發布時間：2022-04-25 09:39:49
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇自動控制系統論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1系統組成
1.1系統采集的監控信號。
（1）開關量輸入信號
這一信號主要是對水泵的開關進行控制，如果出現任何故障狀態可以實現遠程監控。而且每一個閥門的開關狀態都可以通過相關的指令來完成，相關的檢修指令是相對比較重要的構成部分，還可以實現控制指令，檢修指令，對液位的報警情況進行控制。
（2）開關量出輸出信號
輸出信號主要是對水泵電機的啟動和停止來進行控制，不僅可以對電動閘的開關進行控制，還可以對真空信號進行監控。可見，輸出信號也是不可缺少的信號類型之一。
（3）模擬量輸入信號
從這一類型的信號可以看出，水倉水位、水泵抽水真空度負壓等。另外，對于電機的軸承、溫度以及排水的流量等都可以進行監控。
1.3系統的基本特點。
從這一系統來看，其基本的特點主要表現為以下幾個方面的內容：第一，要選擇性能較高的可編程邏輯控制器來進行控制，然后借助以太網的通訊模塊來對數據進行高效地處理。這種方式的實時性比較突出，而且數據處理工作也比較快。第二，可以檢測到水倉中其他工況的設置情況，還可以促進水泵管路的分布更加均勻。減少故障的出現頻率。第三，在整個系統中具有各種不同的可靠性措施，為了應急預案，采取的維護量比較少，達到無人值守的目的。第四，可擴展性比較強，可以隨著根據系統運行的需要在增加節點數量。
2系統功能
2.1自動控制功能。
（1）通過對水位進行自動檢測來實現各項參數的標準性和準確性，進而達到自動控制的標準
實現科學合理地調度和輪換工作，最終達到報警的目的。自動控制功能的實現效果比較明顯。
（2）在系統運行的過程中，自動控制功能還表現在對超聲波水位儀以及傳感器結構來實現設備的配套工作
同時還可以應用PLC來對程序進行編制，減少水位傳感器故障現象的出現，通過實時報警來對水文進行監測，提升自動控制的作用和價值。
（3）可以對水泵的運行程度進行自動控制
水泵投入使用之前需要檢查相關的水位，同時還需要對供電參數進行明確。另外，水泵循環使用的相關記錄還包括管網的壓力檢測以及負壓檢測等工作，只有這些參數全部符合標準才能夠進行運行。
（4）可以對水倉中水位的變化情況進行控制
在高水位開啟的情況下，水位如果達到了上限，對多臺水泵可以進行及時地排水，進行低限時性停泵，可以實現水泵設備的自動開停。
（5）控制程序的運行就是對水泵的開啟和停止的次數以及相關的運行時間來進行記錄
并且根據運行的相關參數來實現自動啟停。這樣不僅可以提升水泵使用率，還可以直接找到故障泵，實現水泵的輪換，對故障進行發現和處理。提升礦井工作環境的安全性。
（6）如果系統出現了故障問題，可以通過查看監控畫面的形式來提升系統的報警功能
以便施工人員能夠及時地采取措施來進行解決。
2.2半自動控制功能
根據礦井工作的需要可以對運行方式進行切換，達到半自動控制的方式，在這種情況下，操作人員可以完全地操控水泵和其他設備的啟停。
2.3就地控制功能
就地控制功能也是不容小覷的，當設備工作方式切換到就地位置時，就可以實現人工方式來對控制設備的啟停進行控制，同時還可以隨時對設備進行檢修和維護。可見，就地控制功能是自動控制系統的重要功能之一。
2.4保護功能
從保護功能上看，主要包括超溫保護、電機保護以及電動閥門保護等等。第一，超溫保護主要是就是當水泵或者是電機軸承達到最高溫度時，超過了警戒線就會自動進行報警。相關的工作人員就可以通過這一報警信號來采取解決對策。第二，電機保護就是對通過電機的電流和電壓等進行監測，還包括對水倉水位的相關參數進行控制，對電機的系統運行功能進行保護。第三，電動閥門保護就是對閥門的故障信號以及水泵的連鎖控制系統進行保護，同時對電動閥門的相關信息進行檢測。
3經濟效益與社會效益
針對本次所研究的系統來說，在安裝該系統后，每天每班可減少水泵房司機2人，每工按100元計算，每年可節約用工資金365×2×3×100=21.9萬元。系統保護齊全，運行安全可靠，減少了事故的發生，同時降低了水泵工的勞動強度，改善了工作條件，使水泵工的工作由重體力勞動向輕體力、腦力勞動轉變。
4結語
如今，我國在煤礦井下排水的優化、排水系統的控制、改造設備及管道的合理布局方面得到了較好的效果，還有一些研究人員在排水系統的控制方面使用了智能控制，將模糊控制及一些先進算法應用到排水方案中，優化了煤礦排水系統的控制策略，使得礦井排水系統實現了實時監控、故障診斷、報警記錄、信息顯示和水泵輪換工作等。
作者：劉冰濤 單位：冀中能源股份有限公司東龐礦
1DCS系統的基本構成
DCS系統在很長時間就已經得到了相關方面的普及工作，而且其在實際中的應用效果也是非常好的，可以說在各個領域的自動化控制技術領域都有其不可取代的地位。DCS系統就是集散的控制系統，系統的優秀思想是通過分散控制，進而進行集中操作的指導方針。DCS系統主要是由上位系統還有下位系統構成，上位系統應用的是工業控制計算機，現場的數據，存儲，還有報警處理，打印以及控制參數的設定等，都是運用組態軟件來完成實時的顯示工作。在實際的作業工作中，通過借助于工業控制計算機，然后對上位系統進行全方式的控制，這方面的內容主要包括應用WinCC組態軟件，實現對現場數據進行的實時的顯示，處理，還有對各種參數進行的設定，以及對所有數據進行存儲的工作，對一些可能出現問題的數據，實現自動報警，還有最終數據的輸出功能等。而下位系統是由PLC構成的，同時還要連接現場的一些設備。在上下位系統之間，通過應用Ethernet來實現通訊，其根本目的就是要滿足對數據的實時監控。就目前而言，基礎的自動化控制系統組件主要有S7－300系列的PLC硬件，而系統平臺的主要界面是Windows2010，其監控軟件是WINCCV6.0，相應的編程軟件是STEP7V5.3。
2針對于DCS系統的鍋爐系統自動化控制系統的整體方案
2.1控制任務的運行方法。
（1）自動調節
通過對鍋爐運行參數進行自動的調整，這樣來適應外界的負荷，還有工質參數的要求，同時還能讓鍋爐保持在比較經濟的工作狀況下運行。
（2）程序控制
在程序控制方面而言，比如引風機，鼓風機，還有爐排的啟動順序等，它們控制開關的啟、停以及運行等動作，通過先進的技術進行自動化的控制。
（3）保護聯鎖
如果是從保護聯鎖方面而言，比如鍋爐在運行的過程中，這個系統配置對水位是否正常，以及壓力是否正常等情況能夠進行報警的系統功能，同時還包括那么針對保護作用的，對壓力以及水位異常情況下的連鎖保護功能。建立電氣聯鎖保護系統，可以有效的預防和杜絕在設備關閉過程中的操作性失誤。
2.2控制系統本身的功能
（1）控制燃燒系統
燃燒系統的控制的目的就是確保蒸汽管內的壓力穩定，與此同時還要保證有足夠的燃燒效率。所以為了平衡這二者的關系，操作人員在調節鍋爐負荷以及燃料的時候，就需要及時的對送風，還有引風量進行有效的調節和改變。如果負荷增減的度量比較大，還可以選取調節措施為停開數層或某一層。
（2）鍋爐送風自動控制系統
鍋爐送風的主要目的是讓投入的燃料，在爐膛燃燒的時候，能夠自動的投入合適的風量，進而保證鍋爐的原料的有效燃燒，從而來提高鍋爐的工作效率。這里需要涉及到控制參數，而對送風的控制參數而言，主要是送風參數，還有煤氣的壓力參數，這兩個參數可以讓鍋爐的熱效率得到保證，通過借助不斷的對送風機擋板開度的大小進行調整，進而來實現送風壓力的自動調節的目的。如果有兩臺送風機同時的在運行，就應該并列其中的一個，而對另一個的送風機的擋板進行調節。
（3）對爐膛內負壓力的調節
平衡量和引風量的目標，是當鍋爐的運行處于穩定的狀態時，要保持它的為微負壓，做到這一點，系統就可以有效的并且安全的運行。爐膛中的負壓自動控制機制，是通過調節引風機入口的風門開度來實現的，這個過程中，一定要保持爐膛內的負壓在－20到10Pa的微負壓狀態之間，進而就可以保證鍋爐安全的燃燒。
（4）對蒸汽溫度的調節
在蒸汽溫度的調節方面，現在基本上都是選用自制的冷凝水噴減溫裝置。它的工作原理是按照蒸汽的出口處，對溫度測量的結果來判斷的，通過自動打開調節閥，然后對溫度進行有效的調整，以此來保證溫度處于正常合理的范圍之內，也就是在430到450℃之間。這些就是DCS系統的鍋爐系統自動化控制系統的整體方案，這個方案的有效落實，在實際的生產中，不僅能夠給相關的操作人員以很大的方便性，而且還能有效的保障各個行業的生產加工工作，尤其是在對燃燒的鍋爐的保護方面，只要按部就班的執行每一項的工作內容，而不是偷工減料的落實工作，鍋爐在工作方面是不會出現比較嚴重的事故的，所以相關的領導和技術人員對一線的操作人員，一定要做好相關的培訓工作，進而保證DCS控制系統在實際的生產中發揮其最大的作用，給企業創造出更大的價值。
3針對于DCS控制系統的控制聯鎖保護技術
3.1鍋爐的保護設計和技術應用
為了安全的監控爐膛，更好的保證穩定的鍋爐燃燒情況，所以就需要控制好DCS的軟硬件。在運行的時候，被輸送到燃燒爐跟前的高爐煤氣，還有焦爐煤氣分別從鍋爐的燃燒器，送入到爐膛內部而進行燃燒過程，煤氣燃燒所需要的空氣是由鼓風機提供給，而鼓風機在工作的過程中，先要把冷空氣送到空氣的預熱器內，然后通過加熱后，再讓熱風道把熱空氣送進爐膛內。如果煤氣的壓力過低，或者鼓風的引風因為其他的故障而停止了工作，鍋爐的內部就會發生回火而造成爆炸的事故，對鍋爐中的所有氣動閥來說，在切斷層面上都必須要進行連鎖控制，這樣才能保證在出現異常的時候，所有的安全氣閥都可以被自動的連鎖系統給切斷，也就是說，點火煤氣壓力控制點火小的氣動閥，而噴氣自動閥，還有高爐煤氣壓力控制高爐的大噴氣動閥，在它們之間實現連鎖和切斷，這對于所有的氣動閥來講，如果讓引風機以及鼓風機進行全部的控制，那么一旦出現鼓風，引風機停止作業的情況，就會造成所有的氣動閥都會被快速的連鎖切斷。
3.2水位連鎖保護技術的應用
針對于DCS控制系統方面，其在處理水位變化方面能夠實現非常好的自動化控制。這個系統內設置了因壓力的大小而導致水位偏高或偏低的聲光報警裝置，還有因水位偏低而停爐熱工連鎖保護保護功能。尤其是氣泡水位的控制設計方案，其可以根據給水的流量，還有氣泡液位和蒸汽的流量對給水閥進行合理化的調節，進而保護了鍋爐水位的穩定性。
4總結
