嘉善县大地污水处理工程有限公司 浙江省嘉兴市 314100
摘要：随着科学技术的快速发展以及社会经济的进步，计算机在人们的日常生活和工作当中扮演着越来越重要的角色，尤其是在工厂企业生产的过程中，现阶段越来越多的工厂开始尝试应用过程自动化、工厂自动化以及计算机综合生产系统来实现工厂生产效率的提升。本文基于此，分析了使用计算机技术来实现城市污水处理系统的自动控制，确保在污水处理过程中能够实现自动监控、自动检测以及自动管理等内容。通过实践可以正式，计算机技术在城市污水处理中的应用，能够实现污水处理成本的降低、系统安全性的提升以及工作条件的改善，具有极大的应用价值。
关键词：污水处理；计算机监控；数据采集
现阶段，我国经济快速发展，人们在发展经济的过程中也造成了大量的污染和环境破坏，引发了社会和政府的共同关注，我国政府部门也出台了一系列的政策来进行工厂企业生产时污染的控制。与此同时，计算机技术的快速发展以及其在污水处理上的广泛应用使得污水处理过程中的处理精细度进一步提高。由于污水处理的特殊性，在进行污水处理的过程中需要密切关注污水的pH值，倘若pH值达不到处理标准，就会给自然生态环境造成极大的破坏。本文基于此，从污水处理计算机监控以及数据采集系统两个方面进行分析。
一、污水处理计算机控制系统概述
1.1系统架构
通过分析当前我国已经运行中的城市污水处理厂具体运行情况来看，现阶段我国城市污水处理厂采用的主要是双层分布式监控系统，而其由现场PLC及中央管理微机构成。该种控制系统不单单是我国特有，在全球范围内也得到了非常广泛的应用。工艺设备及控制系统是现场控制设备，其主要的工作内容便是对污水进行控制和处理。通过在PLC的输出端连接执行机构、MCC柜、测量仪表等设备后，可以实现污水处理时的自动化控制。数据传输、开关量和模拟量数据的采集等一系列过程。根据被控设备以及具体的分散程度以及污水处理厂的规模，一个污水处理厂通常有6~10台PLC。现场控制网络通讯在PLC之间进行应用，并且能够实现和中控室的连接，从而实现污水处理的物理处理和生化处理等繁琐步骤。
1.2管理调度及监控
通常情况下，污水处理厂都会采用冗余设计厂级控制级别的调度管理，工作站和服务器构成了工厂的调度管理核心，在直接和PLC连接之后，便能够实现深度的污水厂数据处理，并且向城市的环保监督系统和MIS提供所检测到的数据。另外，采用冗余设计的模式还能够切实实现污水处理效率的提升以及污水处理各项工序的协调控制。冗余设计的目的是为了让污水处理厂的服务器具有逐步开发分析应用软件的能力。
二、实验平台SCADA组成
实验室SCADA的核心组成部分时计算机监控子系统，它由计算机系统硬件以及软件共同组成。现阶段，SCADA的软件组成包括两个部分，底层为运行于工作站的实时嵌入式控制系统以及运行于上层服务器的监控人机界面。实时嵌入式控制系统工具箱实际上数MATLAB上的一个实时控制系统软件模块，它能够对上位机进行建模以及下位机的控制，从而实现现场工艺过程的数据采集以及直接对流程的数据控制，这和当前污水处理厂的现代大系统集散式控制特点是相符合的。它能够实现对污水处理系统的在线处理和分析。当然，我们需要意识到，实时嵌入式控制系统无法实现信号数据的动态显示和存储，同时对于不同类型的仿真控制模型适用性较低，操作难度较大。整个系统的后台数据库采用微软公司的SQLServer2020关系型数据库。
信号数据存储和备份主要是通过下位机来对IPO模块进行处理的，通过进行信号采集和传递，将其上传至上位机，上位机在定时器操作的背景下被触发，然后实现数据向后台数据库的存储。
而数据的查询和分析是借助用户的查询来实现的。
