引言
2011年10月，人類人口進入70億時代，本世紀末將突破100億。這樣一來，水資源危機將日趨嚴重。為了保護環(huán)境，節(jié)約用水，我國近年來對城市污水處理的投入大幅度增加，在一般的大、中城市都建立起了污水處理廠。但限于各方面的原因，大部分的污水處理廠都是人工操作狀態(tài)，技術(shù)和管理跟不上，運行成本也相當(dāng)驚人。
據(jù)有關(guān)調(diào)查資料，目前我國各地區(qū)污水處理的平均電耗為0.29KW·h / m3，比發(fā)達國家落后10到20年，電耗差不多是發(fā)達國家的兩倍。如何提高我國城市污水處理自動化控制水平，是亟待解決的問題。本文根據(jù)自己工作中的實際，結(jié)合某廠實際，提出城市污水處理自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計，希望對普遍的自動化控制系統(tǒng)運用提供啟發(fā)。
1.自動化控制系統(tǒng)的總體構(gòu)成設(shè)計
在總體設(shè)計中，應(yīng)充分考慮污水處理工藝流程各個部分的特性，覆蓋污水處理的各個環(huán)節(jié)，如沉砂池——最初沉淀池——反應(yīng)槽——最終沉淀池——消毒設(shè)備——污泥處理等。這一自動化控制系統(tǒng)應(yīng)該包括中央控制室監(jiān)控系統(tǒng)、可編程控制器（PLC），檢測儀表，閉路監(jiān)控，避雷等。該系統(tǒng)應(yīng)該能夠及時全面地反映出污水處理過程的運行工況、工藝參數(shù)的變化等信息，保證適用性強，開放性好，保證出水水質(zhì)，節(jié)省成本，保證提高運行管理水平。
這一系統(tǒng)可以分為現(xiàn)場控制層和管理監(jiān)控層兩個部分。現(xiàn)場控制層通過現(xiàn)場控制器實施控制。這是一個實時監(jiān)控的體系，24小時全方位實現(xiàn)監(jiān)控。它實現(xiàn)了污水處理所有環(huán)節(jié)的過程參數(shù)和設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控；它還實現(xiàn)對電氣參數(shù)的數(shù)據(jù)采集，對單元過程、設(shè)備進行控制。它利用網(wǎng)絡(luò)向監(jiān)控層傳送數(shù)據(jù)，按照監(jiān)控層的控制指令，實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、報警、控制和連鎖等。管理監(jiān)控層全面采用組態(tài)軟件，數(shù)據(jù)傳輸、通訊通過開放式通訊協(xié)議進行實現(xiàn)。在運行的過程中，將形成實時數(shù)據(jù)庫，同步完成畫面的組態(tài)設(shè)置。不僅如此，這一大監(jiān)控層，還能參與生產(chǎn)數(shù)據(jù)報表計算和統(tǒng)計，通過大量的數(shù)據(jù)信息，同步降低管理的強度，使管理更加科學(xué)化、系統(tǒng)化和規(guī)范化，有力地促進管理水平的飛躍。
2.自動化控制系統(tǒng)設(shè)備選型
監(jiān)控系統(tǒng)的選型。按照某污水處理廠的設(shè)計，采用工業(yè)控制機 IPC610（研華股份有限公司生產(chǎn)）作為計算機控制系統(tǒng)中的上位監(jiān)控計算機。顯示器，選用相關(guān)配套產(chǎn)品。之所以采用該產(chǎn)品，是因為在以往的實踐中，確認其可以在工業(yè)應(yīng)用環(huán)境下，有效地提高設(shè)備的使用壽命。上位組態(tài)軟件采用RSview監(jiān)控組態(tài)軟件包（誒比集團生產(chǎn)）。現(xiàn)場控制站內(nèi)的可編程控制器選用ControlLogix系列（誒比集團生產(chǎn)），顯示器選用該系列的配套產(chǎn)品。工業(yè)以太網(wǎng)交換機選用ED6008 系列（摩沙公司生產(chǎn)），其通訊介質(zhì)為光纖。各個就地控制站選用SLC 系列控制器（誒比集團生產(chǎn)），通過DeviceNet或DH+實現(xiàn)與現(xiàn)場控制站連接。
儀表選型。建議采用進口設(shè)備，下列產(chǎn)品經(jīng)市場檢驗，為優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，如瑞士 ZüLLIG公司生產(chǎn)的溶解氧分析儀；美國哈希公司生產(chǎn)的在線COD分析儀表；日本TOMOE公司生產(chǎn)的電動調(diào)節(jié)閥門；德國恩德斯豪斯公司生產(chǎn)的濃度分析儀表；德國萊比信公司生產(chǎn)的空氣流量計等。
3.控制系統(tǒng)設(shè)計的細節(jié)說明
第一，設(shè)置超聲波液位差計，在粗、細格柵前后均進行設(shè)置，鏈接到現(xiàn)場和中央控制室電腦顯示器。通過控制數(shù)據(jù)，確定合理的工藝值，一旦前后液位差值出現(xiàn)異常，自動啟動相關(guān)程序，實現(xiàn)對粗、細格柵的連鎖啟停。
第二，在旋流沉砂池里面設(shè)置PH 計，實時監(jiān)測瞬時進水PH 值。根據(jù)設(shè)計要求，我們根據(jù)測算，確定科學(xué)合理的PH值為4.0～9.0，當(dāng)PH值出現(xiàn)異常時，中控室電腦就會發(fā)出聲光報警信號。
