【谷騰環(huán)保網(wǎng)訊】與其他行業(yè)相比，污水處理系統(tǒng)面臨著非常復(fù)雜多變的生產(chǎn)條件和處理過程，單純通過人工經(jīng)驗控制很難實現(xiàn)良好的處理效果，同時也缺乏經(jīng)濟效益性。

而且近年來，隨著國內(nèi)排放標準的日益嚴格，大部分污水廠都進行了提標改造，污水處理工藝、設(shè)備進一步復(fù)雜化，人員工作量大幅提高。

因此，從主觀和客觀上都需要建立一套應(yīng)用于污水處理過程的自動化控制系統(tǒng)。

PLC自動控制系統(tǒng)適應(yīng)污水處理廠設(shè)備分散、控制點多及控制信息復(fù)雜的要求，成了污水處理廠自動控制系統(tǒng)的首選。

什么是PLC？它有哪些優(yōu)勢？

1、PLC的概念

PLC的英文全稱是ProgrammableLogicController，翻譯過來就是可編程邏輯控制器。

它是建立在計算機技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)和通信技術(shù)基礎(chǔ)上得以研發(fā)和應(yīng)用的現(xiàn)代自動化控制技術(shù)，屬于一種作為存儲器的可編程程序，具有可編程、存儲、數(shù)據(jù)處理、邏輯運算和順序控制等功能特點。

同時，PLC也具有定時、自動控制等功能，用戶能夠通過程序編寫和輸入來達到電氣自動化控制效果，實現(xiàn)水處理系統(tǒng)設(shè)備聯(lián)動控制，降低人工操作誤差概率，大幅提升水處理效率。

2、PLC的應(yīng)用優(yōu)勢

由于污水處理本身的復(fù)雜性，很多污水廠會在實際處理過程中選用繼電器來控制水處理系統(tǒng)。但繼電器的使用往往存在一些弊端，比如：

在繼電器安裝時，線路鋪設(shè)復(fù)雜；線路程序一經(jīng)確定難以更改，后期系統(tǒng)運行維護工作艱巨；線路復(fù)雜導(dǎo)致水處理系統(tǒng)故障難以排除、維修不及時，最終影響水處理系統(tǒng)的整體的運行效率和安全性。

而采用PLC電氣自動化控制，能夠有效提升水處理系統(tǒng)運行的可靠性與穩(wěn)定性。

首先，其運用無線通信傳輸，能夠有效避免線路帶來的問題；其次，能通過傳感器對水處理系統(tǒng)進行實時的監(jiān)控，降低能耗和水處理系統(tǒng)的故障率，節(jié)省運維成本。最后，能夠?qū)崿F(xiàn)水處理系統(tǒng)運行的優(yōu)化和生產(chǎn)的智能化水平，實現(xiàn)信息化管理，降低能耗和運行成本。

PLC系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用

1、PLC系統(tǒng)的主要功能

PLC控制方式選擇

一般來說，控制方式采用三級控制方式，具體如下：

第一級：自動控制方式：即PLC根據(jù)控制程序和現(xiàn)場采集的各種實時數(shù)據(jù)自動進行操作控制，無需人為干涉，簡稱“自動”；

第二級：中控控制方式：即由中控值班室操作員站，現(xiàn)場操作站或觸摸屏等下達各種操作指令對設(shè)備進行操作控制。簡稱“單控”；

第三級：手動控制方式，即操作人員在設(shè)備現(xiàn)場通過電氣控制柜對設(shè)備進行操作控制。此間控制由電氣回路實現(xiàn)，PLC不參與。簡稱“手動”；

三種方式的控制級別由高到低依次為：手動、單控、自動。

PLC在線監(jiān)視功能

將PLC自動控制系統(tǒng)應(yīng)用于污水處理中，利用其數(shù)據(jù)采集功能可以實時監(jiān)控污水處理的情況。

具體來說，就是在工控軟件支持下，中控室的計算機屏幕上可以動態(tài)顯示工藝流程變化，并提供圖像支持。

工作人員實時在線了解污水廠現(xiàn)場的設(shè)備運行狀態(tài)、儀器儀表檢測數(shù)據(jù)等重要參數(shù)，然后根據(jù)屏幕上顯示的異常情況做出應(yīng)對調(diào)整。

