呼和浩特排水事业管理局 内蒙古呼和浩特 010000
摘要：污水对环境的影响如此之大，以致污水处理十分重要，因此，为大型污水处理厂设计和实施自动化系统十分重要。摘要：分析大型污水处理厂自动化系统的设计和应用，分析自动化技术，研究和分析自动化技术和系统设计，展望大型污水处理厂的未来。
关键词：污水处理厂；自动化系统；综合设计；研究分析
前 言：本文主要论述污水处理厂电气自动化系统的综合设计。首先，对污水处理过程进行分类。本文主要介绍了AAO的处理过程。在此基础上，对机电设备的配置、低压配电系统的循环二次设计、水质仪器的选择性设计和自动控制系统的设计进行了探讨。
1 有关于污水处理自动化技术的分析
1.1 污水自动控制系统的构成
污水自动控制系统主要由工厂内污水处理部分和工厂外污水处理部分组成。污水自动控制系统的基本技术主要由监测系统、通信网络和PLC三部分组成，直接影响污水自动管理系统的质量。污水自动控制系统的三个组成部分的性能直接影响到系统的质量。通信网络主要由信息层、控制层和设备层三部分组成。监测系统主要用于监测污水处理的各个阶段。PLC是污水自动化系统的中央控制器。它具有可靠性高、数据处理能力强、电池续航时间长、安全性高、容错能力强等优点。
1.2 污水自动化控制系统的关键技术
在自动化过程中，自动化管理系统包括四个主要方面：管理、SCADA监控层、数据存储分析层和现场控制层。污水自动管理系统中的关键技术主要包括分布式控制系统（DCS）、可编程控制器（API）、以太网技术、UPS的使用、主动仪表诊断技术、仪表自动冲洗技术等。
1.3 污水自动化控制系统的光纤环网特点
自动化污水控制系统中使用的主要技术之一是光纤网络技术，这是我国目前最先进的网络拓扑结构。与其他网络拓扑相比，光纤网络技术在网络传输稳定性、高网络可靠性、良好的自我修复功能等方面具有很大的优势。污水自动化系统中的光纤网络可以防止任何网线损坏整个网络，并解决第一根网线引起的网络数据问题的安全风险。同时，光纤网络技术还具有在很短的时间内恢复网络中信息的功能，因此在短时间内断开网络时不会影响用户。冗馀网络是一种光纤环形网络，有一条主要数据传输线路和另一条视频传输线路用于传输模型。在正常工作条件下，两条直线均不适用。如果数据传输线路出现问题，视频传输线路将取代主要的数据传输线路。
1.4 污水自动化控制系统的可靠性理论
衡量成品的质量就是确定一个产品的质量，会有一个衡量自动污水管理系统也是如此。判断和测量污水自动控制系统的质量需要一个测量标准。作者总结了污水自动排水系统质量检测的可靠性理论。作者总结的可靠性理论包括：平均故障间隔理论，即新产品投入使用与首次故障之间的平均时间。平均故障间隔越长，产品越好。平均修复时间是产品故障与修复之间的时间。时间越短，产品越好故障前的平均时间是产品故障的频率。平均到期时间越长，产品越好。
2 AAO污水处理工艺特点
在这一过程中，有机物质、氮、磷和水中悬浮物质被综合处理，因此，该过程的参数必须满足功能要求，例如有效去除磷或氮以及有效去除水中的有机物质。微生物清除磷的适当外部条件往往相互矛盾，可以同时有效地清除磷。温度、流量、pH值、水位、污泥位置、污泥浓度和风扇在整个过程中的暴露量等参数必然限制在非常狭窄的范围内。较高或不足的参数可能影响微生物脱磷的效率，甚至导致微生物大规模死亡。家庭污水在污水处理厂不断收集，不能在源头暂停。污水一旦不能得到有效处理，只能通过多馀的管道排放到自然环境中，造成环境污染。为了使微生物具有良好的生物活性，污水处理厂的电气自动化系统必须有效地控制可变、紧密相连和非线性的过程，以确保微生物始终处于适当的外部条件下，污水能够有效地进行生物降解，从而避免污染。AAO工艺流程图如下所示：
