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摘要:改革開放以來,我國經濟發展猶如燎原之勢,工業發展進程也在持續加快,與此同時,我國環境污染現象越來越嚴重,需要引起政府及有關部門的重視?,F階段,在環境污染中水源是重要污染源,城市的污水排放量正在逐年增加,導致我國的環境污染問題日趨嚴重,加強對污水的處理迫在眉睫。傳統污水處理工藝具有復雜性,且強度較大,使得污水處理效果比較低。將電氣工程自控系統應用于污水處理之中,不僅能夠進一步提高污水處理的自動化水平,同時還能使污水處理的效率得到大幅度提高。因此,在污水處理工藝中應用電氣工程自控系統具有非常重要的現實意義?;诖?,文章主要對電氣工程自控系統在污水處理工藝中的運用進行探索。
關鍵詞:電氣工程;自控系統;污水處理工藝;具體運用
現階段,我國污水排放量不斷增加,而傳統的污水處理方式由于污水處理效率低,污水處理質量難以得到保障,已經沒法滿足現代污水的處理需要。將電氣工程自控系統合理地應用于污水處理工藝中,可以很好地滿足現代污水處理的需要,實現我國城市建設的更好發展。
1電氣工程自控系統概述
電氣工程自控系統是指利用計算機軟件與硬件、PLC實施有效控制的人機操作系統。操作人員利用計算機系統對每一臺設備進行控制,從而確定控制對象的控制量。在對污水進行處理的過程中,電氣自控可以實時監督控制污水處理整個過程的各項參數,把采集到的數據傳輸到計算機中實施分析、校正以及驗證,從而發出合理的指令,優化控制整個處理工藝。開展污水處理工作的時候,電氣自控系統主要可以分為PLC和VB程序設計,其中PLC程序設計是指對自動化的控制系統進行負責,VB程序設計是指通信PLC與PC端。
2電氣工程自控系統在污水處理工藝中的應用
2.1PLC控制站設計
在開展污水處理工作時,因污水處理工藝具備不穩定的性能,會對污水處理水平造成直接影響,而應用PLC控制系統可以很大程度提升污水處理控制水平。首先,在進行污水處理時,可以科學設計PLC控制站,這樣相關處理人員就可以全方面了解生活和化學污水排放完成之后在系統中的停留時間,也可以了解污水處理中發生的化學反應,并且與污水內的微生物新陳代謝相結合,綜合處理吸附在微生物表面中的細菌,以此防止水資源二次污染的發生,使水分子可以得以快速地氧化和分解。其次,需要與污水處理廠中的污水處理流程相結合安裝PLC控制站(包含各項檢測儀器儀表),同時把污水處理中心控制室建設在地面,在電氣工程自動系統中應用PLC控制系統。這一系統采用的控制模式非常先進,通常情況下,是采用開放式計算機網絡、流行通用組態軟件以及PLC模塊。在進行系統配置中,相關工作人員要根據不同的工藝處理流程來設計。此外,在污水處理廠內部進行監控系統設計時,作為設計人員需要嚴格遵守分層分布的設計原則實施設計工作。其中,電氣工程自控系統主要分成為現場控制單位和中控室層,通過充分利用PLC模塊使監控設備的監督管理功能得以充分發揮,現場監控單位既要能接收中控室層的各項指令,把指令傳輸給中控室層,在系統內部形成較為獨立的網絡監控系統,還需要與PLC模塊的運行情況相結合,確保設計人員可以獨立地完成對污水處理廠內部各項設備的監督管理。
2.2中間控制層
中間控制層主要是對各個監控站和控制站進行銜接,一般為了將各站點之間的銜接工作做得更好,在選擇網絡時主要以光纖工業以太網或比較成熟的工業總線網絡為主,再通過對PLC控制的混合結構通信方式的使用,對各設備的運行情況進行數據的監測、采集和分析等處理工作。該污水處理廠共有3個現場控制站點:1號站點的控制箱被設置在細格柵間配電室的內部,這一站點內所控制的運行設備有電動進水閥、變頻分離器等;2號站點的控制箱則被設置在了污水廠的變電所處,這一站點所控制的運行設備有相應的攪拌器、排泥泵、曝氣機等;3號站點的控制箱則被設置在了污泥回流泵房內,這一站點所控制的運行設備主要以帶式壓濾機為主。一般情況下,在對運行設備的控制器進行選擇時,往往會在中間控制層的站點之中進行選擇,從而使其成為整個控制系統內的控制器,再以加強傳輸功能的網絡為媒介,可以了解各個運行設備的運行狀態,并且還能將所收集到的數據信息進行及時的分析,能夠及時地找到設備的故障所在,進而采取有效的措施加以處理,確保各運行設備的更好運行。