這種DCS系統的鍋爐系統自動化控制系統，不僅能夠達到上面的效果，而且還能很好地實現節能，環保以及降耗，并且最終能夠達到良好的經濟效益以及社會效益目的，以上通過對自動化控制系統設計經驗的分析，尤其是在DCS系統反面下的鍋爐系統自動化控制系統應用的闡述，希望能給業界人士提供一些借鑒。
作者：王瑋琳 單位：西安磐石電力科技有限公司
一、PLC和智能模塊的發展現狀及趨勢
PLC是一種在繼電邏輯控制之后迅速發展起來的計算機工業自動控制裝置，其強大的抗干擾能力和可靠度被廣泛運用于多種工業自動化設備中。隨著對PLC研究的深入和技術的發展成熟，越來越多的復雜自動控制系統紛紛將PLC作為了首選技術。與多年前的PLC功能相比，如今的PLC廠商已開發出各種各樣的配套功能模塊，智能化的處理能力也在不斷增強，完全能夠適應各類工藝生產流程，如輸入輸出模塊，便是現今應用范圍最廣的PLC自動控制系統智能模塊，其實現了采集外部模擬量和控制內部數字量的兩種功能，甚至有一些品牌的輸入輸出模塊已完全嵌入了A/D和D/A的功能，滿足了市場的需要。然而，隨著舊工藝舊設備的改造和工業控制系統的復雜程度提高，原廠配套的智能模塊出現了功能性瓶頸，具有一定的滯后性，且因定制造價過高的原因，國內外開始對自動控制系統智能模塊展開了更深層次的研究。
二、基于PLC自動控制系統的設計
1、PLC自動控制系統的結構構成PLC自動控制系統是通過PLC對工業生產中的儲位、壓力、流量和溫度等生產要素進行控制的一種智能化系統，在此過程中，需進行PID的運算，通常在PLC廠家可以采購到配套的PID控制程序和過程控制模塊，對于生產要素的采集和輸出都有較為方便的控制方法，但基于價格和操作性的原因，不少PLC自動控制系統還是采取自己編程的方式，這對于復雜的PLC自動控制系統實現更多需求和工藝調整的控制策略，具有成本更低和操控性更強的特點。PLC自動控制系統的工作流程主要是：通過測量感應元件對信號進行反饋輸入，進入A/D模塊轉變為系統能夠識別的數字信號，再與控制參數進行比對，接著進入PID運算單元，得到偏差結果的計算，最后由D/A模塊轉變信號輸出至執行元件，開始動作的執行。
2、PLC自動控制系統的智能化實現本文以儲料儲存和輸送控制為例子，采用三菱公司生產的FX2N-48MR-001PLC對PLC自動控制系統的智能化實現過程進行具體介紹。
（1）儲位的采集：寄存器M21閉合檢測儲位并選擇輸入通道讀取儲位值信號，A/D模塊開始工作，再經緩沖存儲器讀取進入輔助繼電器中，最后將數字信號儲存入寄存器，等待PID的運算。
（2）PID的運算：首先，我們要初始化設定PID的固定指令參數表，即設定檢測時間、增益濾波、微積分增益等參數。其次，設置獨立的PID指令寄存器，當PID出現運算錯誤時，及時調整寄存器的ON和OFF狀態，中斷指令，而實際采集儲位值信號時，也是通過中斷和跳轉指令和子程序調用指令來運算的。
（3）電動閥的輸出：電動閥主要作為進出料控制的手段，是通過PID的控制和D/A模塊的轉換，將PID運算的模擬量結果進行輸出工作，其輸出值會儲存在輔助繼電器和緩沖儲存器中，觸發輸出通道進行D/A轉換的過程。
三、基于PLC自動控制系統的上位監控設計
1、上位監控介紹基于PLC自動控制系統的上位監控是由組態軟件對上下位的通信進行銜接，且實時監控并記錄PLC自動控制系統運行情況的管理方法。其采用組態軟件對PLC、智能模塊以及設備儀表等進行采集現場信號的工作，當系統運行到報警參數設置范圍內的狀態時，組態軟件會以監控界面和移動終端設備等途徑提醒工作人員。同時，該上位監控軟件對歷史數據能夠進行統計和儲存，便于對數據變量配置進行優化和完善。
2、上位監控界面設計上位監控界面設計分為兩個步驟，一是畫面的開發，通過組態軟件對工業流程圖的圖形圖表繪制，根據各設備的位置、規格和連接方式，通過縮小比例的顯示方式表示在計算機屏幕中；二是工程變量的設置，監控界面中的工程變量往往用于集中進行生產監控和預警控制，因畫面的直觀效果，自動控制系統能夠在監控界面中隨時發現工業生產各個環節的運行狀態，簡而言之，設置工程變量即是在畫面開發之后對各生產要素和連接方式的屬性定義。
3、遠程監控設計隨著互聯網的高速發展，遠程監控與PLC自動控制系統結合起來，成為了PLC自動控制系統的一個很重要的智能模塊。組態軟件中內嵌有B/S結構，可以讓自動控制系統的監控手段脫離現場的監控，隨時隨地對工業生產進行監控和管理，亦可設置純瀏覽權限，只能訪問監控界面，進行實時數據觀察，該方式已成為了上位監控的重要發展方向。
四、基于PLC自動控制系統的智能模塊設計
為滿足PLC應用于各種自動控制系統的要求，配套輸入口的模塊購買成本十分高昂，而且相對固定的性能和無法擴展的弊端對于小型自動控制系統和老工藝改造項目具有較差的靈活性。針對于此，本節將闡述智能輸入輸出口模塊在PLC應用中的二次設計過程。
1、智能輸入輸出口模塊的設計方案智能輸入輸出口的設計主要通過編程來自定義種類各異的邏輯功能，實現與PLC聯通信息，輸入輸出模擬量，并于上位監控界面中顯示的功能。其中，智能輸入輸出口模塊優秀控制器采用單片機作為主機來完成通信的傳輸和數據的控制，PLC作為輔機來對兩者進行聯通。而單片機邏輯電路設計交由CPLD來完成，所有模塊和輸入輸出外設都經過CPLD與單片機利用總線連接，實現抑制容易、兼容性強等特點。
2、硬件模塊設計
（1）單片機模塊單片機是智能輸入輸出口模塊的優秀部分，本文對單片機的選擇為兼容8051指令代碼的單片機，該類型單片機的功耗、速度和抗擾性能都得到了市場的良好反響。其次，該類型的單片機采取外部晶振模式并內置2個30pF電容對波特率的把握較為穩定和快速。由于STC12LE5A60S2和CPLD的供電電源為3.3V，所以可以直接進行總線連接。同時，本文將單片機的ALE引腳、中斷、P2和WR/RD接口與CPLD連接，易于控制矩陣式鍵盤的操作。
（2）CPLD模塊CPLD是自定義邏輯編程開發的專用集成電路，其利用配套的輸入軟件、開發軟件和仿真軟件對內部邏輯燒寫實現電路設計、仿真和優化的制作過程。在CPLD的選擇上，首選電源電壓為3.3V的CMOSEPLD，滿足管腳數量大于144個、I/O口大于116個的高性能和高密度要求。
（3）D/AC和A/DC模塊D/AC模塊的主要作用是輸出0~5V的模擬量，為滿足不同電路的設計要求，其輸入方式應滿足市面常見的直接數字和單、雙緩沖并存的輸入方式，至于模擬信號是否在轉換后通過電流形式輸出還是電壓輸出，本文對此不作要求；A/DC模塊的主要作用是轉換數字量信號，并經單片機發送至PLC進行PID運算。按照常見的自動化控制系統的要求，A/DC模塊必須具備8路采集通道，且采集精度應符合8位分辨率的要求。
3、軟件模塊設計
（1）CPLD程序的編寫CPLD程序的編寫主要是對總線地址譯碼、讀寫時序、數碼管掃描、鍵盤自動掃描的操作，通常采用AHDL語言來完成工作。其編程流程為：首先，進行總線地址譯碼，獲取單片機對A/DC和D/AC模塊的讀寫時序，通過讀寫時序判斷A/DC和D/AC模塊的轉換狀態；其次，傳輸采集數據給單片機，通過對數碼管的1KHz信號掃描模式，將數據顯示與LED上；最后，根據鍵盤自動掃描200Hz信號的結果，判斷單片機中斷的按鍵動作，輸出至總線。
（2）單片機程序的編寫單片機程序的編寫主要是對主程序、功能菜單程序、顯示程序和模塊通信和控制進行設計。此過程是對智能輸入輸出口模塊人機交互界面的設計，應以簡單便捷的操控設計為原則，滿足通信和控制模塊的功能性需求。
4、PLC和智能輸入輸出口模塊的串行通信實現PLC和智能輸入輸出口模塊的串行通信實質上是模擬量和數字信號的傳輸通信，其通訊數據以每幀10個字符為單位進行傳輸工作，并采用STX作為起始標志，ETX作為結束標志，中間部分為命令碼和校驗碼，通訊模式通常使用9600bps串口波特率和相同的傳輸數位，此過程中數據的讀寫工作均交由單片機完成，即將單片機作為編制通信程序的主機，以實現數據通信的需求。
作者：馬婷單位：江蘇省連云港財經高等職業技術學校
電力存在于人們日常生活、工作的每一個環節，無處不在，現代社會的經濟發展進離不開電力，是國家進行經濟建設、工業活動的重要保障，電力不管是對個人的生活質量還是對國家的發展建設都具有重大的影響作用，所以熱電廠的發展運行情況是人們關注的熱點，而輸煤系統作為供應燃料生產電力的重要保障，是熱電廠運行的重要構成，對熱電廠的生產效率有著至關重要的作用。選用熱電廠輸煤計算機自動控制系統能夠及時監測輸煤運行過程中的各種參數情況、減少電廠工作人員的工作強度，增強電廠的設備和相關工作人員的安全系數，盡量減少或防止意外事故的發生及擴大，保障熱電廠的正常能夠正常、持續地運行。
1熱電廠輸煤計算機自動控制系統的原理
熱電廠輸煤系統可以分為兩大部分：上煤和卸煤，為了保障熱電廠的正常運行，對輸煤過程中的各項設備功能及協助操作有著嚴格的要求標準，熱電廠輸煤計算機自動控制系統能夠控制并及時調整輸煤過程的現場設備運行，并對所有的現場輸煤設備進行聯鎖控制，保證整個輸煤系統能夠正常持續地運行。而熱電廠輸煤計算機自動控制系統在設計時都應該要包含聯鎖啟動、故障報警、停止和緊急停止4個基本功能，符合以下原理要求:
（1）在給熱電廠供煤時，各個設備的啟動和停止應該要設定一種特定的順序，即要能夠對各個設備之間進行聯鎖控制。
（2）設備啟動和停止過程設置要結合熱電廠的實際工作情況計算后，設置合理地時間間隔（延時功能）。所有設備啟動的延時統一設置為一個數值如15s，而停車延時可以根據不同的設備按照日常輸煤工作的實際經驗經過計算后分別設置為幾種不同的數值，如10s、15s、20s、25s，只要保證設置的延時時間停車時破碎機要是空載的狀態，同時在輸煤皮帶上要沒有剩余的煤，延時數值的要結合熱電廠輸煤設備實際情況合理設置。
（3）輸煤系統運行時，監測運行情況，一旦有設備發生故障的時候，立即發出報警信號并且能夠自動控制停車，同時，前面的供料設備也需要跟著停車，后面的設備也要按照特定的順序和延時進行聯鎖停車。
（4）在每條輸煤的皮帶上都設置雙向跑偏開關，跑偏多少角度時發出告警信號，跑偏多少角度時發出告警并且自動停車，跑偏角度參數設置可以根據以往經驗設置。
（5）可以直接在線選擇啟用備用的設備進行運行。如果有特殊情況發生時，可以把之前的供煤方式變成兩條輸煤線路的設備交叉供煤的方式。（6）可以把各個機電設備的運行情況記錄顯示出來，并且能夠實時記錄輸煤過程中發生的報警、自動停機等情況。根據這些基本原理建立熱電廠輸煤計算機自動控制系統能夠保障輸煤系統正常運行下去，把各種可能發生的情況處理方法存入系統，及時快速地操作各種輸煤設備，并持續監控整個輸煤過程中的運行情況，發生意外狀況時能夠及時報警并按設置處理，有效防止意外事故的擴大，提高熱電廠的生產效率，加強輸煤過程的管理。
