PLC在污水处理模糊控制中的应用

杨轶霞　陈浩龙

摘要：本文探讨了PLC技术的概念及特点，分析了应用SBR法处理污水的过程，研究了PLC在污水处理模糊控制中的应用。

关键词：PLC;污水处理;模糊控制

中图分类号：TP273.4 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）08-0009-01

1 PLC技术的概念及特点

PLC的全称是“可编程逻辑控制器”，从名字就不难看出，这项技术的使用与计算机技术有着密不可分的联系，那么由此推论，PLC应该是非常智能化的技术，事实也确实是如此。PLC技术的应用其实就相当于是一台微型计算机的应用，它具有自动控制的能力，在一定程度上，它可以减轻相关工作人员的工作压力，减少相关工作人员的工作量，并且因此被广泛接受并受到了一致好评。PLC技术也是一项功能非常强大的技术，具体有以下几种特点：

（1）PLC的运行非常稳定，不容易受到外界因素的干扰，也就是不存在太多的变数。与大多数自动控制系统相同，在运行的过程中，需要极其稳定的环境，任何的变数都有可能会导致整个系统的紊乱，有了PLC技术的投入使用，可以有效地减少了由于不稳定导致的失误，这是相关行业非常希望看到的，虽然PLC技术也不能够百分之一百地保证不会出错，但其稳定性已经远远超过了其他技术，并且在运行的过程当中PLC技术还可以自行进行故障的排除和检查，以保证其的稳定性更上一层楼。（2）PLC技术的适应性非常强，针对功能方面，PLC技术的功能非常齐全，适合使用。PLC出现的时间是上世纪七十年代左右，可以看出来，在所有智能化技术当中，PLC的产生是遥遥领先的，从上世纪七十年代至今，PLC经历了时间的洗礼与考验，得到了比较充分的发展，尤其是近年来信息技术和计算机技术的普及，更是为PLC的发展提供了有利条件，使之更加完善。也正是因为如此，PLC可以适应不同的工作环境和类型，因此得到了人们的广泛使用。（3）PLC让自动控制系统的构造更加简单，在维护过程中也比较简单。PLC当中，储存逻辑代替了接线逻辑，让整个自动控制系统的构造更加好理解，这样一来，在系统维护过程当中，所有的步骤都能够有效地得到简化，方便相关工作人员进行日常的维护。

2 应用SBR法处理污水的过程

SBR污水处理法的结构相对来说比较复杂，主要的組成部分分为初次沉淀池、曝气池、二次沉淀池、污泥回流、剩余污泥排放这几个相关零件，这几个部分共同组成了一个有机的整体，通过相互的合作以及一层一层地推进，完成了污水向净化水的转变过程。具体来说，净化污水经历的第一个系统，是初次沉淀池，顾名思义，初次沉淀池听起来就是一个将污水进行粗加工的区域，所以在初次沉淀池当中，污水只能得到小面积的净化，在具体一点儿也就是说，初次沉淀池可以过滤掉污水里面含有的原生悬浮物，当然，如果是在污水中存在的这类悬浮物比较少或者是不存在的情况下，那么这第一道工序则起不到什么作用，就需要依靠接下来的步骤来进行进一步处理。接下来污水会直接进入曝气池，这时候的污水可能存在着一定量活性污泥，也就是混合物的状态，进入曝气池之后曝气池中的曝气阀会直接冲入空气，让污水和活性污泥的混合液在经过充分搅拌，直到均匀之后，就会再次进入沉淀池，这个时候经过一定时间的沉淀之后，污泥以及其他残渣会下沉到底部，与水分离，这时候上层的水就已经是净化之后的净化水了，而下面的沉淀物这个时候如果没有得到及时的处理，就很有可能会原路返回，又一次流入上一阶段，这样会导致接下来处理的污水混合物当中的污泥越来越多，按照以往的比较传统的处理方案来说，需要运用时间程序来控制，但是随着技术的进步，我们现在可以应用PLC和SBR，SBR法污水处理系统是一种非常繁杂的动态系统，这也就导致相关工作人员根本没有办法去建立一个十分精密的数学模型。众所周知，化学需氧量COD是一个非常重要的工艺参数，但它在线测量的过程中往往有一定的滞后。模糊控制不用掌握控制对象的精密数学模型，并且可以说对其不具有具体的要求，而是根据控制规则决定控制量的大小，这种控制方法对于存在滞后或随机干扰的系统具有良好的控制效果。用PLC构成模糊控制器用于SBR法污水处理系统是非常具有创新性的过程，现今时代发展最需要的就是这种创新性精神，有了这种创新，在一定程度上让SBR法污水处理在工业化过程中能够将作用发挥到极致，让其应用成效也会达到目前水平下的最高标准。

