【正文】 中表明，水資源的短缺必將成為經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，所以水處理和水的再利用受到了各國的重視。伴隨著保護環(huán)境的呼聲一浪接一浪，生活污水處理已表現(xiàn)出其嚴重性和迫切性，政府也針對性的對所有公司的污水處理標準劃定了紅線。未來10年，中國工業(yè)污水處理項目工程建設投資將超過2500億元，其中工業(yè)污水處理設備投入約300億元。在這種形勢下工業(yè)污水處理自動化控制系統(tǒng)無疑是一個具有巨大的社會效益、環(huán)境效益及經(jīng)濟效益的研究課題。其中處理過的污水還可以循環(huán)再利用，由于我國是一個水資源匱乏的國家，而且時空分布上極不均勻，許多地區(qū)和城市嚴重缺水。因此，從環(huán)保、注水等多方面的因素考慮，對于工業(yè)污水處理非常有必要。人類在進步，社會在發(fā)展，如今世界上各個國家都在迅速的崛起，然而衡量一個國家的強大，首先看如何把經(jīng)濟搞上去，然而工農(nóng)業(yè)一直是各國發(fā)展的基礎。污水的污染成為了人類污染的重要敵人。水資源的短缺無疑成為各國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，因此各國相繼重視水處理和水利用。傳統(tǒng)處理廠控制部分采用繼電器控制，控制線路的復雜化，和長時間的工作狀態(tài)與線路老化問題，從而使其頻繁出現(xiàn)故障。國外發(fā)展情況國外發(fā)達國家由于實現(xiàn)工業(yè)化早，水資源污染積累經(jīng)驗多，所以對于污水的處理更為先進。這些國家在研究水處理的新方法時也相當重視污水處理自控系統(tǒng)的研究。而微電子、通信、計算機技術的大力發(fā)展提高了水處理控制系統(tǒng)的信息化與智能化，同時與PLC的相互結合，使得核心部件控制器更大大提高了其可靠性與抗干擾性。目前國際上比較先進的幾種污水處理技術分別是：連續(xù)循環(huán)曝氣系統(tǒng)（CCAS）、SPR高濁度污水處理技術、除磷脫氮功能的多級活性污泥污水處理系統(tǒng)（BIOLA）、WTFG生物法技術、MBR技術、人工濕地系統(tǒng)水質凈化技術等。目前污水處理以生物法為主，物理化學為輔。由于控制技術、網(wǎng)絡通訊和現(xiàn)場總線技術的大力發(fā)展，國外在很久前就已經(jīng)實現(xiàn)了計算機控制，如FCS、DCS系統(tǒng)。更加重要的是現(xiàn)在大家都把目光瞄向了PLC的開發(fā)，相繼問世的小型、集成塊、：（1） 采用集散控制系統(tǒng)和現(xiàn)場控制系統(tǒng)。特設中控室，合理高效的記錄全廠的數(shù)據(jù)管理與報表工作。（3） 智能化切換不同的凈污模式，實現(xiàn)高效與節(jié)能。但目前還有很多不足，總結下來有3點主要問題：（1） 污水處理技術落后。同時設備老化嚴重，好多應該徹底改造。（2） 國內相比較發(fā)達國家，經(jīng)濟實力不夠，投資少，然而運營成本相比較偏高，藥劑費用居高不下。據(jù)清華大學紫光顧問公司調查統(tǒng)計，光是一年國內的運營成本至少要在170億元左右。我國工業(yè)污水處理技術一直都有攻關項目。在人工處理技術層次，對高負荷活性污泥、高負荷生物膜、一體化氧化溝技術進行了深入研究。在經(jīng)歷了幾年改進之后開始大批量配套整套的凈水設備。根據(jù)未來10年的規(guī)劃，水治理已經(jīng)被重點列出來，有效的結合最新工藝、計量自控監(jiān)測儀和PLC控制系統(tǒng)技術，為當前工業(yè)污水處理控制系統(tǒng)提供行之有效的自控方法。其主要部分是洗滌廢水和糞便。在城市里每人每日排出的生活污水量約為150—400L。其中含量最高的分別是氮、硫和磷,然而這些元素在厭氧細菌的作用下，極易生惡臭類物質。若按物理形態(tài)歸類，污染物質則可分為固體懸浮物、溶解性污染物和膠狀污染物。生活中水體富營養(yǎng)化的主要原因是大量的氨氮和磷被人類排放到河流中，而磷正是水體富營養(yǎng)化的罪魁禍首。