郑芃
山东省济宁市兖州区污水净化服务中心 山东济宁 272000
摘要：为保证城市污水处理顺利实施，应结合城市污水处理现状和污水处理要求设计电气自控系统，通过电气自控系统开展城市污水处理工作，以保证城市污水处理能够满足城市综合建设要求。而且在进行电气自控系统设计时，还应保证相关人员对该系统运行模式和其他方面因素有所掌握，设计出合理的电气自控系统，使得该系统能够在城市污水处理中发挥自身最大的作用。基于此，本文就城市污水处理电气自控系统的设计与实现进行探究。
关键词：城市污水处理；电气自动控制；控制系统；设计
随着社会进步,经济发展,人民生活水平不断提高,人们改善生态环境的能力和范围也在不断加大。污水处理在环境改善中占据了重要的地位，但我国污水处理行业和国外相比还较落后，自动化控制仍处于起步阶段。因此，研究基于计算机控制技术的污水自动化处理过程控制系统,具有重要的现实意义。
1.城市污水处理现状分析
我国的污水处理厂大体上可分为大型、中型和小型三种。大型污水处理厂通常是建在大城市，其规模基建投资以万计数，基建投资以亿计数，而年运营费更是以千万元计。中型污水处理厂一般建于中、小城市和大城市的郊县，基建投资几千万至上亿元，年运营费用几百万到上千万元。小型污水处理厂通常建于小城镇，基建投资几百万到上千万，年运营费用几十万到上百万。随着我国工业化进程不断加快，人们对于水资源的需求也越来越大，水资源变为一个很大的缺口，造成了人均水资源占有较少且分布不均衡。近些年来，我国污水处理行业突飞猛进，污水处理能力逐渐提升，处理效率得到了很好的改善的同时，处理量也快速增长。
2.电气自控系统的概述
随着科学技术的不断发展，城市污水电气自控系统逐步应用了越来越多的技术，通讯技术、可编程逻辑控制器技术以及计算机技术是应用比较多的技术，因此远程监控就得以实现。我们主要是用于监控运行当中的远端设备、水质以及流量等一系列在污水处理当中非常重要的数据，及时获取反馈信息，这样才可以实现城市污水处理的网络化、信息化以及自动化。在城市污水处理当中应用的远程监控中心主要是由计算机操作实现，以一台计算机为中心，然后通过因特网与多个污水厂的PLC控制器实现网络通讯，从而形成一个复杂的监控网络系统。计算机监控中心主要由中心计算机、打印机、接入因特网的网络通讯设备等组成。有这些技术的支持，就可以获得大量有效的终端连接，实现信息的及时共享。而每个分散的污水站主要包括了无线传输模块、集中控制器（PLC）。PLC控制器控制整个污水站的设备运行状态和采集水质指标等重要参数。通过无线传输模块将PLC接入因特网，和监控中心实现网络通讯，从而实现监控中心远程监控和维护污水站的目标。由于城市污水处理站数量多且分散的特点，通过上述的远程监控技术来实现对其进行实时的监视、控制以及维护工作，可以大大提高工作效率和处理效果，降低运行维护成本。
3.城市污水处理电气自控系统的设计与实现
3.1控制系统的电气设计
在现代化污水处理中。电气设备的应用十分广泛，包括各种水质监控设备、爆气机、脱水机等等。控制系统合理的电气设计则是确保各种电气设备可靠运行的关键，对于提升城市污水处理效果至关重要。在城市污水处理系统的电气设计中，应保证各电气设备能够满足自动化控制的要求，实时监控水质状况；而且还应对系统中各电气元件的功能特点和运行模式进行有效分析，在此基础上提升控制系统的运行效果。
3.1.1预处理电气控制。
污水预处理环节的电气设备主要有格栅电机和刮泥电机，电气设备的控制原理完全相同，只是功率有所差异，主要由各种开关、指示灯、继电器等组成。预处理环节电机控制分为手动和自动两种控制方式，其中手动控制主要由人工操作现场控制柜完成，通过控制柜开关控制电机的启停；自动控制主要为PLC远程控制，由内部设定好的程序自动控制电机启停和格栅开闭。其他如断路器、热继电器等起到线路保护作用；主令开关用于本地与远程控制之间的切换。
3.1.2曝气池段电气控制。曝气池段主要电气设备为爆气机，它的运行主要是通过变频器来控制爆气电机的转速，继而实现对曝气量和曝气时间的控制。对于曝气机的设计，同样要求其具有手动和自动两种控制模式，两种模式的切换也是通过主令开关实现的。曝气机的启停主要是通过继电器触电的断开与吸合来实现，调速控制则主要是通过调节电压柬来实现。设备运行时，调节电压柬即可改变控制线路的电压，自动控制时则由PLC的模拟量输出端子来改变电压。
3.1.3生物滤池段电气控制。生物滤池段主要由泵房和滤池两部分组成，泵房设有增压水泵和反冲水泵；滤池则设有各种蝶阀、水闸门以控制滤池水的蓄排。泵与蝶阀同样具有手动和自动两种控制方式，其控制原理与预处理段电机控制原理基本相同，只是在电路中增加了一个电流互感器。手动与自动模式的切换由具有两个常开、常闭触点的主令开关来实现；闸门和阀门本身提供了机械式的限位开关，具有常闭和常开触点。例如阀门来到位置后，开关触点断开，自动断开控制电路，同时触点通过模拟信号向PLC提供阀门开闭状态。
3.2自控系统的设计
在进行自控系统设计时，不仅需要对城市污水处理要求和城市综合发展趋势实施有效分析，在这个过程中还应遵循多方面原则，优化改善自控系统涉及弊端，以保证自控系统设计能够满足城市污水处理多方面要求。而且不同地区城市污水量和污水覆盖面积存在本质上的差异。这就需要在自控系统设计时对各方面参数信息实施有效分析，按照分析结果制定合理的自控系统设计方案，使得城市污水处理中电气自控系统实质性价值充分彰显出来。此外，在进行自控系统设计时，还应保证相应系统中管理水平的先进性，同时采取适当的技术手段进行自控系统设计，减少自控系统设计时资金投入量，保障城市污水处理部门整体经济效益。
由于城市污水处理中潜藏一系列不确定因素，这就需要根据各方面因素实时调整电气自控系统设计模式。与此同时，还应对自控系统各方面参数信息实施有效分析，并结合城市污水处理模式制定自控系统设计方案。此外，在这个过程中还应考虑系统控制规律，借以保证控制系统设计的合理性。就目前来看，在进行城市污水电气自控系统设计时需要考虑的控制规律主要表现在以下几个方面:第一，一些控制系统在运行过程中会受到模拟信号和外界干扰因素的影响，造成控制系统运行精度下降，难以满足当前我国各个城市区水处理要求。这就需要对相应控制系统实施优化改善，凸显控制规律作用效果。第二，由于城市污水处理现场环境较为复杂，在进行自控系统设计时会受到施工现场环境干扰。基于此，应结合污水处理现场实际状况进行总线布置，在保证总线布置合理性的同时，保证控制系统与电气元件处于相互衔接的状态。同时还应结合总线控制规律进行自控系统设计，尽可能保证所设计的自控系统能够满足城市污水处理要求。
结语：
加强城市污水的处理，不论是对生态环境的健康发展，还是对人们生活质量的提高，都具有着非常重要的意义。在对污水进行处理的时候，应该加强现代科技的运用，利用电气自动控制系统实现，能够为提高污水处理效率提供保障。因此，相关的电气自控系统设计人员需要加强这方面内容的研究，促进污水处理电气自控系统应用的实现。
参考文献
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