城市污水处理自动化系统技术分析与探讨

陈国钦

摘要：随着我国水资源短缺状况的日益严重，污水处理成为人们不得不考虑的问题。而城市污水处理自动化系统则在污水处理中占有重要作用，不仅可以节省诸多人力、物力成本，还能够提高效率，保障污水处理的质量。论文结合笔者研究，探讨了城市污水处理自动化系统的组成部分，并分析了该自动化系统的技术要点。

关键词：城市;污水处理;自动化

1.城市污水处理自动化系统的特点

为了安全、科学、有效地控制和管理城市污水，使管理人员能够在监控中心控制室全面了解城市污水处理的运行情况，并对城市污水泵站及处理厂进行控制从而减少人力物力的投入，提高自动化管理水平。因此建立和完善城市污水处理自动化系统是非常必要的，自控系统应能实现以下几大功能：

1.1数据采集

自动化控制系统能对城市污水厂中各种仪表（液位、流量、有害气体浓度;水泵电机电流、电压等）模拟量信号的采集和整定，监测各泵站每台排水泵启停状态、保护状态、故障判断等开关量进行采集。

1.2自动检测

自动检测功能是利用计算机和PLC的高速运行特性，自动、连续地检测并记录和显示泵站过程参数（液位、流量、电流等），以及设备的运行工况（自动、手动、运行、停止、故障等）。

1.3自动保护

计算机和PLC自动连续地检测生产数据、设备运行状况。并进行综合分析，综合判断用户生产过程中有可能发生的事故，自动报警和自动采取措施防止事故的发生和扩大，保护人身和设备的安全等。

1.4自动控制模式

远程切换各设备的控制模式（自动、远程、现场）。计算机和PLC能根据工艺条件和控制要求，按规定时间周期设定的逻辑顺序或控制算法等自动地启动或停止某些设备交替运行以及对设备运行状态进行自动调整等。

1.5系统组态和参数设定功能

授权工程师可对系统进行组态和参数设置。

1.6管理功能

根据泵站运行过程工艺仪表采集到的数据，设备运行中状态和电气数据和其它信息等，协调和管理泵站运行过程的调度，绘制趋势曲线图等，并可以打印需要的图表或报表。

1.7人机界面

通过现场工业以太网将视频传输至监控中心，实现实时监视、视频数据存储、回放，并可远程控制摄像机的变焦，拍摄方向。将监测数据与视频在现一界面上显示，可以同屏监测多个设备视频和数据，也可以切换成单个设备的视频与数据显示。

1.8报警功能

通过报警功能，污水处理自动化系统就能够及时报告系统与设备运行过程中可能存在的隐患、问题，并且能够针对一些问题给予适当的处理意见，方便工作人员及时查看、处理与维修。

1.9其它功能

可以在界面上任意增加、减少所有监控的设备，可以增加、修改及删除软件功能模块，预留与其他系统的通讯接口。

城市污水处理自动化系统结构图如下：

2.城市污水处理自动化系统要点分析

2.1通信网络

现场站与中央控制室之间支持工业以太网通信，支持光纤通信及通过无线GPRS进行数据通讯。其中VPN是一种利用公共网络资源来建立私有数据通信的网络的技术，它可以使企业利用公众网的资源将分散于各地的分支机构和客户的活动动态地连接起来，为企业级用户提供比专线价格低廉和高安全性的资源共享和互连的服务，具有同私有网络相同的安全性、优先级特性、易管理性和稳定性，可以满足客户对企业内部局域网与远程用户间无缝连接的要求。

2.2监控中心

中央控制室计算机监控系统的硬件设备由操作员站计算机、工程师站计算机、交换设备、打印机、UPS不间断电源等构成计算机局域网，网络中各计算机互相通迅、资源共享。监控中心具有控制、通讯、数据管理、数据采集、数据记录、报警、趋势、报表生成等功能。工程师站可进行计算机管理、编程、日常维护，并具有操作员站的全部功能;在操作员站上，值班员能进行操作控制和监视生产运行状态。

2.3 监控软件的简介

2.3.1 SIMATIC WinCC

西门子的组态控制软件SIMATIC WinCC是第一个使用最新的32位技术的过程监视系统，具有良好的开放性和灵活性，用来处理生产和过程自动化，它提供了适用于工业的 圖形显示、信息、归档以及报表的功能模板。高性能的过程藕合、快速的画面更新、以及可靠的数据传送使其具有高度的实用性。该系统既保留了手动控制功能，又在此基础上添加了远程自动控制功能和大量的数据存储和分析统计功能。

2.3.2 INTOUCH软件

INTOUCH软件是由美国WONDERWARE公司开发的实时监控软件，具有开放性好，兼容性优越，设备驱动齐全，功能完善强大等诸多优点，可通过互联网或工厂内部局域网发布工厂时实时信息，为工厂内部不同部门，不同级别的用户提供最好的显示和相互作用方式。

2.4 PLC的选择

对于污水处理自动控制系统来说，在选择PLC时，应该从以下几个方面进行考虑。首先，PLC作为污水处理自动化控制系统中的核心，必须具备稳定可靠的特点，以便能够进行数据的预处理和集中传输，并能够在故障发生时提供一定的保护能力。其次，在控制分站中，控制器必须具备独立控制各项分区，完成分区任务。最后，当控制站内的控制量一旦发生变化，能够根据原先制定的预案采取措施，调整相关部分设备。

3.总结

综上所述，城市污水处理工作既有利于环境的改善，又能够为节约水资源作出巨大的贡献，是关系到国计民生的一项重要系统。为此，必须对城市污水处理系统加以重视，这就要求相关部门工作者不断钻研，在现有基础上努力开拓进取，不断提高污水处理的质量和效率。