PLC故障報警功能

在污水處理的過程中，PLC自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用所起到的功能就是故障報警。

如果設(shè)備出現(xiàn)故障，PLC系統(tǒng)會按照事先制定的預(yù)案啟動故障報警功能并對故障進行初次處理，主要采用顯示報警聲音、畫面方式提示污水廠工作人員對故障進行處理。

系統(tǒng)中報警窗口的設(shè)計分為當(dāng)前報警和歷史報警兩個。當(dāng)前報警只顯示目前仍存在的報警信息；歷史報警則顯示的是經(jīng)過處理的、復(fù)位的報警信息。

PLC實時管理功能

PLC系統(tǒng)能夠?qū)芫�工藝資料及處理的數(shù)據(jù)等進行分析、歸類，并存儲在數(shù)據(jù)庫方便管理使用。具體表現(xiàn)為：

管線狀態(tài)參數(shù)的顯示。如污水處理廠線路走向、全線設(shè)備構(gòu)成及全線工藝流程等圖表、數(shù)據(jù)。

操作過程實時記錄。對污水處理過程中涉及的各項操作按照時間順序進行實時記錄，并存到數(shù)據(jù)庫中，必要時可以進行打印；做到污水處理全程操作有據(jù)可查、確保工作人員安全規(guī)范操作。

操作分級安全管理。PLC系統(tǒng)中的所有操作都設(shè)置了保密級別，操作與維護相分離，使用各自賬號、密碼登錄，不同級別賬號、密碼完成的操作不同，系統(tǒng)全程記錄進入人員的操作信息。

PLC趨勢分析功能

PLC系統(tǒng)中的趨勢分析功能，是為了幫助操作人員根據(jù)運行趨勢及時采取相關(guān)措施進行處理的功能。它主要以曲線方式顯示，分為歷史趨勢和實時趨勢。

歷史趨勢記錄的是設(shè)備、儀器、儀表過去的運行狀態(tài)，可以查看過去某一時刻的設(shè)備、儀器儀表的具體趨勢。

實時趨勢記錄的是當(dāng)前生產(chǎn)過程中各設(shè)備、儀器儀表的工作狀態(tài)變化，可以依據(jù)實時趨勢信息對設(shè)備進行調(diào)度管理。

PLC連鎖保護與報表生成功能

PLC系統(tǒng)中的連鎖保護功能，主要是為了防止一個設(shè)備出現(xiàn)問題而造成其他設(shè)備損壞的事故的出現(xiàn)，為提高設(shè)備保護能力而設(shè)計。

報表自動生成則是該系統(tǒng)的一項基本功能，主要配合重要操作數(shù)據(jù)、故障處理等的打印查看、備案及供工作人員參考。

2、PLC在污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC用于污水處理系統(tǒng)中的主要工藝單元，可以有效促進處理效率的提高

預(yù)處理系統(tǒng)

格柵系統(tǒng)將螺旋輸送機、格柵機組、超聲波液位計作為主控對象。

在粗格柵和細格柵的位置安裝一臺超聲波液位差計，用來測量和對比液位差。該控制在監(jiān)控計算機上可以設(shè)置液位控制和定時控制。液位控制應(yīng)用的關(guān)鍵在于對格柵機的啟�？刂瓶扛駯诺那昂笠何徊頟LC來實現(xiàn)自動啟動停止控制。