2熱電廠輸煤計算機自動控制系統的優點
熱電廠輸煤多是依靠皮帶進行輸送的，具有有皮帶數量大、輸煤工作繁雜；設備分布范圍廣、輸送線路長、應用過程中故障事件多；設備啟動要求高等特點。而傳統的輸煤系統是基于繼電接觸器產生的，針對上述特點在熱電廠的運行過程中經常會發生皮帶跑偏、撕裂或者是落煤的管道經常堵塞等這些生產故障，需要耗費極大人力成本及時間成本，而隨著人們對電力的需求增加，熱電廠規模的日益擴大，傳統的輸煤系統開始難以滿足熱電廠的需要。以PLC為優秀控制管理的輸煤計算機自動控制系統能夠更好地滿足熱電廠的市場需求，降低電力的生產成本，熱電廠采用計算機自動控制系統輸煤具有幾個優點：
（1）便于數據采集、處理工作。輸煤計算機自動控制系統中，采集數據這項工作是計算機系統的主要工作內容，它將對輸煤各個環節過程中的數據、規格進行實時監測，并且及時記錄存儲監測數據，同時，計算機自動控制系統里面包含各種數學運算、數據轉換、數據排序、查找、為操作等多項功能，便于工作人員及時查閱、計算和處理輸煤過程中的數據，提高輸煤系統的工作效率。
（2）操作性強、可靠性高。熱電廠輸煤計算機自動控制系統在對系統的運行過程進行監測時，如果數據出現異常變化，可以根據事先設置好的報警數值發出報警信號，并及時調整設備運行狀態，減少設備發生故障的概率、提高輸煤系統的運行效率，保障熱電廠工作的正常運行。
（3）適用范圍廣。熱電廠的輸煤系統中設備比較繁多，同時分布的比較分散，而要更好地完成輸煤工作就需要多種設備之間相互配合密切，輸煤計算機自動控制系統能夠遠距離控制各種設備的操作進行，并進行聯鎖控制，使設備與設備之間的操作既能夠獨立完成，又能夠合作互動。
（4）便于數據聯網和通信。計算機自動控制系統一般都可以相互之間進行聯網、數據傳送、通信，這樣可以及時反映處理熱電廠輸煤過程中產生的問題，節省人力成本及時間成本。因為熱電廠輸煤計算機自動控制系統的這些優點，能夠幫助輸煤系統可靠準確地持續運行，并能及時響應輸煤現場的各種意外事故，提升輸煤系統的自動化，減輕熱電廠操作工人的工作強度，縮短輸煤設備的空載運行時間，提高熱電廠的工作效率和生產能力。
3結論
熱電廠輸煤系統是一個設備眾多、布置分散并且運行環境差的工業系統，而計算機自動控制系統能夠通過可編程控制器的控制來自動控制上煤和卸煤，能夠在系統出現故障時，及時地發出報警信號，并根據事先的數據設置自動采取相應措施，保證整個熱電廠輸煤系統可靠、穩定地運行，減少或防止各項意外事故的發生擴大，提高熱電廠的工作效率，減少熱電廠工人的工作強度，為熱電廠的生產奠定基礎。
作者：趙奇遠 唐銀敏 單位：南陽熱電有限責任公司 南陽農業職業學院
1工程概況
蘇州吳中區南溪江路商務中心位于南溪江路和明溪路交叉口，總建筑面積120585.21m2，其中地上建筑面積82871.71m2，地下建筑面積37713.5m2，建筑高度85.3m。主要功能為商業、辦公、酒店，地下室為汽車庫和設備用房。酒店為五星級酒店（金陵飯店）。南溪江路商務中心采用了樓宇自動控制系統實現了對建筑的智能管理。本文僅介紹BAS系統中空調能耗管理系統的應用。
2設計依據
1）《20kV及以下變電所設計規范》（GB50053－2013）。2）《低壓配電設計規范》（GB50054－2011）。3）《高層民用建筑設計防火規范》（GB50045－1995(2005版)）。4）《建筑物防雷設計規范》（GB50057－2010）。5）《火災自動報警系統設計規范》（GB50116－2013）。6）《智能建筑設計標準》（GB/T50314－2006）。7）《綜合布線系統工程設計規范》（GB50311－2007）。
3系統原理
本設計采用新型集散控制系統——現場總線系統（FCS系統），能把控制功能分配至現場每個控制回路，并完全分散在現場儀表中，從而提高了系統的可靠性，實現真正的分布式控制。本系統可分為：設備層、控制層和管理層，主要監控對象為AHU、PAU等空調系統及水泵、電梯等設備的運行及故障信號。建筑設備監控主機控制室設在監控中心內，通過光HUB及BNA把TCP/IP協議轉換成C-BUS，從而連接多臺DDC直接數字控制器（可帶遠程輸入輸出模塊），把各樓宇設備連通起來；還可通過ODBC、API等接口方式完成與其他系統的通信，實現建筑內的資源共享和綜合管理。本建筑BA系統的監控及自診斷功能設于一層監控中心內。建筑物共設33臺空調機組，其中5臺采用空氣凈化變頻機組。8臺排風機組由專用PLC可編程控制器控制。一般變風量空調及一般組合式空調控制原理：由送（回）風傳感器控制調節冷、熱水電動二通調節閥，同時根據需要對風管電加熱器進行分級調節，在電加熱器后設置高溫保護開關，當保護開關動作時，關閉電加熱器；當風機停止時，連鎖關閉電動二通閥。對組裝式空調器風機進行變頻控制，由室內溫度控制調節冷、熱水電動二通調節閥，同時根據需要對風管電加熱器進行分級調節。在電熱器后設置高溫保護開關，當保護開關動作時，關閉電加熱器的電源；當風機停止時，連鎖關閉電動二通閥和電加熱器。要注意風機開，電加熱器才能開。隨著高、中、低過濾器阻力的改變，通過控制變頻器改變風機轉速以維持風量，保證換氣次數不變，延長過濾器的使用壽命。在送風總管上設風管壓差傳感器，同時在夜間值班模式下改變風機運行轉速以降低能源消耗。
4供電電源
本系統設備電源由控制室配電箱引來，容量為三相5kW(配UPS不間斷電源)。DDC直接數字控制器就近安裝于各個空調設備機房內，電源由就近配電箱引出，容量為單相0.5kW。
5電氣接地
在建筑工程設計中，供配電設計非常重要，而接地系統是其中的重要組成部分，占據重要地位，因為它能直接影響供電系統的安全與穩定。特別是近年來，社會科技越來越發達，智能化樓宇的出現在給我們帶來方便的同時也產生了新的問題。本工程采用TN-S系統。在設置該系統過程中，根據其工作零線與專用保護線以及它們連接的位置，設置智能化樓宇系統的安全保護、交流工作、電子設備直流接地系統、防雷保護系統，以保障智能化樓宇的安全。
6結束語
樓宇自控系統是建筑智能化系統的重要組成部分，它是為實現建筑的使用功能服務。一幢智能化建筑需要自控設計系統承包商、建筑施工單位、業主等各方人員共同協調、密切配合、精心設計和組織施工。樓宇自控技術在智能建筑中的應用節能效果顯著。有理由相信，我國智能樓宇自控系統應用將更加合理，技術發展也將更加成熟。
作者：張哲張曉萍單位：蘇州設計研究院股份有限公司 蘇州工業園區設計研究院股份有限公司
【摘要】針對發電廠計算機自動控制系統(裝置)2000年問題(Y2K問題)，闡述相應的測試方法、步驟及分類，認為應根據不同的測試對象，采取不同的測試方法和步驟；無論測試對象如何，一些測試方法是基本的，具有一定的共性。
【關鍵詞】發電廠自動控制系統2000年問題測試
發電廠Y2K測試所涉及的對象一般有：(1)計算機自動檢測裝置或檢測系統，包括測量儀器儀表和有關的檢定系統等；(2)計算機控制裝置或系統，包括PLC、單回路/多回路調節器和監控系統；(3)其它計算機自動控制系統(設備)，如分散控制系統(DCS)。對于不同的測試對象，應根據其具體運行情況及相應功能，采取不同的測試方法和步驟，才能最有效地測試不同對象的Y2K問題。但無論對象如何，有些測試方法是基本的和共性的。本文從發電廠Y2K問題測試方法、步驟、需選時間點段及發電廠Y2K問題分類等幾方面進行討論。
1測試方法
對于發電廠計算機自動控制系統(裝置)Y2K問題，一方面要測試系統能否順利跨越2000年，能否識別非法和無效日期，所有日期顯示是否正確；另一方面，更要測試系統在2000年前后能否穩定運行，功能是否正常，會不會引起誤報警乃至保護誤動作等。對于不同測試對象，應有不同的測試方法。
1.1自動檢測儀表
對自動檢測儀表進行Y2K問題測試，一般最好用離線測試法，即用備品備件外接信號源來對其進行測試，以免在測試過程中產生干擾信號，影響整個系統運行。
1.2PLC和控制器
首先應根據該PLC或控制器對系統的影響程度，決定進行離線還是在線測試。但有相當一部分PLC和控制器可能沒有日期和時間設置功能，無法進行直接測試。在這種情況下，應分2步進行：第一，若該設備有源代碼，應對源代碼進行分析，確定應用軟件何處用了時間功能，如定時器等；判斷這些時間功能是由實時時鐘或系統時鐘產生的，還是由計數器或脈沖產生的。若是由實時時鐘產生的定時，可能有Y2K問題；若是由計數器產生的定時，軟件本身應不會有Y2K問題。第二，應對該控制器的硬件電路進行分析，確定硬件電路是否有備用電池和實時時鐘RTC芯片等。若沒有這些芯片，硬件本身應沒有Y2K問題。如果以上2步都有明確結論，就可確定該設備是否有Y2K問題。
對于類似單回路/多回路調節器的控制器，可直接測試其控制功能是否正常，也即對控制器硬件和應用軟件同時進行Y2K問題測試。對于由工業控制計算機構成的控制器，應首先對工控機本身進行測試，再對應軟件(如控制軟件等)進行測試。對于PLC，先用編程器對PLC本身進行測試，再對應用軟件進行測試。需注意的是，用編程器修改的是PLC本機的日期及其時鐘，而非編程器日期。
1.3監控系統
監控系統由上位機和下位機構成，或由人機接口MMI加PLC構成。首先應根據該監控系統對整個系統的影響程度決定是進行離線測試，還是進行在線測試。監控系統的Y2K問題測試分2大部分，即下位機測試和上位機測試。先對下位機進行測試，方法與1.2節所述類似；再對上位機測試，包括上位機本身和應用軟件測試；最后，對上位機和下位機同時進行測試，測試系統運行有無異常、功能是否正常。
1.4DCS系統
DCS是整個發電機組監控的神經中樞。為保證安全，在進行DCS測試前，應確保機組已停運。對于DCS，應首先進行單項測試，再進行系統測試，確保整個DCS不受Y2K問題影響。(1)DCS單項測試。先進行單個控制站、工程師站操作站的硬件和操作系統是否存在Y2K問題及其嚴重性，再對工程師站、SOE、控制站的各種應用軟件及其功能進行測試，如工程師站組態功能是否正常、SOE事件記錄功能是否正常、控制站的數據采集和控制功能是否正常。(2)DCS系統測試。單項測試后，為確認DCS控制站、操作員站和工程師站等單元間的接口、DCS數據庫(包括實時數據庫和歷史數據庫)、DCS監控和保護系統等的Y2K問題，應進行DCS系統測試。測試前，先找到DCS主時鐘，通過修改主時鐘時間對DCS進行系統測試，在各個關鍵時間段上考察DCS功能是否正常。必須進行測試的功能模塊有：保護、控制、操作、顯示、事件記錄、報警、打印、趨勢、組態、報表和上載/下載等。