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3 污水厂电气设计
3.1 用电负荷计算
首先，必须充分了解污水处理厂的电子设备，包括功率、安装数量、运行效率等。在设计前应研究和测量场地的工作电压和额定电流。然后使用负荷表计算整个污水处理厂的电气设备总负荷和可用负荷。
3.2 低压配电系统一二次设计
低压配电系统应分四个部分设计；对于配电柜、功率补偿柜、触控柜和配电柜，在低压电路的初始设计中，应首先设计以下部件，首先确定配电室的位置，并根据各种约束确定最佳设计电路。首先确定主配电室输出线路，然后设计辅助配电室输出线路。设计所有输出电路时，也设计了输入电路。在此过程中，输入柜、母连接柜、无功补偿柜等。应该使用。此外，应注意低压进口线路主开关的容量设计应高于工厂总计算负荷一级。无功补偿柜容量与变压器容量相关。补偿柜通常占用变压器额定容量的三分之一左右。
3.3 变压器容选择
污水负荷计算表用于计算污水处理厂电气设备的有效负荷，然后根据配电室与污水处理厂之间的距离计算变压器容量。在选择变压器容量时，不能选择容量太小的变压器，否则可能导致变压器长期处于满负荷状态，从而导致过热并缩短变压器寿命。如果有大功率电器，即时启动会导致瞬时电流过大，对其他电器产生奇妙的影响，或者破坏应用网络，很容易造成安全隐患。总体而言，变压器的经济运行负荷约为60%，从而降低了能耗。在设计污水处理厂的电气系统时，必须考虑到所有因素，以确保变压器的负荷率在70%至80 %之间，而且污水处理厂的所有电气设备容量低于100千伏安。如果污水处理厂的设备计算负荷过高，超过100千伏安，可以使用多个变压器并行供电。
3.4 动力柜及现场控制箱的设计
在设计配电系统时，关键设备通常配置在一个系统中，但由于功率限制、设备数量和布线限制，升降系统和风扇被放置在特殊的适应房间中。在污水处理厂的电气配置中，需要配置相应的现场控制箱和机器端接线盒。两种电子配置中连接的组件和仪器不同。视需要安装接线按钮、断路器等。现场检查有两个部分，主要安装连接器和防护装置。然后安装指示灯、开关等。
3.5 现场控制器选择
整个工厂可以根据需要在现场安装多个控制器。配置原则是方便站点控制器与各种设备之间的通信连接，以避免由于距离设备太远而引起的通信问题。一般来说，4至20ma模拟电流信号与以太网电缆之间的传输距离不应超过100米，每个站点控制器的信号触点数应适当。如果数量过多，则现场控制器会监控更多设备。如果发生故障，影响太大。如果规模太小，可能会浪费站点控制器的部分资源，增加对自动控制系统的投资。目前，污水处理厂自动控制系统的现场控制器通常选择可编程控制器，有些污水处理厂采用特殊集中控制系统的现场控制器，建立泄漏控制系统。散射控制系统是分布式控制系统，而可编程控制器只是一般控制装置。与考虑整体解决方案的DCS相比，PLC构建的系统在传输网络、协调控制、可扩展性、安全性等方面存在缺陷。但PLC本身也具有更高的稳定性、更高的数据处理能力、更高的容错能力和更低的成本。
结束语
综上所述，污水处理厂电气自动化系统的设计过程非常复杂，需要综合各种因素，并选择适当的污水处理方法。安装时，应熟悉电气配置和电路控制的原理。此外，机械设备的选择和数量必须仔细选择和判断。本文对这些方面作了简要说明，以供参考。
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作者简介：姓名：王治宇，民族：汉，出生年月：1978年7月。内蒙古呼和浩特市和林格尔县，本科，专业：电气工程及自动化，现职称：电气工程师，从事污水厂管理与运行维护。