浅析污水处理中智能控制的应用及要点

摘 要：将智能控制技术应用到污水处理当中，解决我国城市化污水问题，该智能控制软件是视窗控制中心，它是西门子最经典的过程监视系统，已成为市场的领导者，乃至业界遵循的标准。WinCC能为工业领域提供完备的监控与数据采集（SCADA）功能，涵盖单用户系统直到支持冗余服务器和远程 Web 服务器解决方案的多用户系统。它具有良好的开放性和灵活性，采用了工厂智能，助力用户实现更大程度的生产过程透明化。本文以下针对污水处理中智能控制的应用以及要点进行分析。

关键词：污水处理；智能控制；应用及要点

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.121

随着我国现代经济技术的不断发展前进，近些年来，把以往处理污水的理论与逻辑等人工智能技术相结合，充分的发挥人类的控制知识与复杂系统进行控制，逐渐形成智能控制应用[1]。对于我国城市化污水处理系统的特点比较多，建立一个精准数学模型通常是比较难以完成，因此，污水处理系统智能控制多半都是属于目的性的控制，需要消化生物耗氧量，与外部环境的干扰有直接的影响[2]。在处理的过程当中费用比较低以及达到相关的标准时间比较漫长，为此，随着对污水处理的进一步优化分析，污水处理自控技术也得到了相应的研究，特别是针对智能控制理论的分析，为污水处理技术提供了良好的铺垫[3]。

1 智能控制在污水处理中的应用情况

从智能控制的角度去分析，污水处理系统具备较强的非线性和不确定因素等特点。针对这些智能控制情况，基于模型的传统控制技术体系将面临着很大的困难，而智能控制不同于以往的模型，是具备精准的数学模型形成的。在智能控制中的多种方法当中，模糊控制以及神经网络等都是比较经典的处理方法，近些年来由于我国科技比较发展研究出智能控制系统等。SIMATIC WinCC（Windows Control Center）--视窗控制中心，它是西门子最经典的过程监视系统，已成为市场的领导者，乃至业界遵循的标准。WinCC能为工业领域提供完备的监控与数据采集（SCADA）功能，涵盖单用户系统直到支持冗余服务器和远程 Web 服务器解决方案的多用户系统。它具有良好的开放性和灵活性，采用了工厂智能，助力用户实现更大程度的生产过程透明化。

1.1 模糊控制系统应用情况

模糊控制系统是根据模糊结合语言和变量以及模糊逻辑推理为主要基础的智能控制方法，该系统来源于很多专业经验和领域知识总结出若干条模糊控制规则，从而构成一些不确定性因素的关系，通过被控制系统输出的数据存在一些误差变化和模糊关系的推理合成获得很多控制量，从而对系统化的控制进一步的优化。模糊控制系统是目前我国处理污水领域中最有价值的智能控制方法，智能控制是采用基本规则的模糊控制器进行制作，并且通过启发式的规则导入工作员的经验。智能控制的组成是由综合布线系统和安全防范系统组成，其中智能控制系统主要作用并不是针对网络系统，目前可以有效控制污水主要有灯光照明设备等，而与之相对应手段则是开关面板和控制器的人机交汇。工业控制组态软件是可以从可编程控制器、各种数据采集卡等现场设备中实时采集数据，发出控制命令并监控系统运行是否正常的一种软件包，组态软件能充分利用Windows强大的图形编辑功能，以动画方式显示监控设备的运行状态，方便地构成监控画面和实现控制功能，并可以生成报表、历史数据库等，为工业监控软件开发提供了便利的软件开发平台，从整体上提高了工控软件的质量。其设计思想应遵循以下原则：功能完备、方便直观、降低成本。本工程的监控组态软件选用了WinCC 7.2，其原因之一是因为WinCC是目前所有组态软件中功能比较强大的一种，二是考虑到下位机选用的是S7-1500PLC及其编程工具STEP7，与WinCC同为德国SIEMENS公司的产品，WinCC本身提供S7-1500PLC的驱动软件，因此使PLC与上位计算机的联接可以变得非常容易。

智能控制系统的主要包括，生产过程自控系统、全厂视频监控及安防系统等部分。现场可控设备可交给PLC进行自动控制。操作人员可通过对触摸屏监控界面的操作，启停设备及修改相关参数的设定。自动实现满足工艺运行要求的自动化控制，如恒压、恒流、恒温、连锁、联动、报警等自动过程，并能修改工艺参数设置点。现场可控设备可由操作人员通过就地箱、电动头控制，也可交给PLC进行自动控制。操作人员可通过对触摸屏监控界面的操作，启停设备及修改相关参数的设定。本地自动实现满足工艺运行要求的自动化控制，如恒压、恒流、恒温、连锁、联动、报警等自动过程，并能修改工艺参数设置点。手动与自动实现无扰动切换。