目前在國內比較主流的污水處理工藝有以下幾種：在污水處理的過程中，我國的河流湖泊主要受磷污染，環(huán)保局為了降低磷污染，針對磷元素制定了嚴格的排放標準。此工藝通過化學除磷和生物除磷的方法，利用厭氧環(huán)境消化生物系統(tǒng)中的有機酸，作為聚磷菌生長的培養(yǎng)物，使聚磷菌在活性污泥中迅速的繁殖，使其又回流到生態(tài)系統(tǒng)中，從而使除磷功能發(fā)揮到極致。我國目前還處于發(fā)展中國家，資金在處理污水方面還差的很遠。循環(huán)間歇曝氣除污工藝充分發(fā)揮了高負荷氧化溝高效處理的優(yōu)點，且充分利用了序批式活性污泥處理工藝過濾水好的特性，保證了處理污水的質量。連續(xù)循環(huán)曝氣（CCAS）是一種連續(xù)進水式的曝氣裝置。1986年被美國環(huán)保局正式承認為目前最先進的電腦控制的生物脫氮、除磷處理工藝。其核心處理是CCAS反應池，通過有效的除磷、脫氮、降解有機物及懸浮物等完成出水任務。通過曝氣、沉淀、排除周期性運行，從而使污水在“好氧缺氧”的中反復完成脫氮、除磷。、SPR處理SPR污水處理通過化學方法讓污染物從溶液中析出，使之成為微小的懸浮顆粒和小膠粒；接著用高效吸附劑把有機污染物等從污水中分離出來；然后采用物理方法把污水中的膠粒與懸浮顆粒聚集在一起變成大絮塊；再使用分離凈化器把絮塊與水分離；最后通過懸浮泥層沉淀過濾，達到出水標準實現(xiàn)凈水的目的；最后剩下的污泥通過壓縮減少其含水率，制成泥餅制造人行道磚塊，實現(xiàn)環(huán)保利用，從而避免了二次污染。隨著控制系統(tǒng)的不斷更新，早期的控制系統(tǒng)也逐步被淘汰，繼電器時代的接觸器控制，已經(jīng)不能滿足于現(xiàn)代生活的除污要求，新的控制逐漸被社會接受，具有代表的就是現(xiàn)場總線控制、DCS和PLC控制。該系統(tǒng)通過對DCS和PLC的改進，得出自動化控制。優(yōu)點表現(xiàn)為：豐富的硬、軟件搭配，使計算機能快速反應，具有良好的實時性，公開的通訊協(xié)議實現(xiàn)了不同產(chǎn)品的互相連接。DCS被叫做分布式計算機控制，業(yè)界簡稱為分散控制系統(tǒng)。它通過過程控制級和過程監(jiān)控級構成的以通信網(wǎng)絡為橋梁的多級計算機控制系統(tǒng)，綜合了計算機、通訊、顯示和控制等技術，其優(yōu)點是實現(xiàn)了分散控制的需求，通過集中操作，分級分層的管理，又由于配置靈活并且其擴展能力強，組態(tài)方便，軟硬件資源豐富等一系列特點，使其運用頗多。PLC也就是可編程邏輯控制器,其就是一種可編程的存儲器，它不但實現(xiàn)了其控制系統(tǒng)的的需求，通過內部存儲程序與執(zhí)行邏輯運算，定時向用戶發(fā)布指令，并通過模擬式控制各類型的機械或生產(chǎn)過程。其功能特點是：編程簡單、性能價格比高、適應性強、可靠性高、調試工作量少、維修方便、模塊化結構和開發(fā)周期短等特點。雖然污水處理技術水平在不斷發(fā)展，但是還是趕不上城市的發(fā)展需求。為了實現(xiàn)高效率、低耗能、簡單化的需求，而且能實現(xiàn)自動控制的要求，我們把目標定在了可編程邏輯控制器上，顯然PLC是個更好的選擇。適應性強和維修的便利性更是實現(xiàn)了高效運行的特點。針對于PLC的功能要求，目前涉及到兩個方面，控制信號輸入和控制信號輸出。其中按鈕包括總開關按鈕、粗細格柵除污機按鈕、剩余污泥泵按鈕、鼓風機按鈕、潷水器按鈕、進水閥門按鈕、空氣閥門按鈕、潛水攪拌機按鈕、回流污泥泵按鈕。PLC的信號輸出則是控制各設備的接觸器。粗、細格柵除污池格柵除污機就是通過物理手段將固體和液體分離的一種除污機機械。而除渣就是由格柵完成。該設備一般是污水處理的第一步，將其橫在污水主通道上，由于其特殊的耙齒結構，截留下漂浮的固體，例如礦泉水瓶、泡沫板、塑料袋之類的生活垃圾。通過粗細格柵的雙層過濾，并且合理的控制其污水流動速度，進而滿足初步的除污能力。同時依靠清掃器把黏在耙齒的雜物清理干凈?