3 PLC在污水处理模糊控制中的应用

（1）在污水处理的模糊控制当中使用PLC，第一步就是把这个过程当中最主要的量化因子放到PLC的保持继电器里面，之后运用A/D 模块把输入量收集到PLC的DM数据区，对其进行限幅量化处理之后，在根据所有数据对应的输入模糊论域中的相应元素，查模糊控制量表求出模糊输出量U，之后再乘上一个输出量化因子就能够得到相对比较准确的实际输出量u，最后D/A模块输出对阀门开度就可以最终实现对其的控制[1]。

（2）因为PLC的智能化是相对比较高的，也是污水处理中笔者最看重的一点，污水处理相关工作人员一定要擅于利用其智能化的特点，让其在污水处理模糊控制中将优势发挥到最大，比如可以利用PLC来对污水处理模糊控制这项工作进行监督，在污水处理模糊控制出现异常情况的时候及时将故障信息反馈给相关工作人员，让相关工作人员有一个准备以及缓冲的过程，在这里就不得不提PLC的另一项重要功能了，那就是自动故障排查以及检测，这项功能可以对故障有一个预警的作用，做到了早发现，早解决，也为相关工作人员减轻了不少维修以及维护方面的负担，在一定程度上也相当于减轻了相关工作人员在污水处理模糊控制中的工作量，与此同时，对于污水处理模糊控制相关企业而言，有了PLC的参与，污水处理模糊控制所需要的人力资源会有所下降，可以减轻企业的成本消耗，增大利润。除此之外，笔者不能否认这样做存在着弊端，那就是从社会层面上讲，所有的智能化技术都会取代一些人力资源，这样一来就会导致工作人员的失业，这是无法避免的一个问题，目前很多企业还处于商讨解决措施的过程当中[2]。

（3）PLC在污水处理模糊控制中的应用的最后一种是输入模糊化，在模糊控制器设计的过程里，设E的词集为[NB，NM，NS，0Z，PS，P M ，PB]，论域为：

[-6，-5，-4，-3，-2，-l，O，+l，+2，+3，+4，+5，+6]; E和U的词集为[NB，NS，ZO，Ps，PB]，论域为[-6，-5，-4，-3，-2，-l，0，+ l，+2，+3，+4，+5，+6] 以此类推，使其最后得到可变量的最终模糊量化表，以方便污水处理模糊控制工作到最终的目的，并且实现PLC技术在污水处理模糊控制中的价值。

4 结语

综上所述，PLC技术在污水处理模糊控制中有着广泛的应用，因为PLC技术具有强大的灵活性，在污水处理模糊控制当中可以让这个过程更加智能，也可以尽量减少人力资源的耗费，让智能化水平在污水处理模糊控制中的应用更加廣泛，也为这个方面的污水处理提供新的方案参考。

参考文献

[1] 刘桂涛，张天凡，李哲.基于模糊控制的变频调速节能技术在污水处理中的应用[J].现代电子技术，2017（7）：135-138.

[2] 吴凌云.基于PLC的模糊控制器在污水处理中的应用[J].机电一体化，2003（4）：26-29.

Application of PLC in Fuzzy Control of Sewage Treatment

YANG Yi-xia， CHEN Hao-long

（Gansu Industry Polytechnic College，Tianshui Gansu  741025）

Abstract：This paper discussed the concept and characteristics of PLC technology， analyzed the process of sewage treatment by SBR method， and studied the application of PLC in sewage treatment fuzzy control.

Key words：PLC; sewage treatment; fuzzy control