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摘要：随着科学技术的发展，我国的PLC技术发展迅速，其自动化系统也有了很大进展。目前，基于PLC自动控制系统已经成为污水处理的首选方法，在详细了解其基本内容的基础上，对污水处理中PLC自动控制系统的功能进行分析，最后介绍了该系统在污水处理中的应用。
关键词：PLC技术；自动控制系统；污水处理
引言
随着时代的不断发展，城市中的人口数量正在不断递增，由此带来的问题也日益多元化。最典型的问题就是污水的处理，许多污水处理厂会采取多种处理方式提高污水处理质量和效率，不过，其效果却不尽人意。因此，需要应用PLC自动化控制系统进行污水处理，这样不仅可以保证污水处理更加全面，还可以实现自动化控制，提高污水处理水平。PLC技术是一种先进的自动化技术，能够实现对生产过程的有效控制。
1PLC控制系统
在企业污水处理中应用PLC控制系统，能够满足在线监控的工作要求，及时了解设备与系统的运行状态并进行调节，使其处于最佳工作状态当中，提升污水处理工作效率，保障系统运行安全性。对于其中存在的问题可以及时发现并处理，判定系统的参数变化情况以及未来发展趋势，防止重大故障的发生。该系统的应用，也为污水处理的动态化管理奠定了基础。尤其是随着处理工艺的逐渐复杂化与多样化，对于处理系统的实时性要求更高。PLC控制系统能够实时获取相关数据信息，明确当前污水处理效果，实现对动态数据的整合分析，解决突发状况。数据分析软件应用于PLC系统中，可以满足数据采集与分析的工作要求，实现对整个处理过程的可视化监管。因此，通过数据分析与处理，可以对系统进行不断调节与优化，使其更加适应当前污水处理的特点。同时，故障报警系统的应用，也能够在发现故障的第一时间发出警报，帮助故障人员进行处理，消除系统运行的安全隐患，保障污水处理工作的连续性。
2自动控制系统的运行特点
自动控制是污水处理的必然发展方向，这种控制模式的实现具有非常重要的意义。自动控制系统的运行，需要依靠自动化技术来实现，现阶段，自动控制系统在我国的许多领域中都得到了应用，并且发挥出了非常重要的作用，在污水处理过程中，自动控制系统的运行方式具有复杂性的特点，造成这种情况的主要原因，就是在污水处理过程中，涉及到了大量的模拟量和数字量，极大的增加了自动控制系统的运行难度。在污水处理过程中，自动控制系统的控制方式有多种，包括开环控制、闭环控制、时间控制等等，污水处理的效果关系到了水资源的利用率以及城市的环境质量，所以，在整个处理过程中，任何一个环节的参数都不能出现任何问题，污水处理的高要求和高标准，进一步的提升了自动控制系统运行难度。现阶段，我国在自动控制系统的眼发上已经取得了很大成效，利用这个系统，污水处理的效果得到了显著的提升，对于城市的发展具有非常重要的意义。
3污水处理流程
（1）污水三级处理。污水处理厂在进行污水处理时，通常要明确处理的流程。第一，要进行对污水的一级处理，这一级别的处理方式主要是利用物理处理方式对污水中的固态污染源进行去除。进行以及处理时，不能对污水进行直接排放。第二，对污水进行二级处理，去除其中存在的胶体或溶解状态的有机污染物，这样就可以保证污水能够符合排放的标准。在二级处理中，污水中的污染物可以得到几乎全部去除。第三，对污水进行三级处理，主要是去除水中很难降解的有机物和氮磷为主的可溶性无机物。（2）污水处理顺序。进行污水处理时，第一，要利用污水池收集污水，将所有的污水收集完毕后，格栅电机会提前对其进行处理，将水中的漂浮物和颗粒状固体进行过滤。第二，将污水输送到预曝气池，对污水进行沉积处理。第三，采用离心泵降水输送到生物接触氧化池，对污水进行氧化处理，这样就可以将其内部的污染物彻底去除。去除后就会得到两种物质，一是清液，二是污泥。将清液输送到斜管沉积池，污泥输送到脱水机。对污泥进行化学处理，使其迅速凝结。将污泥进行脱干处理，并做好消毒工作。
