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摘要:这篇文章主要就城镇污水处理厂自动化控制设计展开深入的研究与分析，从中找出存在的问题，并且根据这些问题给出相应的解决策略，希望能够为城镇污水处理厂自动化控制工作的顺利进行打下良好基础。
关键词:污水处理厂 工艺自动化控制 PLC设计
前言:近几年来，我国经济不断发展，尽管加快了城市化建设的进程，然而水资源污染却变得越来越严重。目前，要想使得人们的生活水平与质量得到大幅度提升，为人们营造一个优质的生活环境，那么国家相关部门必须要高度重视水资源污染问题，并且不断采取措施进行水资源治理。随着科学技术的不断发展，计算机测控技术取得了了不起的成绩，特别是电气自控技术进步最为显著，其凭借自身的优势被广泛应用于城市生活污水处理的每个过程之中，不仅使得城市生活污水处理的效率得到大幅度提升，而且也使得处理的质量取得了很不错的效果。
1、污水处理厂工艺
通常来说，城镇污水里面所含污染物的浓度的要求基本上都要高于普通水体与用水的实际要求的，所以城镇污水在排进水体或者直接使用之前，需要展开合理的处理。结合每一种水体及用水的水质标准以及相关法律法规，城镇相关污水处理厂必须要进行二级或者更深层次的处理。和工业污水不同的是，城镇污水的水质变化特别小，因此城镇在进行污水处理的时候，通常所采用的工艺流程比较统一，基本都是三级处理制度，分别为:预处理、主体、精制。
2、污水处理厂自动化控制设计
就工业自动化技术而言，其综合性特别强，包含自动化控制、计算机等多个学科与技术领域，在进行工业生产的过程中，通过科学合理的采集、调节与管理，实现产量的增多、产品质量的提升以及消耗的大幅度降低等预期目标。近几年来，计算机网络技术以及电子与自动化技术不断进步，促进了可编程技术的发展，特别是可编程序控制器(PLC)，不仅是可靠性提高了，而且是抗干扰性也得到大幅度提升，并且被广泛应用于工业自动化控制的整个过程中。
2.1系统构成
本着分散控制，集中管理的原则，根据污水处理厂自身的实际情况，几乎所有的污水处理厂都在普遍应用可编程序控制器(PLC)形成的集散型控制体系。这个体系主要由五大部分组成，分别为:现场层、控制层、厂级管理层、 公司调度层以及网络，其中网络有着重要的桥梁作用，把其他四个部分有效的结合在一起。
2.1.1现场层
就现场层而言，其主要涉及三个方面，其中执行机构是最重要。其主要作用就是收集现场的检测信号并且及时传送给PLC控制站，同时严格贯彻落实PLC控制站传来的相关控制指令。
2.1.2控制层一PLC控制站
对于污水处理厂控制系统来说，分站控制层是最重要的。通常来说，PLC现场控制站都设有单独的CPU处理器，能够单独处理所收集的数据，并且能够单独编辑PLC现场控制站中相关设备运行的内在联系。但它只接受现场信号与厂级管理层发出的相关命令，并且及时的处理这些数据，结合编制的程序发出的相关命令，把现场信号与其他相关数据发给相应的管理层。而就分站控制层的作用来说，不外乎以下几点:①通过工艺过程控制流程实现对相关区域中电气设备的有效控制；②及时整理相关区域中的工艺数据、电气参数以及电气设备的实际运行情况；③相关操作员工可以结合操作范围在人机界面上对设备的运行情况进行直接干预，实现对参数的合理控制；④利用交换机与中央控制室的监控体系展开有效的通信，及时把数据传送给监控管理体系，并且严格贯彻落实监控管理体系发出的相关命令。
2.1.3厂级管理层一中央控制室
厂级监控中心可以根据人机界面的操作平台对每一个分站控制层进行有效协调，并且确保厂级的每一个管理功能都能发挥到极致。其功能主要表现在以下五个方面:①数据采集功能，不仅能够第一时间收集生产过程中的各种数据，而且可以及时了解相关设备的运行情况。②图形功能，能够实时显示全场的各种流程图以及技术与实际运行情况。③控制功能：通过人机对话的模式展开实际操作，从而实现对工艺参数与电气设备的有效监管。④报警功能：当相关设备或者具体工作过程中出现故障的时候，就会发出报警提醒，并且根据不同等级做出不同反应，随时记录相关信息。⑤数据管理:结合收集的相关信息，构建不同的数据库，随时保存相关数据，并且形成相应的图像。通过对图像的深入探讨，总结出运行规律，根据相关问题制定出相应的解决策略，从而使得生产效率与质量得到大幅度提升。
2.1.4公司调度层
对于公司调度层来说，其可以借助于对每一个厂里管理层的有效协调，把相应的管理功能发挥的淋漓尽致。
2.1.5网络通讯系统
对于网络通讯系统而言，其主要有PLC计算机控制系统的网络分现场总线与工业以太网两种类型。就现场总线而言，其通常是安在制造或过程区域的现场设备与控制室内的自动控制设备之间，以数字式和多点通信的方式呈现，承担着PLC控制站与现场智能仪表、设备以及控制系统间的通信功能。通常采用双绞屏蔽电缆作为主要的传输介质。而就工业以太网而言，其被普遍应用在工业现场的计算机网络，并且承担着分站控制层与厂级管理层间通信功能。此外，工业以太网的网络拓朴结构主要分为两种，分别为环网型和星型。对于规模较小的污水处理厂而言，其通常使用单机单环拓朴网络结构，并且采用多模光纤作为主要传输介质。而对于厂级管理层与公司调度层来说，其通常采用星型广域网的形式，并且把有线和无线作为传输介质。
2. 2 PLC控制站的设置
通常来说，污水处理厂控制系统属于面向过程的控制系统。因此，在制定结构和组态的过程中，必须要全面考虑现场布置问题，结合现场布置来明确PLC控制站点的设置方位与数量，也就是将整个平面布置图上的地理位置进行有效划分，集中在集合几个固定区域中，并且安装相应的PLC控制站点。在安装PLC控制站点的过程中，必须要严格贯彻如下原则:①把站点中所有的PLC控制站点集中在一定的地理位置上，如此一来，不仅能够节约很多的信号电缆，也可以有效解决由于电缆过长造成的问题。②把工艺联系紧密的PLC控制站点集中于同一个站点，这样就可以确保计算机测控系统中的每一个站点都可以单独的运转，倘若某个通道或者站点发生故障，那么也不会对其他站点造成巨大影响，这对于整个的控制系统来说是非常重要的。③各个PLC控制站点的数量必须控制在一定范围之内，这样就可以避免由于站点数量太大而使得整个系统的反应速度和可靠性大幅度降低的问题出现。通常来说，污水处理厂PLC控制站站点的分布是有规律的，通常根据生产工艺进行有效划分，其主要有:污水预处理分站、生物污水处理分站、污泥处理分站、尾水处理站以及深度处理或回用水处理分站等等。
3、结语
综上所述，对城镇污水处理厂自动化控制设计进行深入的研究与分析是非常有意义的。随着水资源的不断减少， 加大水资源处理力度是非常重要的，特别是城镇污水处理更是迫在眉睫。现在，我国存在特别多的城镇二级污水处理厂，他们开始把一定数量的再生水应用于城镇和工业建设过程中，并且把污水处理再生利用作为未来发展的必然趋势。通常来说，借助于各种自动化控制技术，不仅可以实现对我国城镇污水处理的预期目标，也可以提高污水处理厂的管理水平。
参考文献
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