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［摘要］在目前的污水處理中，自動化控制系統正發揮著越來越重要的作用，提升凈水質量、加強節約能耗、完善資源優化等優點使污水處理自動控制系統正得到越來越廣泛的應用。盡管目前我國的污水處理中的自動控制系統配備使用率已達到相當水平，但其帶來的問題也十分顯著。本文立足于目前的污水處理系統的運用現狀，以污水處理的系統構成即控制方式為切入點，分析污水處理自動控制系統的組成控制方式和存在的問題，并針對存在的問題提出改進建議，以期為相關研究工作提供有益借鑒。

［關鍵詞］自動控制系統；污水處理；故障

0引言

隨著近年來我國的工業化發展進程不斷推進，實施可持續發展戰略以應對資源與環境問題成為我國現代化建設的主題。在這樣的背景下，面對我國水資源緊張的不利形勢，如何做好污水處理控制引起了國家和有關單位的高度重視。另外，計算技術和自動化的管理控制系統逐步發展，污水處理自動控制系統正被越來越多的污水處理廠開發使用，這一自動控制系統具有節約能耗、降低成本、提高水質等優點，可以說，這種污水處理自動控制系統對于我國目前的污水處理行業來說有著十分重要的意義。

1自動控制系統的發展歷史和應用現狀

污水處理的自動控制思想最早可以追溯到20世紀70年代的美國，伴隨第三次科技革命的興起，美國不少污水處理工程將計算機控制模式引入到加藥環節，這種自動化的操作模式流程簡易、釩用量控制精確等優點使其獲得了良好的應用效果。因而自動控制系統在污水處理中得到了推廣使用，德國、日本等國也先后開展相關研究并最先實現計算機控制。經過幾十年的發展，今天的污水處理自動控制系統已經逐步發展完善，自動化程度也有了大幅度提升。污水處理中的自動控制系統，其工作原理是利用網絡通信依靠主計算機對控制設備、執行器件、檢測元件實行整體管控，實現污水處理的集中調控、集成分析和數據集中處理。目前我國的污水控制系統在經過初期的引進和中期的消化吸收環節后，已經取得了長遠發展，工業Ethernet配合FCS、PLC控制構成了我國最新一代的污水處理自動控制系統。在我國目前的污水處理自動控制系統中，主要應用FCS、PLC、DCS等控制系統進行綜合管理。其中FCS又稱現場總線控制系統（FieldbusControlSystem），其最大特點莫過于以先進的網絡傳輸取代傳統硬件傳輸，FCS利用網絡技術實現了處理現場控制器、傳感器和執行器的關聯。PLC則被稱為可編程控制系統（ProgrammableLogicControlSystem），通過計算機數據處理以加強控制執行中的可靠性和抗干擾性，實現開關量的邏輯控制。DCS，又稱集散控制系統（DistributedControlSystem），作為最新的4C控制技術，DCS能夠實現連續性的物理量監控調節，并能與PLC技術實現相互協調處理。

2自動控制系統構成及控制方式

2．1硬件系統

（1）中央監控系統。顧名思義，利用中央計算機對污水處理的每一個環節進行總體把控。中央監控系統不但要分析大量數據，還要兼備檢測和調配工作，所以系統運行時要配備相應的顯示輸出設備。中央監控系統能夠在第一時間將各項參數、機器運行狀態等數據信息在顯示屏上展現出來，能夠更合理地處理污水，反映故障信息。（2）現場控制系統。對于污水處理的自動控制系統而言，現場控制無疑是十分重要的。因此在污水處理廠，PLC更多地被用作現場控制系統的控制器。正如上文所述，PLC是一種新型的可編程控制系統。它將計算機技術應用到系統控制中，因此不少大型處理控制系統需要多臺PLC進行連接工作。PLC的廣泛應用離不開它的穩定的抗干擾性。在復雜的污水處理現場，以中央控制為核心，作業現場一般設置多個控制站以加強各部分間的控制，并以網絡作為信息連接的橋梁。PLC可以在復雜的環境下實現高效率的環境監測和數據傳輸，模塊化的管理方式也使其更容易優化運行。（3）模擬顯示系統。在自動化的控制系統中，反映數據往往要通過計算機控制下的顯示設備進行輸出顯示，因此，模擬顯示系統也是硬件系統中的重要部分。其主要作用就是輸出動態數據，進而幫助工作人員依據污水處理的實際狀況進行對應的監控管理，并對系統異常等問題進行及時反應，幫助工作人員采取相關措施。

2．2軟件系統

污水處理的自動控制系統中主要配備三個種類的軟件，主要為系統系統、數據庫軟件和應用軟件。下面就對這三種軟件進行詳細分析：（1）系統軟件。以MicrosoftWindowsNT操作系統為主，配有開放性接口，能夠應對多用戶、多任務的處理工作。（2）數據庫軟件。其作用是實現對數據的第一時間監控，并生成相關操作記錄以供數據分析，此外，數據庫管理軟件還能夠進行清晰的數據梳理工作。（3）應用軟件。在污水處理的整體控制中，應用軟件可起到十分重要的作用，具體包括生產管理數據庫、生產查詢圖形、完善日常設備管理等。相應的管理者可以輕松便捷地實現管理。2．3控制方式污水處理的自動化系統控制方式可以分成三方面：（1）遠程監控。即對中央控制室運用網絡技術對各個分散終端進行實時監管，遠程監控的廣泛使用讓技術人員可以便捷地獲取吸刮泥橋、曝氣機、水泵等設備的運轉信息進而開展控制。（2）現場監控。即利用PLC系統完成對現場的設備管控，將設備情況通過網絡傳輸及時有效地提供給PLC總站進而實現監督管理。（3）手動監控。處理現場的各個設備在進行開關轉換時都需要進行人為的手動控制和操作，較之遠程管理，手動控制更具優先性，且在應對可編程控制系統的突發故障時，能夠更易于控制操作，降低風險。