2測試步驟
為盡可能減少對整個系統運行的影響，保證設備安全，測試前應認真、仔細地做好安全措施，包括現場安全措施、測試設備軟件備份和系統設置備份等。(1)測試前，準備好系統啟動盤和軟件安裝盤等；(2)測試過程中，記錄所有測試數據和過程；(3)測試完成后，恢復系統及其設置，包括恢復系統日期和其它設置到測試前狀態，如電氣、執行機構等。
2.1測試前
在實施測試前應做好以下工作：(1)確認被測試系統的相關資料和臺帳的正確和完整性；(2)驗明所有的日期輸入、輸出、顯示和內部時鐘；(3)做好被測系統軟件和數據備份；(4)記錄被測系統的設定參數；(5)測試前排除或記錄異常現象；(6)找出被測系統與外部系統的接口參數；(7)編寫測試作業指導書或測試規程；(8)開會審核測試作業指導書或測試規程；(9)做好被測系統的現場安全措施。
2.2測試中
在實施測試時應做好下面工作：(1)嚴格按測試作業指導書實施測試；(2)遵守測試程序的順序；(3)準備應急人員以應付意外事故；(4)輸入測試數據進行測試；(5)記錄所有測試情況和數據。
2.3測試后
完成測試后應繼續做好如下工作：(1)將系統時鐘回調到正確的正常時間；(2)在測試前，如被測系統與外部系統斷開，則恢復系統連接；(3)刪除所有測試文件，并將系統恢復至測試前狀態；(4)重新啟動被測系統，觀察系統運行是否正常；(5)準備支持任何測試后的生產啟動；(6)保證可用于審核和復閱的詳細測試結果。
3需要選擇的日期
無論發電廠Y2K問題的測試對象如何，以下日期是必須測試的：(1)特殊日期測試。以往軟件設計時，常把99/9/9作為特殊日期標志。在這種系統中，若輸入99/9/9，系統功能可能會發生異常，甚至不能執行系統功能。因此，必須測試1999/9/9。(2)世紀跨越測試。對于世紀跨越1999-12-312000-1-1，這是必須測試的日期。這時，要判斷系統能否正確跨越世紀、系統正常運行且現有功能是否不變和系統在21世紀時能否正常處理日期數據。(3)閏年測試。在設計軟件時因未考慮到2000年是閏年，因此若需處理與日期相關的功能時，系統可能會出現異常，導致不能正常處理日期數據。所以2000-2-282000-2-29，2000-2-292000-3-1是必須測試的日期。(4)人為設置日期測試。系統應承認有效的日期測試，包括：1999-9-9，1999-12-31，2000-1-1，2000-2-28，2000-2-29，2000-3-1，2000-12-31，2001-1-1，2001-2-28，2001-3-1，2004-2-28，2004-2-29，2004-3-1；系統應拒絕(無效)的日期測試，包括：2000-2-30，2001-2-29，2004-2-30，0000-00-00。(5)其它日期測試。如2000-12-312001-1-1，2010-1-1，2038-1-1等。以上日期，對于任何對象都應測試，且為更全面地測試對象的Y2K問題，還應根據具體情況考慮其它日期測試。
4問題分類
根據北侖發電廠(1999/1/25～2/3)和嘉興發電廠(1999/2/16～2/26)的計算機自動控制系統(裝置)Y2K問題測試情況，Y2K問題對發電廠計算機自動控制系統(裝置)的影響可歸結為以下4個方面。
4.1沒有實時時鐘芯片或時鐘功能的控制系統(裝置)
這部分設備雖然屬于計算機或單片機控制器，但因沒有實時時鐘芯片或時鐘功能，設備中沒有日期和實時時鐘，因此不存在Y2K問題。如小汽輪機控制器505、ROTORK電動頭、PMC軸封控制器和DFS火檢等。
4.2“Y2KReady”的自動控制系統(裝置)
“Y2KReady”是指在通電或斷電狀態下，系統(裝置)的時鐘存在Y2K問題，但系統功能不受影響，能照常運行。如：(1)不能順利跨越2000年，需要通過人工設置到2000年，但系統功能不受影響，可正常運行。如在世紀跨越時，年份變為1900，因有些操作系統最早年份為1980年，因此系統顯示1980年，需人工設置為2000年，如新華DEH使用的工控機、西門子DCS編程器PG750、SOE等。(2)無法識別或拒絕非法日期的設備，但不影響其功能，如某電廠的質量流量計，接受了2001年2月29日。(3)閏年問題。某電廠的廢水系統PLC，2000年2月28～29日測試，實測現象為3月1日，但系統運行正常。(4)日期顯示問題。某電廠2號灰控PLC，2000年2月28～29日測試，實測現象為2月28日，即時間變化，日期不變，但系統功能正常，運行穩定且無異常。
4.3“Y2KOK”的自動控制系統(設備)
“Y2KOK”是指在通電或斷電狀態下，系統(設備)時鐘不存在Y2K問題，且系統功能正常，運行無異常。這類設備有：某電廠的網控閉鎖裝置、電除塵中央管理機及爐內加藥系統等。
4.4“Y2KNotOK”的自動控制系統(設備)
“Y2KNotOK”是指在通電或斷電狀態下，系統(設備)時鐘存在Y2K問題，且系統功能不正常，運行異常，如某電廠的硅表。
5結束語
通過Y2K問題的測試，一方面可掌握發電廠自動控制系統(裝置)Y2K問題的嚴重程度；另一方面可借此制定Y2K問題的解決方案及各種應急措施，具有重要意義。所提出的測試方法、步驟、選擇的時間段和分類等幾方面問題，可供發電廠同行參考，希望共同對此問題進行深入、細致地探討，為保障機組安全、經濟運行，順利跨入21世紀打下良好基礎。
近年來對城市供水提出了更高的要求，水塔水位控制自動化系統被不斷地改造，以適應社會的發展和人民生活水平的提高，滿足及時、準確、安全和保證充足供水。目前水位自動控制系統有很多成熟的產品，控制手段主要有單片機監控、比較電路監控、利用PLC和傳感器構成水塔水位恒定的控制系統等，運行可靠，可實現遠程監控和無人值守。在許多偏遠地區，特別是居住相對分散的農村地區，供水問題也待解決。如果仍然沿用人工方式，勞動強度大，工作效率低，安全性難以保障。本文針對鄉鎮和偏遠農村家庭供水的特點，設計一款簡單實用、符合要求的水位自動控制系統。
1水箱水位自動控制系統的組成
針對偏遠農村分散居住，取水不方便（包括從水井取水）的特點，考慮到農民生活消費水平不高，設計的供水系統必須是既方便農民的生活，又經濟實惠等特點的水箱水位自動控制系統。水箱水位自動控制系統的組成。
由圖中可知，水位自動控制系統電路主要由主電路和控制電路兩大部分組成。主電路是一臺抽水水泵，由220V交流電源電壓供電。控制電路由包括整流、濾波、穩壓電路、感應電路及限流限壓電路組成。
2水箱水位自動控制系統的設備
水位自動控制系統的設備只需選用價格低廉、安全可靠的設備。
由設備表可知，所有的設備都是簡單而常用的小型設備，價格低廉，控制和維護簡單易于掌握，對遠離城市的偏遠地區非常適用。傳統的水位控制系統通常使用傳感器進行上、下限控制，以保證水位在上、下限之間。此設計中只用三根導線來代替傳感器放置在上、下限水位之間，利用水的導電特性完成上、下限水位的自動控制，節省了購買傳感器的費用，也不必考慮傳感器的故障，進一步降低成本，提高系統的可靠性。
常見的生活用水供應系統工作形式是由外來補充水源（一次水源）向一個高位水塔和一個低位水池補水，再由高位水塔和低位水池（二次水源）向各用戶供水。此設計主要考慮針對家庭供水系統（或者某些單獨取用水之處），因此只需用（儲）水箱而非水塔供水。系統供水是由水箱直接供應，不用考慮由位置高度所形成的壓力來進行供水，不用氣壓供水，不必在屋頂上設置水箱，也不用單獨建筑水塔，僅在廚房或需用水的地方放置一足夠大的（儲）水箱即可滿足供水要求。
3水箱水位自動控制系統的控制原理
該水箱水位自動控制系統結構簡單，控制原理如下：系統上電后，交流電源經整流、濾波、穩壓后，由電位器調節獲得12V直流工作電壓。當水箱水位低于下限時，接觸器線圈失電，其常閉觸頭使水泵接通工作，抽水到水箱中；當水位上升到上限時，接觸器線圈得電，常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合，水泵停止抽水。
V1、V2用來保護LM317輸出端電壓為安全電壓，使其免受短路電流的影響；V3用來保護三極管，同時避免觸電事故的發生。水位的上、下限可通過調整三根導線的位置設定。
4測試應用
該設計經安裝調試，結合實驗室給排水系統進行測試，效果良好。正式應用于某鄉鎮幾個家庭的日常用水裝置中已將近兩年，至今未發生故障。該系統在運行期間穩定性高，完全符合預先規定的標準，只需將控制電路穩壓輸出調整在10V-12V之間，可投入使用。可用交流變壓器供電，也可以用直流供電。
5結束語
設計的水箱水位控制系統因價格便宜，結構簡單，使用方便，不易發生故障，可用于要求不高的給排水系統中，特別適用于城鎮及偏遠山區取水裝置。
摘要：隨著經濟社會的發展，人們在工業生產、生活中產生的各種類型的污水越來越多，如何處理污水一直是人們熱議的話題，近年來，隨著污水處理自動控制系統的不斷完善，污水處理自動控制系統使用率及凈化效果也越來越好。本篇文章主要是介紹污水處理自動控制系統的常見類型、特點、發展現狀，詳細論述了污水處理自動控制系統在國內外應用研究方面的基本情況，并結合當前污水處理情況分析了其今后的發展趨勢。
關鍵詞：污水處理；自動控制系統；發展情況；發展趨勢
近年來，隨著生態環保型社會的建設，無論是各級政府、專家學者還是人民群眾，對如何處理生活中的污水都給予了非常高的關注度，這些都推動了污水處理廠污水處理自動控制系統的發展、應用。隨著對污水處理自動控制系統研究的深入，人們對其類型、制約因素等將會有更深層次的認識，這有有助于進一步加快污水處理自動控制系統的研究、應用和處理效果。
1污水處理廠自動控制系統論述
