处理质量，最终实现安全生产、使用高效和科学处理的目标。有且仅有提升污水处理厂的工艺生产质量，优化其工艺参数，最终才能够为保证出水水质、降低生产成本，提升水厂运营质量奠定基础。设计人员应当采用科学的控制措施，结合有效的自动化控制工艺和水平，最终全面和提升整个污水处理厂的工艺参数、电气设备和工况运行质量，为实现、操作以及控制管理等多方面操作管理能力做出贡献。
2.探讨城市污水处理厂自动化控制系统的设计相关内容
2.1污水处理的系统设计要点
污水处理厂的设计要点包括了以下几点内容：
首先是保证系统的稳定性和可靠性，建议施工单位选用工业化的耐久性强的硬件设备，选用性价比高，稳定性强的相关构件，提升建筑产品的稳定性。
其次，选用性价比高的产品，采用低价投资等方式，提升产品的信息价比。
再者，强调系统运用的技术性和稳定耐久性，要求选用的设备要具有一定的空间可扩展性。
最后，保证设备具有兼容性和通用性，生产人员要保证设备自动控制系统的外形结构和安装形态均符合通用性要求，满足生产的各项需要；系统在现有的基础上也应当具备硬件和软件结合的特征，提升其控制质量。
2.2自动化控制系统结构设计研究
针对自动化控制系统结构特点，先采用分散集中地集散控制类型的系统控制模式，现将其分为三个部分，（1）现场设备信号；（2）控制室；（3）中央操作室，所有站点的设备信息由控制网络机构完成，系统可以通过以太网和厂管网络相互连接，最终实现资源共享。
本次设计对象为日处理5-8万吨的中型污水处理厂，其结构有两台操作机，一个控制站构成，结构如下所示。
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（图1 污水处理工艺图）
其中中央操作站在控制室内，工作人员需要选用高性能可用的工程计算机方法控制计算器，工作人员需要完成系统操作控制、报警处理和记录储存等工作；控制站选用PLC产品，其为模块化处理结构，控制室具有抗干扰和隔离出处理，滤波性能控制等功效，仪器设备的2.组成主要有CPU模块，网络通信模块以及数字量和模拟量等，整个系统的同类可以考自动控制产品，设置都安放在现场控制室内，依次完成控制功能；控制网络系统运用较多的是工业以太网，整个通信速率也多在100Mbps以内，控制网的应用也需要针对系统的硬件配置和系统通信速率控制来确定，目前适用范围广泛的有ControlN et网等。
2.2自动化控制系统的软件配置分析
污水处理厂的自控系统负责对全厂的各个控制单元进行控制和数据的采集 ，自控系统的设计要符合操作方便、运行可靠、性能稳定、维护方便等条件，同时还要考虑运行的费用、易于扩展等问题。现针对自动化系统软件配置进行研究分析。首先，上位机软件中包含着大量的图形化工具，通过组态控制、数据分析和数据采集处理等步骤，可以实现多用户灵活定义报表，加强报警处理和管理，进而实现组态控制等。其次，通过采用自动化工程软件如In Touch等，PLC编程软件等，最终实现信息控制和处理质量，最后，目前操作系统的软件选用微软window和配套的word、excel软件。
3.信息数据采集和分析功能
本系统的数据采集和数字量信号控制的方式有电气设备手动或者自动信号、故障分析型号和电源信号等，采集的模拟数据量涉及了温度、压力、浓度以及电流功率等，这些数据都可以对电信号进行定期清零处理等。
①数据控制功能有手动控制、中央控制以及自动控制三种，正常运行是自动控制方式，如有紧急事件可采用手动停/运。
②系统的数据管理功能有信息数据在线操作和现场操作集中，操作人员可以针对不同的运行环境和权限进行交接班信息交替工作。
③系统按照工艺流程分类可以分为画面实时监控以及历史数据在线两种，通过动态、闪烁的等方式，电子监控系统可以输出不同的提示信息，进而表现出电气设备的运行工作状况和工艺设备的运行状态，通过素质、图形和曲线分析等方式可了解被检测工艺参数的各个数据值。
④对被测工艺参数设有实时、历史趋势的功能；有电气设备故障报警、工艺状态信号报警、被测参数超限报警功能。操作站可实时显示、保存和调出近期一个月的历史数据趋势、记录及报警资料；报警时，操作站上发出声音的同时屏幕画面上出现文字提示。系统有日报表、月报表、故障、报警及记录报表共4类7种生产报表生成。
4.结语
综上所述，城市污水处理厂的自动化控制系统运行和生产工艺、处理规模、当地污水管控要求标准有直接关联，相应单位应当针对生产特点选用合适的系统配置方式，不断提升并做好系统功能能力，最终为城市污水处理建设创造更多价值。
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