用户通过将查询信息等记录录入到数据库当中，数据库的智能系统根据查询记录来对其进行智能化分析，借助分析工具能够将某个信号在某个时段的运行趋势进行显示，确保用户使用的效率和准确性。
同时，实验平台SCADA还具有日志和报警的功能。整个系统能够对污水处理系统的各个设备情况进行手动记录，也能够进行全自动化记录，通过对信号的上下限进行设定，系统能够在实际运行信号超过设定范围后开启自动报警功能。
另外，在采用模拟方法进行实验控制时，上位机能够提前进行控制模型的编译，并将其下载至下位机来对其进行实时监控，在程序运行的过程中，用户不仅能够对下位机采集到的各种信号进行收集，同时还能够借助下位机来对整个实验平台的各种机械设备进行有效的操控和调节，切实保障系统的运行正常无误。
三、SCADA系统的具体作用
在整个污水处理系统的上位服务机上，借助MATLAB内的工具线工工具来对具有组态功能的污水处理工艺流程控制模型进行制作和编写，并在编译后生成实时控制内核，通过上位机监控界面下载至工作站工控机上，然后再通过IPO板卡来对公益现场的各种调节泵、电磁阀、气体流量计、可调溢流器。搅拌器以及其他执行机构的控制和水质参数进行在线监测。污水处理厂的计算机监控系统主要具有两个方面的功能：首先，通过自身智能化的特点起到虚拟仪器的作用，从而对数据采集板卡输入的各种信息变量以及模拟量信号进行处理以及采集，从而把获取到的电流量和电压量转化为工艺系统中各执行机构的状态参数以及污水水质监测仪器的测量数值，切实实现在整个污水处理过程中的系统监测功能，方便污水处理厂的工作人员来对整个污水处理流程进行自动化控制。其次，通过将现场设备的控制参数进行转化，使之成为具有探测功能的模拟量以及数字量电信号，借助IPO接口模块，将这些数据写入到被控设备的信号接口当中，从而实现工艺系统的连续自动化控制。
四、污水处理计算机监控和数据采集系统的控制方法
在对城市污水进行处理时，由于污水处理所关注的参数较为复杂，同时其还会呈现出非线性的特征，包括污泥泵、水泵、曝气机等受控设备以及进水量、溶解氢量、浓度以及温度等参数的过程中都较为复杂。因此过去在确定污水处理时污泥回流量和曝气量时工作人员都会采用经验计算的方法。这种办法必然无法保障准确性，因此在应用智能控制的措施之后，需要处理回流的污泥量和曝气量都可以通过计算获得，从而对相应的流程进行准确的处理和控制。
五、结语
综合全文，在进行污水处理的过程中，污水处理计算机监控和数据采集系统的应用扮演着非常重要的作用。通过建立多层分布式的系统，能够初步建立污水处理厂远程监控的模型结构，并结合污水处理厂的实际情况将污水处理的工艺要求融入到所建立的计算机监控系统当中。同时，借助上位机的应用能够赋予整个系统远程监控和管理功能，包括各种复杂参数的计算以及工艺流程显示等，这些功能的存在显著提升了污水处理的效率和准确性。可以预料，在未来计算机技术进一步成熟和推广的大背景下，借助计算机系统来进行污水的智能化处理将是污水处理厂未来发展的方向和趋势。通过计算机技术以及数据采集系统的应用，进一步提升污水处理的稳定性和环保性，实现我国污水处理向国际化方向的发展。
参考文献：
[1]李志鹏.自动化监控系统在污水深度处理站的应用研究[J].四川水泥，2019（10）：119.
[2]葛菁.污水处理工程的网络通讯系统设计[J].智能建筑，2019（05）：57-62.
[3]潘光良.污水处理自动化系统设计[J].智慧工厂，2018（11）：60-62.
[4]刘淑雅，张聪品，王鲜芳.浅析神经网络与支持向量机识别在污水处理监控系统设计中的应用[J].科技展望，2015，25（05）：12.
[5]忻培强，万由令，江有为，陈健波，李龙海.用于污水处理的计算机监控与数据采集系统[J].江苏大学学报（自然科学版），2015（04）：26-29.