設置污水處理自動控制系統最終目的高效率、低能耗的處理各種類型的污水，溶解氧、流量等是污水處理廠中普遍使用的自控變量，作用非常明顯，即管控供氣、回流污泥、化學藥劑投加量等，只有準確處理三者之間的各種比例關系，污水處理才能達到理想的效果。隨著科學技術的發展，當前，主要有數據監控采集系統、全廠自動控制系統2種類型。數據監控采集系統，信息化程度高，采集監控對象主要是污水處理過程中的數據參數，作用對象比較簡單，在功能上不能單獨實現全場生產的自動化控制。全場自動控制系統功能比較齊全，作用內容比較系統，集監控和采集數據于一體，組態非常靈活，界面易為操作者接受，方便擴展，且由于使用時間較長使得技術應用非常成熟，在目前污水處理廠中的普及率非常高。隨著污水處理自動控制系統的發展，當前，主要有3種常見類型：PLC可編程序控制系統、集散控制系統、現場總線控制系統等不同種類，這是目前使用率較高的自動控制系統類型。PCL在可靠性、控制能力方面表現非常好，編程類型簡單，只要操作工人簡單學習就可快速使用，外部環境對該系統產生的影響非常小，系統運行比較穩定，同時，該系統有不同類型的接口，與其他的設備可以非常簡單的接通，在靈活性、可擴展性等方面也有令人滿意的效果，正是其簡單易行的特點，使得該系統一旦出現問題，技術人員可以快速完成修復工作。DCS主要體現的是標準化、模塊化、系列化，可以實現集中操作管理，該系統在自主性、協調性等方面表現較好，對信息技術的依賴性比較高，具有比較高的工業使用受眾面，在使用率、普及率上占有一定的市場比例。FCS的特點比價簡單，即主要依靠通信網絡，可操作性強及分散功能快等特點。
2污水處理自動控制系統的應用研究現狀
與國外相比，尤其是已經高度使用計算機系統操作污水處理自動控制系統的歐美國家，很多地方的污水處理自動控制系統已經高度信息化、自動化、智能化，無論是數據采集還是過程監控等大部分都可以由計算機代替人工完成，技術含金量非常高。同時，在各種技術應用上也比較成熟，一旦某個系統故障，在一定時間內如果無法快速排出，可以快速轉換到人工操作進行手動處理，很少出現污水處理自動控制系統停運的現象，從而保障了污水處理廠全天候24小時的正常運行。在歐美國家應用比較典型的系統是SCADA系統，在污水廠中該系統在傳統在線感應器方面配備齊全，例如，常見的溫度計、水位表等可方便用于污水處理過程中的數據采集。不同國家的經濟政策、環保政策等都會對配備傳感器的數量、水質、處理效果等產生不同程度的影響。最初，我國在污水處理方面的各種費用明顯不足，國外使用比較普遍的自動控制系統配備不全。近年來，隨著各級政府對污水處理工作認識程度的提高，污水處理工作中的信息化處理程度不斷提高，無論是生產還是污水管理等都進入了快速發展時期，信息技術的快速發展也為污水處理行業的生產管理自動化、信息化、智能化等提供了有力的支持。當前，從宏觀形勢上看，我國的污水處理控制水平主要包括手動操作、半自動控制和全自動控制3個層面，每個層面都有不同的適應類型，發展方向也不盡相同。
3污水處理自動控制系統的未來發展趨勢
雖然污水處理自動控制系統越來越受到重視，但是該系統并沒有達到非常高的普及率，這也是與該系統自身的缺點是分不開的，例如，檢測工具有時候會出現問題，在可靠性、穩定性方面做的不夠好；污水廠中的傳感線主要作用還是體現在檢測方面，投入費用、維護成本都比較高；大多數污水廠建成時間比較久遠，很難結合當下的新技術在原有基礎上再造；自動控制系統缺少專業的操作人員，操作人員缺少自動系統方面的理論知識和實踐經驗，在操作過程中很容易發生安全事故。今后，污水處理自動控制系統將進一步突出安全性，更加注重人性化、科學化，隨著信息技術的發展，有關污水處理系統的研究進一步深入，該系統自身存在的不少問題將會迎刃而解，將會大大推動該系統的普及應用。
隨著社會科學技術的發展，人們環保意識的不斷增強，對污水處理自動系統的研究、應用力度將越來越大，污水處理工作也將邁上新的臺階，更好的服務于經濟社會發展和人民群眾的健康生活。
作者:周志強 單位:秦皇島市第一污水處理廠
摘要：隨著環保意識的不斷增強，人們開始越來越重視對環境的保護。然而，在經濟迅速發展的今天，工廠污水的隨意排放，給人們的生產和生活帶來巨大影響的現象隨處可見。因此，做好污水的處理工作顯得尤為重要。本文主要從當今國際國內社會污水處理的現狀入手，明確這一領域中自動控制系統的組成、特點及其在污水處理過程中所起的作用，進而能為我國自動控制系統在污水處理中得到更充分、更合理的運用找到有效方法和途徑。
關鍵詞：自動控制系統；污水處理；運用
隨著資源節約型—環境友好型社會提出，生態文明建設得到了不斷地發展，人們的環保意識也在不斷增強。但是，面對經濟發展所帶來的污水肆意排放問題卻始終沒有得到徹底的解決。究其原因，有企業的環保意識不強，但同時也不乏有處理污水的技術設備不過關，不能很好的對企業排出的污水進行處理等原因。因此，要真正解決這一問題，需要更好地運用一些先進的技術，其中就包括自動控制系統。我們要通過采取各種措施，讓自動控制系統在污水處理中充分發揮它的作用。
1污水處理中的自動控制系統的組成、特點
污水處理中的自動控制系統即是要求采用一些先進的技術，包括計算機技術、虛擬的網絡技術、數據的組成分析系統、圖像的呈現的手段等來實現對污水處理的全程的監控和管理，在確保把污水中的雜質從中分離出來的同時還要求確保處理過的雜質和清水能夠進行再次的循環利用。通過自動控制系統來實現污水處理的這一目標，要求其必須具備一定的基礎硬件，比如說，能夠精確監測水質酸堿度的設備要具備、能夠及時準備對這些監測數據進行整合梳理的數據的組成分析系統要具備，能夠將這些數據匯集在一起的數據網絡也需要建立，還包括一些顯示器、打印機等等也都是這一系統的必備要素。當然，在這一體統在運用實施的過程中，還有一個更加關鍵的因素，即能夠掌握控制分析這一系統的人。對于污水處理中的自動控制系統，他需要的設備的技術含量較高，精確度較強，對人綜合素質的要求也極其嚴格。但從這一系統的使用過程來看，它仍然具有其他系統所無法比擬的優越性，例如，他的適應性較強，減少人為因素的影響使得數據的準確度甚至精確度較高，開放性也比較強，同時，在這一污水處理過程中，由于自動控制系統的應用還能省去更多的人了和物力，可以為企業節約更多的經濟成本和勞動力成本，從而可以為企業的擴大再生產提供保障。
2自動控制系統在污水處理中的運用現狀
自動控制系統在污水處理上的應用最早是出現在國外，因而，這方面的技術和設備對比我國國內也具有明顯的優勢。尤其是在一些歐美國家，自動控制系統在他們城市和工業污水的處理上很早就已經開始使用。他們使用電腦進行數據的全面記錄，同時采用一些先進的技術設備進行了遠程的監控和控制，甚至在某些地方、某些領域都已經完全實現了自動化的污水處理操作。比如在當今的美國社會，一些規模較大的污水處理設備廠均有一套適合自己的、相對集中而又有所分散的自動控制系統在不斷的工作。他們不需要更多的人力，有的只是或多或少、設置井然合理的計算機，他們不斷在對整個污水的處理的環節在進行控制，包括污水中廢棄物的沉淀是否達標、過濾是否合格、反復沖洗的次數是否無誤、化學物質的投放對污水凈化是否安全等等都有自動化的設備在監控和控制。隨著我國對保護環境的日益重視，這些自動控制系統也在我國得到了越來越廣泛的使用。比如在我國山東某污水處理公司，也已經開始使用這一系統進行污水的處理工作。他通過一種優秀的電子器件，使用光纜，雙絞線等將這一優秀電子器件與電腦服務器的終端、操作站等進行鏈接，形成自己集團單位的一個局域網。憑借這一局域網絡，它可以對污水處理的整個情況進行控制和管理，取得了很大的成效。然而，由于我國在資金技術等方面還存在較大差異，對于自動控制系統也僅僅是在一些大型的污水處理單位進行使用，對于那些小型的污水處理廠卻只能望洋興嘆，無法真正的采用這一設備。再加上這一設備由于技術的原因，也不能真正的實現完全的自動化，很多時候對污水處理情況的檢測還得需要人力去進行抽樣檢測，這也給我們的污水處理工作方面實現自動控制系統的處理帶了很大的障礙。這也需要我們不斷的研究和思考，積極學習外國的先進經驗，引進外國的先進設備，再結合自身條件的基礎之上，努力實現把自動控制系統真正的應用在污水處理這一領域中。
3自動控制系統在污水處理中的運用
近年來，隨著市場經濟的發展以及人們對污水處理標準的不斷提高，自動控制系統在這一領域中的運用也顯得至關重要。通過自動控制系統，實現污水處理廠生產運行遠程監控，在污水處理廠的進水槽、粗格柵、細格柵、沉砂池、生化處理池、沉淀池、污泥處理站、出水槽等處理單元分別安裝不同類型的傳感器探頭及控制模塊，用于檢測進、出水質、流量、COD、NH3、PH值、加藥量等運行處理指標、通過各傳感器探頭數據采集，控制模塊將數據傳送到中央計算機中心，其會根據實時數據進行分類，并及時做出分析判斷，根據運行處理水質的各項指標與設計要求對比，得知當前的運行狀態，計算機通過控制模塊發出指令，及時調整運行狀態，確保出水水質合格。針對這一設備在我國的運用現狀，例如：資金技術的缺乏導致的這一系統不能在中小企業被廣泛運用；設備原因導致檢測的結果和標準與先進的發達國家還存在這很大的差距；人才的匱乏是這一設備在運用的過程中也困難重重……，我提出了一些改進的意見。
3.1大力發展科學技術，提高該設備在使用過程中的精細度
我們把自動控制系統應用于污水處理領域，主要的目的就是保證我們所處理的污水達到我們的排污標準，不僅不會對周邊的環境產生惡劣的影響，同時在此基礎之上，還可以對其處理過的污水及雜質進行再次的循環使用。因此，這就需要設備具有較高的精細度，不僅要精確檢測，還要做到細致入微。在水質的檢測標準上，也應該盡量做嚴格，與國際的標準接軌。在我國，很多污水處理的企業仍然采取那種原始的、古老的自動控制系統的水質標準作為自己的標準，殊不知，時代在進步，社會在發展，我們的自動控制系統的水質標準也應該不斷的被提高。如果不符和當今水質標準的水排放到其他水域中，或者對這樣的水質進行循環再利用，同樣也會給社會的環境和人們的生命健康帶來巨大的影響。因此，我們必須做到要讓水質的檢測標準更高一點，與國際更接近一點。
3.2繼續貫徹人才強國戰略，培養能夠研制開發自動控制系統的高端人才
當今世界的競爭是科技的競爭，更是人才的競爭。尤其是對一些尖端的科研領域和高精度的實踐領域，人才的需要則先得更加緊迫。在污水處理這個具體的實踐過程中，自動控制系統可謂是當前最尖端的技術，他能夠在節約最大成本的同時是污水的處理程度達到最佳。然而，在我國，能顧真正懂得這些技術、能夠對這些技術輕松駕馭的人才恐怕是少之又少。我們國家可以通過優厚的報酬、待遇等來積極吸引外國在污水處理領域的尖端人才，讓他們為我們在這一領域更好的讓自動控制系統發揮作用提供更多的指導。同時，對于我們自身培養的人才也應該對其進行培訓和再培訓，以保證他們的技術水平能夠及時的時代與要求保持一致，與時俱進。
3.3設備維護的重視程度急需加強
再先進的技術如果你不注重對其進行后期維護的話，也不可能正常運行，更不可能達到我們的理想標準。在我國，也曾一度引進過外國的先進設備，但是在使用的過程中出現的各種問題卻沒有得到及時解決，所以最后的設備系統都只能成為一個空架子，形同虛設。因此，我們必須重視自動控制系統在使用過程中的維護，同時保證效果維護的效果最佳。