；谏蠙C位良好的檢測能力，實現(xiàn)安全生產(chǎn)。出水的時段也不盡相同，由于所有污水要經(jīng)由污水廠處理，所以必須設置一個緩沖地帶，也就是調節(jié)池。調節(jié)池的設立也是一個預留的防止突發(fā)事件發(fā)生的必要設置。SBR反應池池SBR反應池集齊了初步沉淀、生物降解、二次沉淀，并且運用到了污泥回流系統(tǒng)，利用間歇曝氣的方法來實現(xiàn)活性污泥處理。最后通過沉淀下來的污泥經(jīng)過壓縮處理，會得到大量的沼氣和環(huán)保地磚，避免了二次污染。從進水泵開始工作到排水泵結束為一個完整的周期。運用SBR反應池可以提高生化反應效率，反應池內好氧、厭氧的輪換交替從而提高了凈化效果，并且該池運行穩(wěn)定，在靜止沉淀用時少，出水好。由于反應池的DO、BOD5濃度不同，所以有效的控制了活性污泥的膨脹。除鹽池經(jīng)過SBR反應池處理過的污水，如果不經(jīng)過除鹽處理，那么水體中的鹽含量就會升高，當鹽濃度越來越高的時候，那么水體中的生物就會因為細胞水分流失過多而脫水死亡。在該池中一般配備有余氯儀，該儀器就是專門檢測水中的鹽類物質。如果池中的鹽濃度到達低臨界點的時候，則直接排入干凈的水池中。 電氣控制系統(tǒng)硬件設計 生活污水處理的電氣控制系統(tǒng)設計要求針對于該系統(tǒng)控制一般分為手動控制和自動控制。而自動控制可以由操作人員遠程控制實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的運作狀態(tài)實施監(jiān)控。對此就污水處理的電氣控制系統(tǒng)設計有以下幾點：(1) 由于對控制系統(tǒng)要求高的特點，本設計采用可編程邏輯控制器PLC作為本控制系統(tǒng)的核心，同時完成PLC的選型并做好I/O接口。(3) 由于要控制攪拌機的雙向運轉，所以必須在PLC控制中添加互鎖。(5) 設備之間必須加裝保護裝置，減少安全隱患。(7) 針對設計繪制控制系統(tǒng)框圖，完成PLC接線圖、主硬件電路圖、控制電路圖、狀態(tài)流程圖等。(9) 最后用PLC主控程序完成控制系統(tǒng)仿真圖和各程序的梯形圖?？删幊踢壿嬁刂破鱌LC格柵機運行顯示面板各類傳感器各類泵運行各類閥門運行變頻器控制面板圖3 電氣控制系統(tǒng)框圖圖要自己畫； 圖標字體黑體五號； 3 圖要居中排列。最后整個系統(tǒng)從注水開始直到潷水器完成工作把水排出作為一個完整的周期。開始往池中注水，通過浮球對液面的監(jiān)控來控制進水的頻率與大小，整個過程都是通過液位來控制，所以進水的時間會不停變換。其中用液位計實時監(jiān)控液位，當細格柵井液位達到高位臨界點時，停止注水泵，相反若為低液位臨界點，水泵進水開啟。經(jīng)過實踐，發(fā)現(xiàn)閑置期是不斷變化的，正是對于該池的調整，從中得出合理的SBR池進出規(guī)律，一方面讓該作業(yè)正常運作，另一方面控制了不同時段的污水量，同時再配合液位計，反饋控制進水量。污泥沉淀下來的時間由污泥沉降性能及混合液污泥濃度決定，其沉淀下來即為曝氣結束的時刻。最后潷水器通過液位計的浮球反饋，從而決定關閉，潷水器的排水時間則是由其性能決定。當除鹽池的污水達到最高臨界值時，排水結束。除鹽池里面有余氯儀檢測設備，通過檢測水中濃度來控制排水，低濃度排水，高濃度停止排水。該工作方式可以有效的避免線路繁雜出現(xiàn)的問題，并且有效的防止各觸點相互影響。每當進行一次掃描，CPU都要完成輸入信號的采集與輸出狀態(tài)的刷新。PLC的循環(huán)掃描周期分為以下三種階段：PLC的輸入采樣階段：首先先進行PLC的自我檢測，然后與CPU按順序逐個掃描并讀取信號數(shù)據(jù)，并調取臨時存在于鎖存器的輸入端子，完成對該端子的通斷狀態(tài)，并讀取輸入數(shù)據(jù)。PLC的程序執(zhí)行階段：PLC按照操作指令逐個掃描，分層次分梯度逐步提取，且嚴格執(zhí)行每一條指令，自行完成繼電器、計數(shù)器、寄存器的狀態(tài)與數(shù)據(jù)，進行運算與邏輯處理，最后將結果寫入輸出存儲器。PL