中間提升泵

提升泵主要是根據(jù)液位的高低對提升泵的啟停進行自動控制。

當(dāng)泵有故障出現(xiàn)時，故障泵會自動切出PLC自控程序，備用泵會的自控程序會自動切入，確保泵的運行時間基本是相同的。

除碳生物濾池單元

PLC控制除碳生物濾池中的自動沖洗等工藝流程。

在PLC的控制下碳生物濾池沖洗流程中首次快速排水、氣洗準備、氣洗、氣水混沖、延長氣水混沖、漂洗、最后排水、熟化等步序自動完成。

反硝化生物濾池單元

PLC控制反硝化生物濾池中的自動過濾，自動沖洗等工藝流程。

自動根據(jù)進水流量選擇過濾個數(shù)，過濾時間長的濾池先啟動，過濾時間短的濾池優(yōu)先停止，保證濾池過濾、沖洗和等待的自然輪換。

加藥單元

PLC根據(jù)進水流量計和溶解氧、硝態(tài)氮等水質(zhì)儀表，自動控制乙酸鈉投加量，有效地去除水中氨氮。

PLC根據(jù)進水流量、原藥濃度、投加濃度等參數(shù)自動計算出需求流量，將需求流量作為PID調(diào)節(jié)設(shè)定值，將聚合物加藥泵出口流量計作為PID控制反饋值，PID閉環(huán)投加，保證了聚合物投加的連續(xù)性和準確性。

污泥脫水系統(tǒng)

根據(jù)污泥混合池出口污泥濃度計，自動調(diào)節(jié)離心脫水機進泥量和加藥量，保證污泥脫水系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運行。

PLC與DCS有什么區(qū)別？如何選用？

PLC的發(fā)展是基于制造業(yè)的現(xiàn)場控制需求，而DCS的發(fā)展是基于化工、電力行業(yè)的連續(xù)過程控制和監(jiān)控。它們的區(qū)別主要體現(xiàn)在三個方面：

面向的對象不同：PLC面向一般工控制領(lǐng)域，通用性強；而DCS偏重過程控制，用于化工、電力等行業(yè)。

DCS強調(diào)連續(xù)過程控制的精度，可實現(xiàn)PID、前饋、串級、多級、模糊、自適應(yīng)等復(fù)雜控制，而PLC僅具有PID功能，控制精度不如DCS高。

DCS系統(tǒng)具有功能強大的軟件包，可針對性地開發(fā)軟件（工藝參數(shù)配置和控制算法），相較于PLC應(yīng)用更方便。

從區(qū)別上看，DCS是要優(yōu)于PLC的，但DCS的缺點也有很多：

1、DCS的通信協(xié)議是封鎖著的,不同廠家的DCS之間和上層網(wǎng)絡(luò)之間很難能實現(xiàn)相互連接，彼此之間信息是封閉的，通訊標準也是不一樣的，各用各的，在自動控制系統(tǒng)中彼此也不兼容。

2、事實上，DCS僅可達到半分散，由于這個原因整個系統(tǒng)的接線將會異常雜亂，從而導(dǎo)致一個很簡單的控制線路，它的傳輸信號經(jīng)過的路線會很長，這將觸發(fā)好多的問題。

3、DCS的檢測和控制是通過模擬信號，從而導(dǎo)致了控制系統(tǒng)中的各個設(shè)備之間，系統(tǒng)之間,整個系統(tǒng)與外界之間是沒有信息交流。同時，模擬信號的傳輸精度比較差，還會受到外界因素的干擾。

4、如今的DCS廣泛使用輸入輸出卡件，這就造成系統(tǒng)的檢測和控制信號達不到預(yù)期的要求，在整個的系統(tǒng)中傳輸線比較長,同時還要進行A/D和D/A的轉(zhuǎn)換，這樣會大大增加系統(tǒng)的誤差和故障。

從發(fā)展的角度來看，各種控制方法都在漸漸融合，特別是PLC，已經(jīng)能完成DCS的絕大部分功能，并能做冗余或熱備，模塊也可以帶電插拔。

至于選用PLC還是DCS，主要取決于面向的對象。比如，電力行業(yè)主設(shè)備通常選用DCS控制系統(tǒng)，而相對比較獨立的污水處理車間通常選用PLC控制。

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