4自动控制系统在污水处理中的应用现状
（1）自动控制系统的运行稳定性不足。在新时代的背景下，我国的各个行业都在逐渐的兴起，技术的革新速度非常快，包括 PLC、DCS 等技术也在不断的完善，在这些技术的应用下，自动控制系统相比于之前已经发生了很大的改变，系统功能以及系统稳定性都得到了不同程度的提升，污水处理的想过和效率，都发生了翻天覆地的变化，但是就当前的形势来看，在城市污水处理过程中，自动控制系统还存在稳定性不足的情况，污水处理是一个非常复杂的过程，不仅涉及到了大量的专业性技术，而且在处理过程中，还涉及到了大量的参数，这些参数处于不停的变化过程中，这种污水处理现状，给系统运行带来了巨大的难度，所以在当前的城市污水处理中，并不能完全实现自动化控制，为了提升系统运行稳定性，有许多的工作还需要由工作人员来负责，根据系统实际的运行状态，不断的进行人工调整，达到提升污水处理效果的最终目的。（2）限制性因素过多。城市污水处理是一个非常复杂的过程，在污水处理厂运行的过程中，需要使用大量的设备以及基础建设，对技术的要求非常高。但是在当前的许多城市污水处理厂中，污水处理的效果不容乐观，造成这种情况的主要原因有许多，比如各种设备的先进性不足，设备的运行效果，无法满足自动控制系统的需求，污水处理厂如果存在设备落后的情况，污水处理效果就会受到非常直接的影响。
5PLC自动控制系统在污水处理中的应用
5.1基于PLC自动控制系统的网络系统设计
在污水处理环节，为了能够进一步提高PLC自动控制系统的运行效率，可以基于现场污水处理具体情况进行有针对性的控制网络结构设计，一般采用分布式的控制系统，主要包括中央控制室以及若干的PLC控制站，每个PLC控制站分别代表污水处理过程中的一个功能模块，包括污泥脱水、配电间控制主站、滤池操作间控制站等；在PLC自动控制系统硬件的选择上，可以选择L3X型控制器实现主站控制，主站之间采用以太网通信方式。
同时，为了能够提高自动化控制效果，在每套PLC主站上都需要设置可编程操作员终端，并支持多种协议的操作要求；在中央控制站与各PLC控制站都采用显示接口（DisplayPort，DP）总线连接模式，这种结构模式能够较好地保证通信质量。在PLC自动控制系统的网络架构设计中，需要按照不同PLC主站的功能要求来进一步界定其中的系统功能，详细资料包括：（1）配电间PLC自动控制主站主要负责污水处理过程中各个关键设备的工艺参数监控与测量，不仅能够实时统计其中的关键运行参数，也能完成格栅系统、进水泵房等构筑物设备检测功能。（2）PLC自动控制系统能够对污水处理过程中污泥脱水过程参数以及泥饼制备工艺进行检测。（3）PLC自动控制系统能够对加药间的运行数据进行检测，包括投药泵的运行参数、聚合氯化铝（Poly AluminiumChloride，PAC）絮凝剂的配置情况等。（4）PLC自动控制系统检测滤池操作间的相关参数，包括反冲洗、水的计量、活性砂滤池等环节的数据检测。（5）中央控制室。在污水处理的管理大楼内增加工业级PC操作员站，通过上位机组态软件实现对生产过程的远程监控，并具有软件监测、调试等功能；在系统结构设计上使用了上位机监控计算机模式，能够与设备控制层PLC控制站相互独立设计，因此，能够在最大程度上保证污水处理过程的独立性。
5.2格栅电机电路设计