2.3設置智能設備層
智能設備層的設置能夠實現在無人看守的情況下,實現各運行設備自動化的控制和管理,從而實現各設備的高效、穩定運轉。在對智能設備層在進行設置的時候,需要將變頻器、流量計以及熱電阻等智能設備設置在每一個控制站點之內,這樣便于智能化的設備將所采取到的設備運行數據以信號的形式傳輸到PLC系統。值得注意的是,在對大型或者中型的污水處理廠進行智能設備層的設置時,是以現場總線網絡方式進行布置的。如果是對小型的污水處理廠進行智能設備層的設置,則需要通過星型拓撲結構來進行布置。在將自動化儀器儀表和控制設備進行連接時,需要使用硬接線電纜實施連接。
2.4實施在線儀器監測
通常情況下,污水處理廠要將脫氮處理的污水集中在污水池中,再按照一定的比例分配為硝化段和反硝化段。因此,可以引入在線監測的檢測儀器實時監督控制硝化反應段與反硝化反應段,從而準確地檢測器溫度、流量以及pH值、分子氧等影響反應的含量,將部分不符合實際情況的范圍調整到合理指標范圍之內。此外,在線儀器檢測系統還可以通過利用自動化技術,使得儀器可以很長時間監督控制污水段,監控污水變化情況。另外,整合數據后可以更加科學合理地應用技術。此外,污水處理廠還會在污水廠污水排口安裝檢測儀器,對脫氮后的水是否與放回大自然標準相符合進行把握。
2.5完善控制體系,實現全廠監控污水處理廠
在自控系統的設計中,應實現中控室系統結構的完備性,從而實現全廠監控覆蓋。(1)在電氣與自控設計中,要著力完善控制體系,通過高功率系統的創設,更好地滿足實際需求,如在監控計算機的選擇中選擇計算機軟件進行集中控制,保障自動化控制體系的控制功能。(2)全自動化控制對自控系統設計有更高要求,要求系統構建應著眼于全局,能夠基于各流程要素的設計,實現對程序的升級改進,以更好地提高控制效率。(3)污水處理廠要優化計算機控制體系結構,特別是在自控體系建設中,要從實際需求出發,通過全廠監控設計,提高自控效率。
3污水處理中電氣自控系統影響因素及設計要點
(1)污水處理廠在進行污水處理的過程中,對于電氣自控系統的應用,還會受到檢測儀器的影響,主要體現在一部分的檢測儀器工作穩定性不夠,如在對深度除磷處理的亞硝酸氮進行檢測時,檢測設備的不穩定性將會導致最終所檢測的結果有所偏差;(2)電氣自控系統中的傳感器往往只發揮出了其相應的檢測功能,在對污水處理過程中的污水流量控制及前饋控制等方面并沒有發揮出其應有的作用;(3)早期的污水處理廠在進行自動化設備的應用時,配備的自動化設備和儀器性能大多較低,在排放標準提高的同時要想構建健全的自動系統需要克服許多方面的問題。為了保證污水處理廠的電氣自控系統能夠更好地運行,針對以上3個方面的問題,需要采取有針對性的措施加以解決。比如,在對自控系統進行設計的時候,需要在每一個工藝階段都按照無人看守的原則來設計,并且對于整個設計過程中所使用到的電氣設備,都需要保證其可靠性和穩定性,從而確保其在工作的過程中能夠高效運行。此外,為了實現對傳感器的高效利用,需要充分利用中控室層來實現對設備運行的監控和控制,并且需要將PLC的作用充分發揮出來,實現監視和控制功能的獨立完成。針對落后的設備,需要及時進行更新換代,確保相關設備運行的高效性。
4結束語
綜上所述,在城市建設中,污水既污染了環境,也嚴重威脅人們的日常生活,因此必須高度重視污水處理問題。在污水處理中選擇科學合理的方式是非常重要的,而電氣自控系統的運用具有非常顯著的效果,可以很大程度提高污水處理的質量和效率,改善生態環境,促進經濟與環境的和諧發展。
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作者:魯剛 單位:長春市市政工程設計研究院