● 開發背景
由(you)于(yu)污水(shui)處(chu)理的(de)運行費用是龐大的(de)、長期(qi)的(de)，如果通過智能化的(de)控(kong)制能將城市污水(shui)處(chu)理廠的(de)運行費用節省1%，那也是個天文數字。
目前污水處理自(zi)動控(kong)制中存在的問題：
（1）傳統(tong)污水(shui)處理(li)(li)自動控(kong)制系統(tong)要(yao)求(qiu)建立(li)精(jing)確(que)的(de)數學模型(xing)，并提出必須遵循的(de)一些假設，然而實際(ji)污水(shui)處理(li)(li)系統(tong)由(you)于存(cun)在(zai)(zai)復雜性(xing)、非線性(xing)、時變性(xing)、不確(que)定(ding)性(xing)和(he)不完全性(xing)等，一般無法獲(huo)得精(jing)確(que)的(de)數學模型(xing)和(he)與實際(ji)相符(fu)的(de)假設，因此采用(yong)傳統(tong)控(kong)制理(li)(li)論(lun)建立(li)的(de)污水(shui)處理(li)(li)自動控(kong)制系統(tong)在(zai)(zai)實際(ji)工(gong)程應用(yong)上存(cun)在(zai)(zai)出水(shui)水(shui)質波動較大(da)等問題。
（2）污水(shui)處(chu)理自動(dong)(dong)控(kong)制系統中所采用的一些(xie)自動(dong)(dong)化檢測設備(bei)、儀(yi)表(biao)的功能(neng)目(mu)前還(huan)很不完善，在實際檢測中達不到(dao)預期(qi)效果、誤差很大，因此依靠這些(xie)檢測設備(bei)判斷污水(shui)處(chu)理情況(kuang)并實施自動(dong)(dong)控(kong)制，很難達到(dao)處(chu)理水(shui)質達標排放(fang)和(he)節約能(neng)源(yuan)的目(mu)的。
（3）國內的許多(duo)污(wu)水處(chu)理系統多(duo)采用(yong)ORP（氧化還原電(dian)位）、DO（溶(rong)解氧）和(he)pH（酸堿度）值作(zuo)為(wei)控(kong)制參(can)數來控(kong)制出(chu)水水質和曝氣(qi)量，但這些(xie)方(fang)法存在一些(xie)問題，如控(kong)制污水處理廠硝化—反硝化過程所使(shi)用的ORP就很(hen)難判定，因(yin)此絕(jue)大多數基于ORP控制的污水處理廠也執行時間控制，作為當控制器(qi)無法找到ORP特征點時的(de)應急控(kong)制，這(zhe)樣(yang)就導致(zhi)許多污水(shui)處(chu)理系統(tong)實際上仍然采用的(de)是按時間控(kong)制整個處(chu)理過程(cheng)。
（4）污水處理(li)的自動控制需要對大量(liang)閥門、泵(beng)、鼓風機(ji)和吸(xi)(刮)泥機、攪拌器(qi)等(deng)機械設備(bei)進行控(kong)制，需要自(zi)動控(kong)制的(de)(de)開(kai)關量多(duo)，它們(men)常常要根據一定(ding)時間(jian)或(huo)邏輯順(shun)序定(ding)時開(kai)、停，然而目前我國一些企(qi)業的(de)(de)相關設備(bei)質(zhi)量存在一些問題，使用壽命較短，而進口設備(bei)又很(hen)昂貴。
●基本原(yuan)理
●優點
可(ke)有效節(jie)約能(neng)源、減少DO波動，負荷分配合理，處理效(xiao)果(guo)好，自動化水平高。
●控制原理（以(yi)提(ti)升泵房為(wei)例）
泵站的(de)傳統控制(zhi)(zhi)只考慮了液位(wei)的(de)變(bian)(bian)化，沒有考慮液位(wei)變(bian)(bian)化速率。采用(yong)計算機(ji)技術和先進的(de)液位(wei)檢測儀表后，可以非常簡便的(de)得到液位(wei)差和液位(wei)變(bian)(bian)化率，引入模糊控制(zhi)(zhi)方法，利用(yong)液位(wei)變(bian)(bian)化率，實現PD控制結構(gou)，能明顯提供泵站對進水量變化的響應(ying)能力。