中央控制系统，配置了实时监控软件的中央监控服务器，用于与现场PLC子站相连的工业网络交换。中央监控服务器、中央操作计算机、工程师站等作为管理人机接口，配置良好的人机界面。实现远控实时接收PLC采集的各种数据，，监测全厂工艺流程和各细部的动态模拟图形。操作人员可通过对上位机监控画面手动操作完成现场可控设备的遥控，以及相关运行参数的修改。

全厂视频监控及安防系统采用模拟传输与数字存储相结合，矩阵切换主机可以把每一个监控点的图像人工（或自动）切换到与主机相连的监视器上显示；在中控室通过硬盘录像机实现全厂全程录像；通过矩阵主机主控键盘/副控键盘控制可控云台及可变镜头，实现全范围监控。

1.2 专业系统控制

专业系统控制是智能控制的一种知识点，也可以称之为专家智能控制系统。该系统是将专家的理念融合到系统当中，在未知的环境下模仿专家的智能技术和理念推测，从而实施对系统的控制作用。目前很多国外的专家控制在污水处理当中采用的次数比较多。建立综合性控制系统对污水进行检测并且采用合理化的处理，与实际操作相对比，该智能控制系统由于是根据多个软件组成的模型体系，在处理污水时各种在线传感器的原始参数。各种模型通过使用存储形式分布在各个数据模型当中，从而有效的弥补了以往单一形式的控制系统。整个智能控制系统当中针对污水处理设计，都是通过基本设计的模型仿真程

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序对生物反应器进行检测。仿真智能控制检测结果表明，该专家都是控制系统对比常规的控制具备良好的稳定性。污水处理项目上位SCADA系统目各个环节模块的展示，设备的控制，设备运行状态的展示，以及数据的存数，查询。同时参与了大部分工艺的自动化控制，提高了整个项目的信息化程序。实现相关设备的自动控制，自动监测及相关设备的运行参数，达到远程监测与控制、远程视频监视、数据共享的水平，实现二期项目的信息化管理。

2 智能控制污水处理设计

污水处理设计是可以通过智能控制编程的各种数据采集等实现操作，从而发出相应的指令并且监控系统运行是否能够正常的进行图形编辑功能，根据动态的形式显示监控设备的运行状态，通常比较方便形成检测系统和智能控制操作，并且还可以实现数据自动储存等功能。为污水处理技术提供了良好的智能控制平台，从而整体的增加了污水控制处理的质量问题。

我国智能控制总线标准比较复杂，与总线标准的通讯协议也并不相同，这样在技术中比较难以管理，想要实现起来也比较困难。智能控制系统是安装总线的重要基础，通常应用在智能控制污水处理总线标准中，相对于其他的总线标准来讲更有说服力和规范化。但是该总线现在所提供的操作都是通过特定的系统软件来设置操作命令，对于一般的用户来讲要使用专业性的软件来控制电器，所以，需要设计一种应用固定程序控制，使用户通过该应用程序就可以轻松的实现智能控制，即可成为用户提供一个可操作的软件，该用户可以通过软件来向电器发送指定命令。

3 总结

综上所述，本文以上讲述污水处理中智能控制的应用及要点，其主要目的在于通过一种普遍认可的总线标准来实现对污水处理智能控制的使用操作，同时也是对于日后相关的总线新添加的设备体系标准相同基本使用。在遥远的未来，没有智能控制系统的污水处理将会成为现代不能上网的住宅一样落伍，相信在不远的未来，我国智能控制的应用在污水处理中会取得更大的成绩。

参考文献：

[1]刘建勇，周雪飞，薛罡等.智能控制在污水处理中的应用现状及展望[J].中国给水排水，2012，18（11）：22-25.

[2]梅小艳，杨志，查智等.污水处理中基于仿人智能的DO参数控制策略[J].重庆大学学报（自然科学版），2016，29（11）：101-104.

[3]黄明智，马邕文，万金泉等.污水处理中人工神经网络应用研究的探讨[J].环境科学与技术，2014，31（03）：131-135.

作者简介：冯海霞（1974-），女，甘肃金昌人，工程师，主要从事污水处理电气自动化控制。