在进行格栅电机电路设计时，需要明确设计的目的，确保格栅电机可以有效对格栅状态进行控制，提高自动化控制能力，及时对悬浮物进行处理。应用格栅电机进行控制时，需要明确其控制原理。第一种是电控柜就地控制，第二种是利用 PLC 技术进行远程控制。根据双向开关做出选择，并结合具体选项进行相应操作。如果开关处在二档，就要进行启动。连接电路后，在交流接触器的带动下就可以通电，电机可以迅速运转。电机需要停机时，只需按下电气系统的开关，就可以直接进行断开，交流器也不会继续通电，没有电的作用后，电机就会停机。需要说明的是，如果电机处在满负荷运行状态下，则不能立刻执行命令，而是需要耗费一段时间后才能停机。而且，在超级负荷状态下，电机也不能进行自行启动。进行格栅电机电路设计时，应用 PLC 进行远程控制，就可以直接将直流继电器作为控制对象，实现自动化控制。格栅电机会根据双向开关的状态进入到启动模式之中，如果交流接触器不再通电，那么电机就会自动停止工作。如果处于连通状态，就可以利用 PLC对信号进行及时监测，对电机进行远程控制。PLC 技术可以对电机的情况进行智能化判断，再发出相应的指令，继电器接收到指令后，就可以对 KA1 和 KM1 的状态进行控制，使电机恢复到工作状态。
5.3自动控制进水泵房
在污水处理系统中，进水泵房是测量进水量、进水速度的重要装置，在PLC自动控制系统中，先通过水位测量仪来掌握水位的实时参数，假设污水处理过程中的水位开始升高，这种情况将会自动触发控制按钮，启动水泵。此时，水泵的启动顺序是根据累计运行时间由小到大排序的，在水位不断下降的情况下，控制水泵会依次停止运行。在这个过程中，PLC自动控制系统会记录水泵的运行时间，满足后期水泵自动轮值的要求，确保所有水泵都处于良好的状态；而在污水处理系统中的污水降低到保护水位的情况下，所有的水泵都会停止运行，通过该系统能够在完成现场控制的同时设定水位值。
5.4合理选择传感器设备
第一，要在粗格栅和细格栅位置各安装一台超声波液位差计，这样就可以对液位差进行测量和对比。采用PLC控制器对数据进行分析和计算，了解格栅的运行状态。如果液位差中的数值发生变化，格栅就会受到讯号而运行，及时将垃圾清理干净，保证过水环节得到有效的控制。第二，要在进水泵的位置安装2台超声波液位计，这样就可以实现对进水提升泵的自动化控制。为保证水位的数据得到及时传递和接收，可利用PLC对数据进行精确分析。为保证提高泵运行质量，还要结合测量值的情况和PLC的分析结果对提高泵进行自动化控制。这种方式不仅可以对水量进行精确控制，还能够对进水泵的工作状况进行调节，如果存在异常现象，就可以进行及时有效的处理。
5.5氧化曝气量自动控制
为了增强PLC控制系统的灵活性和处理效果，还应该在处理过程中输入氧气，实现对氧气曝气量的自动控制，可以实现各个处理环节的有效协调。在PLC控制系统需氧量和负荷条件的设定过程中，需要对当前污水处理的实际要求进行综合分析，实现对系统氧气输入量的灵活控制。PLC自动控制系统在此过程当中的应用，实现了对曝气机转速的自动控制，当氧气量出现下降难以满足污水处理要求与标准时，则能够对转速进行控制，使得含氧量得到提升。因此，在应用PLC控制系统时应该设定合理的系统指标，确保氧气量始终处于合理范围之内。在指标的调节过程中，还应该对溶解氧浓度和氧化还原电位进行综合分析，实现资源优化配置与高效利用。
5.6加药量控制
在污水处理中经常需要使用氯气，而氯气的添加需要根据污水进水流量大小进行控制，包括进气量与进气速度等，不仅要确保氯气能够满足污水处理的要求，还要避免氯气进入量过多等问题。在这个过程中，通过PLC自动控制系统能够对氯气的注入量进行控制，通过测定接触消毒池出水余氯作为修正值，将该指标作为氯气加入量的控制参数，自动修正进入系统中的氯气量，使得氯气与污水量之间的比例保持正常，最终满足污水处理的基本要求。
结语
总之，污水处理厂要高度重视PLC技术的应用，采取有效的自动化控制系统，这样不仅可以达到更好的污水处理效果，还可以提高处理效率，降低成本，节能环保。由于PLC操作比较方便，还可以提高水质，因此，越来越多的污水处理厂开始使用这一技术。随着时代的不断发展，PLC技术水平会不断提高，自动化控制系统功能也会不断完善，污水处理将会达到更加理想的效果。
参考文献：
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