4結語
社會的發展對環境保護的要求也越來越高，因此，要達到這一標準，在污水處理的過程中使用自動控制系統這將是一種必然趨勢。相信，隨著國家和社會的重視，隨技術的進步和發展，我國自動控制系統在污水處理中的應用一定會越來越廣，由此產生的社會效益和經濟效益一定會越來越高。
作者:呂威 單位:廣西來賓工業投資集團有限公司
摘要：對于任何一個城市來講，污水的處理都是十分重要的，如果處理不好，直接會造成城市整體運作出現問題。因此，本次研究工作以污水處理為出發點，通過對現階段自動控制的應用進行分析，總結出現階段存在的問題與不足，并有針對性的提出相應的解決方法與策略，為更好的保證城市的污水處理工作打下堅實的基礎。
關鍵詞：自動控制;城市污水處理;應用;分
污水的集中處理在過去很長一段時間內都占據著主要的地位。但是就實際的操作情況來看，采用集中處理的方式對污水進行相應的處理在管理等方面都有著較好的效果，現階段已經初具規模，這一方式能夠更好的促進城市中污水的處理工作。不過在實際的操作過程中，仍然存在著一定的問題需要解決。比如，在完成集中設備的建立過程中，需要耗費大量的人力與財力，同時在建設的時間上也較長。這樣一來，由于城市的發展速度相對較快，而相配套的污水處理系統卻沒有辦法快速的建立起來，這就給污水的處理帶來較大的壓力。因此，對污水處理的方式進行創新是十分必要的，本文以此為契機，重要介紹了自動控制系統在城市污水處理中的問題，并針對問題提出相應的解決策略。
1污水處理中自動控制系統的應用分析
污水在應用自動控制技術時，主要是使用了自動化檢測系統。現階段我國已經有很多污水處理機構使用了該系統對污水進行相應的處理。在實際的操作過程中，曝氣池也是十分重要的，在對該部分進行測量的時候，對于測量的精度等也有著十分重要的要求，而這些數據也對污水的處理起著至關重要的作用。因此，每一個污水處理廠在實際的操作中都會對這幾個重要環節進行重要的檢測。（1）污水處理中水泵自動控制系統的應用。在污水處理過程中，由水泵所組成的自動控制系統在工作時需要根據時間來進行自動的調整，而調整的兩個模式分別為備用與氣動兩種。如果在具體使用的過程中，僅打開一個水泵沒有辦法滿足控制要求時，就需要將另外的一個水泵也打開，讓兩個水泵一起工作。同時，水泵在運行的過程中，可以使其依據水的流量來進行自動的控制，從而實現科學的控制以保證整個設備在運行過程中能夠始終處于最佳的狀態，從而有效的減輕相關工作人員的勞動強度。（2）污水處理中流量的自動控制分析。在污水處理過程中，流量的控制主要是對整體系統運行過程中各個參數進行有效的了解，根據相關的參數以實現對污水處理的控制，一旦出現問題，就可以對其進行快速的修正。就實際情況來講，在進行污水處理的時候一定要提升對水表面的沖擊力，此時便需要對其進行一個較為精確的把握，此時測量所得到的數據最為精確。在這一過程中，如果使用人為的方法進行測量時，由于人的主觀性所造成的誤差較大，但是在使用自動控制系統后，就可以很好的控制該誤差，從而有效的提升測量的精度，而且測量所得的有效數據較多，能夠很好的被工作人員所使用。
2污水處理過程中自動控制系統應用的問題分析
（1）限制因素較多。就現階段我國的實際情況來看，已經建立完成的污水處理廠無論是設備還是人員方面都有著較大的限制。特別是有一些污水處理廠存在自動控制技術落后，相關設備陳久，管理不到位的情況。而伴隨著我國對污水處理要求的不斷提升，這些污水處理廠明顯會感受到來自各個方面的壓力，當引進了較為先進的設備后，相關的工作人員并不能夠很好的使用這些設備，這就造成了整體工作效率與效果無法進一步的提升。（2）線上控制的穩定性不足。隨著我們對污水處理要求的不斷提升，自動控制技術的相關學科在整體控制系統也得到了長足的進步，特別是現場總線技術與PLC的應用，但是在使用的過程中，穩定性問題仍然無法完全滿足人們的要求。就實際情況而言，污水的處理是十分復雜的，整體系統在數據的處理問題上十分多，同時在這一過程中也在不斷的變化，這些問題的存在都會給整體控制系統帶來較高的難度。由此可以看出，污水處理廠雖然使用了自動控制系統，但同時還需要相關的人員在現場進行實地的操作，同時有針對性的進行相應的調整，以確保整體系統運行的穩定。（3）自動控制系統自身缺陷分析。隨著污水處理廠更多的使用自動控制系統，使得該項技術也有了較快的發展，不過就實際的應用情況來講，該技術自身仍然存在著一定的問題。比如所使用的自動控制技術與軟件有明顯的缺陷。在實際中，自動控制技術許多都是直接從國外引進而來，這也就造成了許多操作人員在操作中處理不當。比如對污水處理的探頭進行控制時，當該探頭完全被污水淹沒后，所檢測到的數據便會出現問題，另外，由于污水的組成十分隨機，這也會影響到探頭所檢測到的數據，甚至會影響到整體設備。
3自動控制系統的改進建議
（1）當污水處理過程的穩定性還未得到很好的解決時，相關的工作人員應當具有較高的能力，從而有效的提升整體系統的穩定運行，一旦出現問題，應當能夠進行及時的解決。（2）在進行實際的操作過程中，應當將自動控制技術與網絡相結合，通過網絡來實現對整體污水處理的過程進行有效的控制，從而在真正意義上解決工作人員的繁重勞動。（3）隨著自動控制技術應用程度的不斷提升，每一個污水處理廠都需要配套相關的專業人員，并定時的去這些工作人員進行相應的專業化培訓工作，以確保他們能夠更好的保證污水處理工作的正常運作。
4總結
自動控制技術在污水處理過程中的應用不斷深入，有效的促進了整體污水處理工作效率的提升，能夠很好的控制相關有害物質的排放，對環境的保護起到的至關重要的作用。不過就現階段的情況看來，雖然自動控制技術的使用已經有了長足的進步，但是仍然存在著一些問題需要解決，這些問題的存在會嚴重的影響到污水的正常處理。因此，對該技術進行深入的研究是十分必要的。
作者:屈科科 解軍艷 單位:濟源職業技術學院
［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，以中央控制為優秀，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，優秀科技多由國外引進，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，推動優秀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優秀技術，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。
作者:馮鋒 單位:太平洋水處理工程有限公司
摘要：自來水廠投藥間控制是自來水質量控制的重要環節，該環節通過對自來水進行化學處理，以此來保證自來水正常使用，文章對其設計研究進行分析。
關鍵詞：自來水；投藥；設計控制系統
前言
水是我們生活中不可或缺的必備品，而能夠供人類飲用的潔凈的自來水更是人類賴以生存的保障。如果想要城市建設正常發展，首先要保證城市供水系統的穩定運行。根據國家的相關規定，不同用途的水在各個方面有不同的標準。隨著近幾年污染的加劇，國家對飲用水的評價標準也不斷變化，所以在對這些新標準的研究中逐步深入，從而帶動了飲用水研究的新標準。
1自來水加工工藝闡述
自來水的處理過程大致可以分為以下四個方面：取水泵房、凈水車間、送水泵房和脫水泵房。取水泵房的作用是將未經處理的水送進反應池準備開始凈化：凈水車間包括反應池、沉淀池、濾池、加氯加藥間以及排泥系統，這一環節在整個凈水處理系統中起著至關重要的作用，負責對水進行凈化；送水泵房是將處理過后的達到標準的自來水送出去供用戶使用；最后，脫水機房就是對廢水的回收處理及再利用。雖然在處理過程中運用了大量的常規處理方法，比如：生物預處理工藝、深度處理工藝、膜處理工藝、富營養化原水的除藻技術等等，雖然初見成效，但遠遠不能達到標準所需，因此需要進一步更深的技術探索，這是一項任重而道遠的任務，所以國內外相關專業人士都投入到進一步的研究中并加以實施。在自來水加工工藝中，投藥間是一個化學處理車間，通過加入礬和氯對自來水進行化學處理。投藥控制直接影響到自來水的物理、化學性質。
2投藥間投礬系統
2.1沉淀階段
這一環節的成敗對自來水質量的好壞將產生直接影響，首先將藥劑加入到原水中進行化學反應，該反應會生成礬水花，這時加入物理作用即劇烈攪拌，會使這些絮狀物凝結成塊。之后，由于重力作用這些絮狀物會在反映池中與水分離開來。
2.2過濾階段
沉淀階段在混凝和沉淀的雙重作用下會產生大量的顆粒雜質，緊接著進入過濾階段，通過這一步驟，初步清除了一部分雜質，也處理掉了在沉淀階段不易清除的更小的懸浮物質，從而使水質更加潔凈，此過程在濾池中進行。另外，一些剩余的雜質會排放到排泥池以供脫水機房的回收再處理。最后，為了去除肉眼所看不到的水中的細菌、病毒等不易處理的微生物，需要加氯進行深加工。
2.3電攪拌階段
首先，將礬劑和清水投入礬池中加以攪拌，由隔膜計量泵根據源水的流量按比例加到源水管道中，在混合槽中充分混合后進入折板反應池中充分反映，最后沉淀池中的排泥池機會除去由水中的雜質凝聚成的較大的顆粒物。投礬泵、伺服控制器等組成整個投礬系統。電攪拌機主要是對溶液進行攪拌并使其充分均勻混合，使加入的藥與所需凈化的水達到最大的接觸面積，能夠使藥效充分發揮。計量泵可以用來運送藥液并且可以計量藥液的質量，在運輸的過程中還可以根據實際情況的需要改變需要輸送的流量，進行調節，此技術在凈水領域被經常使用。提升泵可以運送廢水、污水，同時又可以提升污水，在使用過程中非常方便。
2.4開度調節
以實際用水量為參考，通過控制器自動調節計量泵機組的開度，當水量增加時，加大開度，增加計量泵的沖程以減少投礬量，相反，如果水量減少，減少開度，減少計量泵的沖程以減少投礬量。在整個系統中，反應池、沉淀池和濾池中都需要加上排泥裝置，污泥從這些池子中被排放到調節池，這都要根據不同工廠的具體情況而定排泥時間。排泥后，可以用污泥濃縮機和污泥切割機對污泥進行再處理，其中回收的水資源可以再次參加凈化過程，而處理出來的污泥則可以輸送出去作為其他用途。
3投礬系統注意事項
