黄 松1 何永雪2
（1.中国市政工程西北设计研究院有限公司天津分院，天津，300384）
（2.天津市市政工程设计研究院，天津，300384）
【摘 要】本文主要介绍了电气自控系统的概述，分析了电气自控系统的实际运用及电气自控系统在污水处理厂运用中的评价以及存在的问题，以期能够使得电气自控系统在污水处理厂中获得更加广泛的运用。
【关键词】电气自控系统；污水处理厂；运用
一、前言
在污水处理厂中，电气自控系统对整个污水处理工程的运转有着直接的影响。电气自控系统是由计算机软硬件资源与PLC来进行控制的人--机系统，而污水处理厂，对污水处理的要求很严格，所以，这对电气自控系统也提出了很高的要求，我们要根据实际情况合理的使用电气自控系统。
二、电气自控系统的概述
电气自控系统是一个利用计算机软硬件资源和PLC控制的人--机系统。它能使操作者通过计算机来控制各个设备的运转，并且可以实时的对每台设备进行参数监控，计算机实时控制系统将控制对象与计算机系统连接起来，通过采集系统将信息送入计算机，经各种控制策略在计算机内实时运算，输出控制量到控制对象完成实时控制。计算机控制系统原理图如下：
图1 计算机控制系统原理图
污水处理厂电气自控系统主要满足对污水处理过程采集的参数进行校验，然后对其进行分析，以便做出合理的控制。系统整体可以分为PLC程序设计和VB程序设计两个部分来完成。PLC程序负责自动化控制，VB程序负责PC与PLC之间的数据通讯，本次设计主要侧重于如何应用PLC来实现自动化控制，程序设计的整体思想完全按照软件工程的步骤进行。
三、电气自控系统的实际运用
1、关于VB系统的设计分析
（1）满足用户需求的分析
用户的监控系统本应该就是以满足用户的各种需求为出发点的，那么必须要满足用户的需求就有以下几点的要求:
1）操作界面必须要简单易懂，可以使操作员在最短的时间内掌握操作流程与方法，有效地起到缩短不必要时间的作用；2）操作员必须要能够实现对各个设备的即时监控，并且准确的显示每台设备的运行状态；3）做好设备的运行记录及故障记录；4）做好历史运行数据的存储及报表打印，为今后在生产工作中提供充足的参考依据。
（2）关于系统设计部分
按照用户的要求坚持从实际出发的原则，在操作界面要秉承简单、易懂的原则，并且进行有效的监控与记录。设计的窗口至少需要包含：工艺流程、数据显示、历史曲线、报表打印、操作记录及报警记录等。
在操作界面需要包含以下几个菜单的选择项:系统流程显示、数据记录、系统测试、参数设置、实用功能、管理员登陆与退出。相对于管理员登陆的菜单项选择来说可以设定试用的期限，在登陆系统之后都会自动提示登陆次数与天数等等。
依据污水处理厂的生产工艺，污水处理的过程分为两个控制区域，每一个区域都设有现场监控站。污水处理厂工艺流程如图2所示。
图2 污水处理厂工艺流程图
利用PLC自控系统可以实现以下功能:对污水处理厂的工艺流程进行实时显示，随时监测设备实际运行状况，比对各工艺参数;通过调节设备运行的参数实现远程控制;借助在线仪表所反映的参数自动调控设备运行;可对配电室的电力情况实时监控;可自动生成数据报表。具体运用在:①粗、细格栅的自动控制:粗、细格栅自动控制可以通过水位差和时间进行控制，同时与输送机实现联动运转。②进水泵房自动控制:通过累计水泵的运转时间，实现水泵的轮换运行、在有故障的状态下自动投入备用水泵，可以选择设备的投入与切除、设定目标液位值、目标液位值范围以及设备的轮换时间间隔。③旋流沉砂池自动控制:旋流沉砂池运行时，搅拌叶会持续运行，由自动控制系统定时进行排砂，与此同时，控制砂水分离器的联动运转。④氧化沟曝气量的自动控制:为了使生物池的运转能达到最佳状态，需要按照实际负荷条件和需氧量调控曝气器的开启台数及位置，自动控制系统根据生物池各点的DO值确定曝气器的开启台数及位置。⑤污泥回流量的自动控制:通过总进水水量及回流比对回流污泥泵转速进行控制。⑥加氯量控制:控制系统按照水流量大小，自动按照比例控制加氯量，同时检测消毒池出水中的含氯量，以此作为修正值，自动调整加氯量，这由余氯复合环和流量同时控制。
2、在线仪表的检测与维修
在线仪表对污水处理厂的运行有着重要的作用，是设备运行和工艺调整的依据。如溶解氧仪的运转关系到出水水质，液位计的精准关系着设备的安全，因此要注意仪表的正确安装以及定时检测和维修。
污泥泵房和进水泵房的液位计安装不能太靠近进水口，若安装位置过于接近进水口，那么液位计显示出来的数据将会是进水口处的液位而不是泵房的真实液位值，那么显示的数据是不符合实际情况的，极易造成“该泵时不能及时停泵”的情况，影响设备的安全运行，所以应正确安装液位仪的位置。
此外，污水处理厂的大部分仪表的探头内都有膜部件，若常规维护不恰当，让这些部件长期处于干燥的环境中，将容易产生破裂，需要重新更换探头，造成不必要的损耗。为了使自控系统能够正常运转，相关设备人员需要定期进行设备的检测和维修，完善维护装置，确保设备正常运转。
四、评价以及存在的问题
现在，很多污水处理厂所采取的自动控制系统的一些设备，比如说检测设备、阀门、控制开关等的精度和功能并不是特别稳定，在实际运行中还得不到我们需要的要求，误差相对较大。因此，如果简单的只靠这些电气自动化的控制设备很难达到技术上的革新和处理水质达标排放以及节约能源的标准。
虽然目前很多污水处理厂采用了ORP、DO、PH等作为电气自动化控制系统的参考数值。但是系统存在的一个很大的缺陷，当控制器无法找到ORP特征点时，污水处理仍然会按照时间来控制整个处理过程。这样就和我们事先调节好并且希望达到的工业指数有出入。
还有一个问题就是。污水水质问题。现实应用中，污水水质的检测和控制出现了滞后现象。由于本身在电气自控系统下已经达到稳定的系统，如果根据好氧池中的DO来控制曝气量，同时在中央控制器室中的数据监控来看的话，出现DO指数偏高或者偏低，操作人员立即在线调节。但是，这个过程需要的时间已经导致了滞后调节。滞后调节的后果就是可能会引起好氧池中的实际溶氧量跟控制目标值偏差很大，这就很难真正达到节能的生产效益。
最后一点就是关于维修设备的问题。很多对电气自动控制的设备所要求的设备维护规范很严格，并且我们现在用的大多都是进口的设备，价格很昂贵，这就在修理上增加了一定的资金投入。
五、结束语
综上所述，随着城市的发展，我国的污水量不断增加，这就要求我们采用更新、更先进的电气自控系统，对污水处理厂的污水进行深入的处理，提高污水厂的运行效率和质量。
参考文献：
[1]李跃磊.基于PLC的污水处理厂自控系统设计[J].自动化博览，2014(05)：46-49．
[2]胡金明.基于S7-200的污水处理厂电气自控系统[J].廊坊师范学院学报，2014(03)：54-55．
论文作者:黄松1,何永雪2
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年11月供稿
论文发表时间:2016/1/27
标签：污水处理论文; 系统论文; 自控论文; 设备论文; 电气论文; 自动控制论文; 在线论文; 《工程建设标准化》2015年11月供稿论文;