3自動控制系統存在的問題和改進建議

盡管近年來自動控制系統在我國的污水處理實踐中得到了廣泛應用并取得了長足進步，但不可否認，相關發展還十分不完善，自動化系統控制在具體操作中依然存在著十分明顯的問題。本文接下來就對這些問題予以列舉總結。

3．1自動控制系統存在的問題

3．1．1自動控制系統缺乏線上穩定性

在污水處理自動控制系統中，現場總線控制系統、可編程控制系統以及集散控制系統正不斷發展完善，系統的穩定性始終是發展的重點所在。污水處理實在是一個極為復雜的過程，系統所要處理的數據種類繁多且往往處在不斷變化中，無疑在一定程度上增加了污水處理系統的控制難度。因此多數污水處理廠在應用自動控制系統的同時，同樣需要工作人員在現場進行操作管理，并針對分析結果進行對應的管理工作進而保證系統運行的穩定。

3．1．2自動控制系統受制于多種限制因素

在我國，不少已經建成投用的污水處理廠存在著設備、人員方面的限制性因素。其中，不少污水處理廠自控技術落后，處理效能與管控權責不明，配套設施匱乏，設備管理漏洞百出。隨著對應的排放標準提高，污水處理自動控制設備的知識儲備出現了明顯不足，工作人員無法掌握引進設備的操控技巧，而單一的培訓方式也不能從根本上解決內部員工的問題。

3．1．3自動控制系統控制力缺失

我國目前的污水處理廠中普遍設置了監視措施，但實際的管理效力卻往往不能達到預期要求。一方面，相關工作人員數據分析能力有限，當工作人員不能處理好相關數據時，自動控制系統也就失去了其原有的控制執行效率。工作人員的疏忽還體現在污水處理中的節能減耗問題上，有關人員往往不能認識到能源與經濟效益的關系，這種不合理的操作也造成了對于污水處理廠的風險投資被限制。另一方面，經管自動控制系統在處理污水時能夠保障一定的排放標準，但相關管理部門卻不能產生足夠的重視，與風險投資者也缺乏必要的溝通，因而各種各樣的限制因素造成了不利于污水處理自動控制系統的推廣和使用。

3．1．4自動控制系統本身的缺陷

盡管近年來污水處理的自動化控制系統進步迅速，但許多技術方面的缺陷不可避免。例如自控技術及相關軟件存在缺陷、儀器設備不規范等。由于許多關鍵技術由國外引進，因而工作人員在處理過程中很容易出現操作不當的問題。以污水處理的探頭控制為例，相關數據的采集很有可能會因為污水的淹沒而出現問題，且污水中的成分構成十分不規則，導致探頭被纏等情況影響最終的數據分析，情況嚴重時還有可能造成設備損壞。

3．2自動控制系統今后的改進建議

針對上文所述的污水處理自動控制問題，本文在進行分析總結后提出了相應的改善思路以供相關行業研究者參考借鑒。（1）保障自動化控制系統的穩定性，由于污水處理的自動化控制系統依靠總線控制因而尚存在線上的不穩定性。因而污水處理廠應當對系統的穩定性管理足夠重視，加派必要的工作人員參與到污水處理系統的管理中是十分必要的，依此來彌補系統不穩定性所造成的數據誤差。（2）重視工作人員的技能素養構建，加強專業人員的培訓指導，并通過專業人員對廠區的工作人員進行必要的技術引導，進而完善設備的使用，規避因為工作人員操作不當而產生的事故。（3）要不斷拓展智能控制在污水領域的管理深度，完善配套的管理措施。避免出現模糊操作、理論控制等。同時，利用仿真建模的手段，針對市場化需求改革污水處理技術，并與其他控制應用相結合，從而提升系統的管理控制效率。最后是將污水處理與信息技術相結合，將數字網絡技術應用到自動控制中，應用最新的遙感控制技術，完善機械化的操作流程，為現場工作人員減輕工作壓力與負擔。

4結語

綜上所述，隨著我國的工業化發展，自動控制系統正越來越多地被應用到污水處理領域，并取得了十分顯著的成績。與傳統的污水處理工藝相比，自動化的控制系統污水處理效率更高，污染物排放更少，資源利用率也得到了大幅度提高，社會效益和環境效益得到了保證，因而在污水處理中應用自動化的控制系統是有積極意義的。但與此同時，我國的污水處理自動控制系統也存在著許多問題。首先是我國的技術起步晚，核心科技多由國外引進，自主研發能力弱，因而實際操作效率要明顯落后于西方發達國家。其次是相關技術配備缺失，污水處理儀器精度低，因而國家和相關領導企業應當加強投入力度，推動核心技術的研習進而縮小與世界先進水平的差距。隨著我國科學技術的發展，應當抓住現代系統的核心技術，推動科學與信息的一體化進程，使自動管理系統更好地為污水處理系統服務，這樣我國的污水處理行業將會取得更大的進步。相信經過不懈的努力，自動控制系統將會在污水處理中發揮更加重要的作用。

主要參考文獻

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作者:馮鋒 單位:太平洋水處理工程有限公司