（1）想要控制混凝效果，必須要對原水濁度、待濾水濁度、混凝劑的流量等進項檢測，可以通過先進的濁度儀和流量計來采集上述數據。（2）在投礬過程中，系統為混凝和沉淀雙閉環系統，內環控制混凝，外環控制濁度。混凝效果可以通過濁度儀來檢測，如果濁度儀值越低，表示投礬效果為最佳，相反，同理可得。濁度是一種光學效應，是光線透過水層時受到阻礙的程度表示水層對于光線散射和吸收的能力。它不僅與懸浮物的含量有關，而且還與水中雜質的成分、顆粒大小、形狀及其表面的反射性能有關。同時，濁度環在線沉淀池出水濁度，通過串級主控反饋回路，構成閉環反饋系統。通過高精度的雙閉環控制，系統能夠全自動的控制沉淀池出水濁度。如果是在不好的天氣期間，濁度會增加，這時系統就會自動加大投礬量，保持最優的絮凝劑控制效果。隔膜計量泵是投泵系統的執行部件，計量泵由馬達驅動，控制器控制開度，通過調節開度達到最佳的混凝和沉淀效果。（3）手動、PLC遠程控制是投礬計量泵開度調節控制實現兩種控制方式，手動方式顧名思義即通過人工方式調節來控制計量泵開度，PLC遠程控制即在接收到現場的濁度儀信號后，經其處理后輸出控制信號實現對計量泵開度的調節，使濁度保持在一定范圍內。（4）現場手動、PLC遠程自動或者手動控制、現場自動是投泵系統計量泵速度調節控制實現的三種控制方式。
4投加氯控制系統
源水在經過混凝、沉淀、過濾后，水中大量的顆粒物已經被清理出去，但還是會有一定數量的微生物，包括對人身體有害的細菌、病毒等等，因此必須用比較徹底的消毒方法去除。通常使用的是目前國內普遍使用的加氯消毒法，也就是說把液氯氣化成氯氣后通過水射器加到水中，從而起到殺菌的目的。
4.1加氯系統作用
加氯系統主要是由氯瓶、自動切換閥、加氯機、水射器等組成。氯氣通過管道，經過蒸發器后，再到加氯機里。同時加氯機的控制又是非常自由的，既可以手動調節，也可以自動控制。系統主要分為前加氯和后加氯兩個部分，進行前加氯這一步驟的目的是殺死水中的青苔、氧化部分有機物等，同時降低亞硝酸鹽的生成；后加氯的目的是殺死細菌等，保證水質的質量，抑制水中殘留物的繁殖。
4.2投氯系統運行方式
投氯系統主要有兩種方式：PLC遠程控制、現場手動。現場手動方式允許操作人員在現場控制柜操作旋鈕來控制投加量。氯氣瓶自動切換裝置可以通過設定的既定程序實現自動控制的功能，同時，系統還設有漏氯自動吸收控制裝置和漏氯檢測儀，如果氯瓶中的漏氯超過一定數量，裝置會自動啟動，對氯氣進行中和處理。
5結束語
自來水廠投藥間控制是自來水質量控制至關重要的環節，通過加入礬和氯對自來水進行化學處理，實現自來水的原水利用和回收廢水的再利用，投藥控制也會直接影響到自來水的質量。通過現代先進的設備，可以努力促進以上實驗系統的自動控制并使其成為可以為人民造福的重要自來水凈化措施。
作者:黃震宇 單位:中山市大豐自來水有限公司
一、職校電氣控制中自動控制系統的軟件和硬件的教學特點分析
計算機控制的自動控制系統主要由工業生產對象和計算機控制系統兩個大部分構成，通過計算機將被控端的相關數據和參數進行采樣分析，通過輸入通道將模擬量轉化成數字數據，對被控對象進行數字化的控制，并通過計算機進行監控，通過計算機完成控制、運算、判斷、比較等各項功能，計算機通過實時的數據采集進行實時決策和控制，適時的向執行機構發出控制指令。通過上述過程的不斷重復執行，使整個系統按照靜態和動態指令進行控制和執行。通過計算機控制的自動控制系統包括被控對象和計算機兩大部分構成，其中硬件包括控制主計算機、外圍設備和接口電路等構成，通過各傳感器將信號采集，經過計算機將數據進行處理和分析，對被控對象進行反饋控制，軟件系統包括通用軟件和開發軟件，開發軟件具有各種數字語言處理程序、編輯程序、仿真程序等。自動控制的計算機系統根據控制對象的不同，所采用的控制系統也不同。應用最多的是操作指導控制，它的特點是可以將生產過程中的數據進行收集和加工處理，操作者根據這些參數進行必要的操作和控制，這個系統最大的優點是操作簡單、穩定可靠，常用于數據檢測和數字模型的處理和新程序的調試等。另一類分級控制系統的應用也是比較多的，它是由幾臺大中小型的計算機組成，分別執行各種功能，分為指揮計算機控制系統和控制級計算機系統，可以根據管理的范圍和企業規模的大小分為公司級、工廠級和車間級等。在自動控制系統中，單片機的應用也是非常廣泛的，單片機具有可靠性高、功能強、體積小的優勢，具有擴展性強的功能，可以實現多級和分布式控制。
二、職校教學中單片機控制的開發及應用分析
在職校教學中，單片機應用的開發過程有別于一般的電子產品的開發，除了硬件設計的合理和接線準確外，還要進行軟件的編輯，要考慮軟件和硬件的兼容性。對于單片機控制系統的開發一般是要根據應用系統的功能確定總體的設計方案、進行硬件和軟件開發、在設備上開展仿真測試和實驗、進行設備的安裝和調試、最后是產品化的生產和推廣應用。硬件的開發要在系統總體設計的框架下完成，軟件的開發具有實時性、可靠性和靈活性的特點，采用模塊化開發的方法，進行主程序開發、子程序開發、中斷服務程序的開發等，在各個模塊內還可以細化順序結構、循環結構、分支結構等。在安裝調試時要確認軟件和硬件的設計合理和準確，符合要求后再進行正式的安裝和調試，根據控制的效果和要求對系統的穩定性進行測試和驗證，滿足設計方案的目標和要求。
三、結語
總而言之，電氣自動控制技術的應用大大提高了現代工業生產的效率，降低了人工成本，但在實際應用時還是會出現一些自動化設備無法完全代替人工的情況，相信在自動化技術不斷完善的今天，這些情況會得到改善和進步，人工智能的應用會越來越穩定和成熟。
作者：縱信單位：江蘇省鹽城機電高等職業技術學校
1城市污水處理自動控制系統系統分析
在城市污水處理廠的自動控制系統中通常采用集中監測方式，同時輔以分散控制方式，中控室可以實時監控整個污水處理廠的工作情況，具體的生產工藝控制采用就地單獨控制的方式。
1.1自動控制系統的特點
污水處理自動控制系統比較復雜，涉及到的物理量也比較多，既有模擬量也有數字量；同時控制方式也多種多樣，包括實時控制和順序控制等，還有閉環控制和開環控制。同時，其最終控制對象是CODCr、BOD5、SS和pH值，這不同于一般控制系統。為了使污水處理過程中的上述參數合格，需要對處理設備的運行狀態、進泥量和排泥量、各工藝段的處理時間、加藥量、進水量及排水量等進行綜合控制，這些都大大增加了自動控制系統的復雜性。目前，污水處理自動控制系統已經由簡單的邏輯控制發展到更為發展的分散控制階段，這使得自動控制系統有更好的開放性、適應性和經濟性及擴展性等。
1.2自動控制系統的組成與結構
現代污水處理自動控制系統通常設置有總站和子站，總站是指廠級的計算機系統，子站指的是現場級的計算機系統，實行的二級監控集散模式。廠級的計算機系統主要是對污水處理廠的運行管理情況進行集中監測，對全廠所有工藝設備的控制和監測主要通過對PLC的管理來實現。自動控制系統的子站主要包括以下幾個：鼓風機子站、污泥回流泵房子站、鼓風機子站、一級處理子站、回用水加壓泵房子站、污泥脫水間子站、配電子站等。自動控制系統采用通訊技術、自動化技術、網絡技術、計算機技術、圖形顯示技術、數據庫技術構建成等綜合技術以實現自動化遠程監控。
硬件構成包括COD、pH值、溶解氧等傳感器；采集控制單元包括PLC和數據采集模塊；中央監控單元包括服務器等，另外還有一些輔助設備，如顯示器和打印機等。軟件構成包括自行研發的軟件，還有主流的INTOUCH、FIX、WIZCON,KINGVIEW等。國內自動化系統基本上都在Windows或NT上開發運行，用于Windows和NT上的數據庫引擎通常有SQLServer,MySQL,Interbase等。
1.3自動控制系統的功能
污水處理控制系統的功能包括:生產過程自動控制、實時在線監視、故障顯示報警、聯鎖保護、自動生成報表等。這些功能能夠提高污水廠的處理效率，提高企業的管理水平和勞動生產率，保證設備正常運行，減輕工人的勞動強度。
(1)在線監視功能在線監視功能是自動控制系統的重要功能之一，借助該功能動態的工藝流程圖都可以在中控室的計算機屏幕上顯示，同時現場設備的運行狀態、一些重要工藝參數的變化情況及儀表監測數據等也可以很清楚地顯示在子站界面上。可以很方便地利用鼠標和鍵盤根據設備的運行狀態對系統進行干預。
(2)實時管理顯示管線狀態參數，全線工藝流程圖，方便系統的維護。并且可以實時記錄操作過程，將操作行為按時間順序存入歷史數據庫，以便有據可查，責任到人。
(3)控制方式的選擇污水處理廠第一級由控制中心集中監控，第二級由各子站PLC控制，對各操作設備進行手動或自動選擇在控制系統中就可以完成。同時，應將手動操作方式作為自動控制方式的一個補充。
(4)報警處理有設備出現故障時，首先預先設定的操作命令會對故障進行初次處理，并且系統會顯示報警畫面，來提示操作人員對故障進行處理。報警窗口分為兩部分：當前報警和歷史報警。當前報警會顯示目前存在的報警，已處理的報警消失后和它相關的報警信息都會從當前報警中消失；歷史報警不僅顯示目前存在的報警并且報警得到處理后其相關的報警信息仍可以顯示和查詢。
2結語
自動控制系統與傳統的人工控制方式相比，大大提高了污水處理自動化水平和管理水平，同時也大大提高了污水處理的質量、減少了有害物質的排放，產生了很好的經濟效益和社會效益。由于污水處理的自動化技術在起步比較晚，我國在這方面與西方發達國家仍然有很大的差距，集中體現在缺乏自主研發的控制系統、優秀設備和精密儀表的生產質量較低、設備故障率較高、國產設備與國外設備的接口配套方面存在問題等。因此我們要加大這方面的研發投入，以進口縮小與世界先進水平的差距。
作者：吳海峰單位：重慶工程職業技術學院
摘要 當前,在世界創新技術革命挑戰面前,在激烈的國際競爭中,世界各國都把創造性思維與方法的應用,開發創造力作為一項戰略任務。因為,在知識經濟時代,在科學技術突飛猛進的浪潮中,發明創造及各種創新,對于科學的繁榮、經濟的騰飛、民族的昌盛和國家的富強起著至關重要的作用。因此,在技工教育中自動控制系統的創造性思維與方法的應用,自動控制設備的技術創新技改,理論與實習教學的創新改革也必須步入到創新浪潮中,這樣才能促進技工教育的不斷發展。
關鍵詞 創造性思維;方法;自動控制系統;應用
思維是人腦的機能,是認識活動的高級形式,是創造力的優秀。思維的定義是指“人腦對客觀事物概括和間接的反映”。而創造性思維是指:重新組織已有的經驗,提出新的方案或程序,并創造出新思維成果的思維方式。創造性思維是多種思維形式的綜合體,包括抽象思維、形象思維、邏輯思維、非邏輯思維、發散思維和收斂思維等。
各種創新活動,實質上就是創造性思維與方法的應用。在創新過程中,往往根據不同的創新對象,則運用針對性很強的思維方法,去探索研究。同時,還根據創新對象的特點,運用不同的創新技法,這樣創新的成功率、效率就會大大提高。俗話說:“磨刀不誤砍柴工”。說明了工具方法的重要性。無數的創造、發明及創新的事實證明“工欲善其事,必先利其器”,即只有思路對頭,方法得當,才會收到事半功倍的效果,否則,欲速則不達。在創造性思維與方法中,創新技法很多,其中“缺點列舉法”是較為常用的方法。在自動控制系統專業理論課程的教學實踐中,筆者曾經運用“缺點列舉法”為廣東風華高新科技股份集團有限公司成功創新設計制作一套“自動控制異丙醇回收裝置”,并把這套自動控制裝置作為教學案例,收到良好的教學效果。
所謂“缺點列舉法”,簡單地說,就是挑毛病,即是抓住事物的缺點,存在的問題,以確定解決問題及創新目標所選擇的方法。“缺點列舉法”的應用程序方法如下:
1)盡量列舉出事物的缺點(運用發散思維);
2)將缺點歸類整理(運用收斂思維。
把缺點列成功能性缺陷,原理性缺陷、結構性缺陷、造型性缺陷、材料性缺陷、制造工藝性缺陷、使用維修性缺陷等;
3)針對缺點,加以分析;
4)實施改造創新。
在改造創新的過程中,針對某個缺點,經過創新后,則產生出一種新的產物。這種新的產物可以轉化為商品或進行申請專利。可以說,目前世界上所有物品都是經過找缺點創新再找缺點再創新……不斷發展過來的。人類的歷史,就是一部發明創造史。
筆者在運用“缺點列舉法”進行技術創新制作異丙醇回收裝置的做法如下,供大家參考。
廣東風華高新科技集團有限公司在有引線獨石電容器的生產過程中,需要用異丙醇溶液對獨石電容器半成品進行清洗,清洗完后要對異丙醇溶液進行回收復用,以降低成本。
一直以來,該公司的異丙醇回收裝置很簡單。其回收過程是用電爐盤發熱絲加熱鐵桶盛裝的機油,由機油傳熱給裝有異丙醇的玻璃容器,異丙醇經加熱后達到沸點蒸發成蒸汽。此蒸汽導出后再經玻璃管冷卻成液體異丙醇。這套裝置設備簡陋,技術落后,存在許多缺點。自己運用“缺點列舉法”,把該套裝置的缺點列出。其主要缺點如下:
1)回收率低;
2)回收純度低,因為沒有溫度控制而造成水蒸汽與二丙醇蒸汽混合;
3)熱散失大,因為加熱電爐盤沒有保溫裝置;
4)耗電大,因為電爐盤僅加熱鐵桶底部造成加熱效率低;
5)操作不方便、不安全;
6)玻璃器皿容易破爛;
7)工人操作勞動強度大等。
根據以上所列缺點,進行歸類整理、分析。確定解決技術問題及確定創新制作異丙醇回收裝置的整合解決方案,主要的創新構思如下:
1)采用夾套結構,用不銹鋼制成一臺加熱爐,夾套發熱管直接加熱由不銹鋼容器盛裝的機油。同時,夾套外層加保溫材料,提高加熱效率。
2)采用溫度自動控制系統,自動控制異丙醇沸點溫度。原回收裝置沒有溫度控制,因此,使混雜在異丙醇溶液中的水也能加熱成水蒸汽,這樣回收純度就很低。當加入溫度自動控制系統后,使加熱回收的異丙醇(異丙醇沸點溫度為85℃)溶液溫度控制在90℃~95℃度之間,這樣,異丙醇溶液能夠加熱成氣體回收,而水(水沸點溫度為100℃)就不能,大大提高回收純度。
3)為提高回收效率,在加熱爐頂部加裝一個集氣室,集氣室內壁加導流片,防止凝固在內壁上的冷凝液回流到蒸發爐內重新加熱蒸發。
4)冷卻器采用不銹鋼螺旋管式與冷卻水進行熱交換,提高冷卻效率。
5)回收液的添加采用氣壓導流法,減輕工人勞動強度。原回收液的添加是用人工用力抱起用玻璃瓶盛裝的回收液倒進加熱的玻璃瓶內進行加熱回收。但回收液的添加采用氣壓導流法后,后果就大不一樣,原回收液是用玻璃瓶盛裝,改為不銹鋼容器,而且加熱回收的不銹鋼容器比原加熱回收的玻璃瓶大幾倍,大大提高回收效率。而且在準備回收與正在進行加熱回收的不銹鋼容器之間用氣壓塑料管連接起來,并在準備回收的不銹鋼容器上安裝一個壓縮空氣閥門,需要添加回收液時,只要打開閥門,回收液就源源不斷地流進到加熱回收的不銹鋼容器內,這樣,節省了大量的人力,同時也大大提高回收效率。
6)控制加熱器的電氣開關采用固態開關,防止電弧引燃異丙醇(異丙醇屬易燃品)引起爆炸,保證回收安全。
7)加熱爐容器外加裝液位計,監視異丙醇回收液位高度,防止干燒出事。
按照以上的設計構思,創新出一個整合技術解決方案,創新制作出一臺新型的異丙醇回收裝置,經成功試驗后又繼續制作了幾套,使用后均達到了以上各項技術指標要求,滿足了生產工藝要求,克服改進了原回收爐的缺點,增加了一些科學合理的新技術。從結構、性能、工藝、技術、質量、安全保證及操作方法等方面,進行了整合解決創新,大大提高了回收純度,回收效率、節能降耗、安全可靠、減輕工人勞動強度及改善操作環境等。這個技改創新項目,每年為公司創造了數百萬元的經濟效益。得到企業領導的高度贊賞,并獲得廣東風華高新科技集團有限公司頒發的科技進步一等獎。
創造性思維與方法中的“缺點列舉法”的運用是比較直觀的,針對性強、思路清晰,主要是針對某個缺點運用發散思維去尋找創新的突破口,最終定能找到較好的創新解決方案。這種方法比較實用,容易獲得成功。
在技工教育中,創造性思維與方法在自動控制系統的創新應用,自動控制設備的技術創新技改,理論與實習教學的創新改革等都可以廣泛應用。近年來,自己主要負責我校的“電子技術應用”、“電氣自動化設備安裝與維修”及“維修電工”等專業的高級班、技師班課程如《電子技術》、《電工基礎》、《現代電工新技術教程》及《自動控制系統》等專業理論課教學。為了提高教學質量和效率,自己把這套成功創新實用的《自動控制異丙醇回收裝置》做成課件,作為專業理論課教學的典型案例,學生、教師非常歡迎,起到了良好的教學效果,為技工教育作出了自己的貢獻。
摘要 本文以山東華陽化工污水處理廠為例,設計了污水處理廠自動監控系統。該系統以西門子公司的S7-300PLC作為數據采集及控制單元,配合各種檢測和控制設備對污水處理中的各種數據進行采集,通過上位機實現集中控制。
關鍵詞 污水處理 組態軟件 計算機監控系統 模塊化
0 引言
本文以山東華陽污水處理廠為例,介紹了污水處理自動監控系統的設計方法。
本系統以工業控制計算機、可編程邏輯控制器及現場儀表構成三級監控系統。可編程控制器選用西門子公司的S7-300系列PLC,根據工藝流程在電控間設立4個分布控制站。上位機采用WINCC作人機界面,通過CP5611以Profibus協議與各站進行數據通訊,完成數據采集、處理、監督及控制功能。
1 工藝流程
該污水處理廠采用德國生化污水處理工藝,日處理水規模為2萬m3。工藝流程如圖1所示。
2 方案設計
2.1 設計思想
根據實際現場勘測及工程需要,本著可靠、穩定、高效的原則,整個系統設置為3大部分,企業管理級采用100Mbit/s 標準工業以太網。數據采集部分采用ET200M分布式智能化I/O單元,用Profibus DP現場總線結構。過程控制器AS314,采用12Mbit/s MPI總線結構,負責整個系統的調節及控制。控制室設置兩臺操作員站(OS),其中一臺操作員站兼作工程師站(ES),采用100Mbit/s 標準工業以太網。工程師站負責整個系統的編程及組態,操作員站負責日常的系統監控,兩臺操作員站在監控操作上互為補充。
2.2 各單元功能描述
3.2.1 中央控制室
中央控制室設有工程師站和操作員站,工程師站即能完成系統組態、調試及控制參數的在線修改和設置等,又能完成對整個污水處理廠的數據采集、監控,報表及打印等功能。操作員站主要完成對整個污水處理廠的數據采集、監控、報表及打印等功能。
3.2.2 分布式控制站
共設兩個分布控制站,各站實現功能如下:
1)PLCl站
(1)對粗格柵的監控,對細格柵的監控;(2)對提升泵(含變頻器)控制,進水井閘閥狀態的讀取;(3)對污泥泵的監控,污泥流量的監測,積算;(4)對脫水機的監控,壓榨機的調節控制。
2)PLC2站
(1)曝氣池內氧含量的讀取;(2)鼓風機的起停控制,設置溶解氧定值用于鼓風機的自動調節;(3)鼓風機的溫度、壓力信號的讀取及對鼓風機的過熱保護;(4)回風閥及冷凝水電磁閥的狀態讀取;(5)對刮稀泥機的監控。
3.2.3 現場控制柜
各現場電控柜具有兩部分功能:一是進行現場的手動操作,二是與各個遠程RIO站連接,將各設備狀態信號傳送到PLC。現場手動操作具有比分布控制站和中央控制室更高的優先權,只有將狀態開關打到自動狀態,自動控制程序才起作用。所以在接入自動監控系統前,首先要完成對現場各控制柜的調試。
4 控制系統實現
4.1 系統硬件實現
4.1.1 中央監控室
中央監控室設兩臺中央監控計算機、彩色噴墨打印機等。兩臺監控計算機均為戴爾工控機酷睿雙核 1G內存,320G硬盤,并帶CP5611卡以實現與Profibus總線的通訊,分為工程師站和操作員站,配windowsxp Sever/Rrofessional操作系統,并配有STEP7 V5.3 SP3和WINCC6.0軟件。通過上位機,操作人員可以遠程控制現場各設備的運行。
4.1.2 分布式控制站
1)PLC1站負責對粗格柵、進水泵房、細格柵、壓榨機及等設備的數據采集和現場控制柜的操作。對剩余污泥泵的啟停控制及狀態檢測,并設有一臺液位開關,當泥位到達下限時停泵并報警。對污泥流量的測量及流量值的累計、對排放水投藥量的控制以及對脫水機房脫水機及其他電機的啟停控制。主要配備CPU模塊314-1AG13、307-1KA00電源模塊各1塊,4塊32點DI模塊SM321,2塊16點DO模塊SM322,2塊8路AI模塊SM33l和2塊8路AO模塊SM332。
2)PLC2站
PLC2站主要完成曝氣池的含氧量的測量,根據測量到的含氧量對鼓風機的起停控制、曝氣池溫度、液位的測量以及對刮稀泥機的控制。主要配備CPU模塊314-1AG13、307-1KA00電源模塊各1塊,2塊32點DI模塊SM321,2塊16點DO模塊SM322。
4.2 系統軟件設計
整個系統軟件分為上位機監控軟件和PLC現場控制軟件。
上位監控軟件采用1024點的西門子WINCC組態軟件對系統進行監控。主畫面顯示整個污水處理廠的工藝流程。通過主畫面的各按鍵進入不同的分畫面,分畫面是按照各個遠程RIO來設計的。監控系統還具備了實時故障報警和歷史數據歸檔的功能。
PLC的編程使用STEP 7 V5.3 SP3編寫,實現PLC對過程數據的初步處理。在STEP7中,有3種編程語言可用來編程,分別是梯型圖(LAD)、語句表(STL)、功能塊(FBD)。
首先建立新項目,插入PLC站,插入各模塊的順序完成硬件組態,然后開始編制PLC程序。
5 結論
本系統已于2009年8月投入實際運行,自投入運行以來,控制系統運行穩定可靠,設備工作狀況良好,使用維護方便,各項指標均達到設計要求,解決了污水處理廠設備分散、復雜、難以控制的難題,使出水指標穩定達到國家二級排放標準,同時節約能源、降低能耗,受到了廠方的好評。