控制程(cheng)序流程(cheng)圖(tu)
通過(guo)模糊控制(zhi)后，可以保證(zheng)先(xian)啟(qi)的泵(beng)(beng)先(xian)停，后啟(qi)的泵(beng)(beng)后停，避免一(yi)臺(tai)(tai)或(huo)數(shu)臺(tai)(tai)泵(beng)(beng)長期(qi)工作，其他泵(beng)(beng)閑(xian)置的情況，并且能夠保證每臺(tai)泵工(gong)作負荷均勻(yun)分配。減少泵的啟動頻率，延長設備壽命。當出現某一臺(tai)泵故障時，控制程序會跳過該泵而正常運行(xing)。
●業務范圍
（1）承接各種污水處理工程（制藥污水、淀粉污水、化工污水、造紙污水、皮革污水、鋼鐵污水）設備的設計生產，電力、化工大生產冷卻循環系統，工業及民用純水、超純水處理工程及控制系統的設計和生產；
（2）各種水處理藥劑（聚合氧化鋁、堿式氯化鋁、殺菌滅藻劑等）的生產和銷售，提供水處理劑的使用及售后服務；
（3）生產各類工業及民用水處理凈化、軟化設備。產品涉及：全自動軟水器，全程綜合水處理器，靜電水處理器，全自動過濾器，旋流除砂器，多功能電子除垢器，離子棒水處理器，家用凈水器，游泳池水處理裝置，生產工業用大型軟化水裝置，純水、超純水裝置，中水回用處理裝置等。
多功(gong)能水處(chu)理器臭氧處理機游泳池水處理設(she)備
●產品應用
1 污水處理
（1）系(xi)統說明：
該控(kong)制(zhi)結構分為三層：
第(di)一層采用工業(ye)控(kong)制計算機的(de)中央控(kong)制層（操作(zuo)站），主要完成狀(zhuang)態值的(de)操作(zuo)輸入（如流量、pH 值等）、通(tong)訊、系統報警、運行管理以及所(suo)有工藝參數和設備運行狀態(tai)的顯示；
第二層(ceng)為現場控制層(ceng)（PLC），實(shi)現數據的(de)(de)(de)采集、智(zhi)能(neng)控制(zhi)算法(fa)的(de)(de)(de)實(shi)現、控制(zhi)命令的(de)(de)(de)下發以及工(gong)藝信號的(de)(de)(de)連鎖等功(gong)能(neng)；
第三層(ceng)為執(zhi)行層(ceng)，即各類傳感(gan)器、變(bian)送器和執(zhi)行機構，完成上一(yi)層(ceng)下發的(de)所(suo)有控制(zhi)命(ming)令和數據采集。
（2）系統構成：
a 控制(zhi)裝置(zhi)主要由現場(chang)儀表、現場(chang)PLC控制(zhi)站(zhan)和上(shang)位監控計算(suan)機操作(zuo)站(zhan)組成，現場控制(zhi)站(zhan)和上(shang)位機通(tong)過光(guang)線以太網相連。自動檢測裝置(zhi)包括(kuo)電量、流量、pH值、溶解氧、氧化還(huan)原電(dian)位、污泥濃(nong)度及水位等自動檢測儀表，輸(shu)出為模擬量信(xin)號(hao)（4~20mA）。
b 受(shou)控對象包括(kuo)格柵、除砂器(qi)、攪拌器(qi)、刮吸泥機(ji)(ji)(ji)、風機(ji)(ji)(ji)、脫水機(ji)(ji)(ji)和(he)大部分水泵等，其輸(shu)出(chu)狀態信號為開(kai)關量。
（3）控制(zhi)過程
現(xian)場(chang)自動檢測(ce)儀(yi)表對生產中(zhong)各個參數自動、連續地進行(xing)檢測(ce)，同(tong)時將(jiang)信號反饋給現(xian)場(chang)PLC和控制室(shi)計算(suan)機，并(bing)在(zai)中控室(shi)模(mo)擬屏和計算(suan)機顯示器(qi)上(shang)顯示出(chu)來(lai)；PLC和(he)計算機比較(jiao)程(cheng)序中設(she)定的(de)工藝(yi)參數，自動(dong)地調節某臺設(she)備(bei)的(de)工況，也可手動(dong)對某臺設(she)備(bei)進行(xing)控(kong)制，從而滿足(zu)生產的(de)需(xu)要。
（3）系統特(te)點：
控制系統采(cai)用(yong)“集中管理、分散控制、資源共享”的集散型系統。采用這種結構可使生產過程中的信息能夠集中管理，以實現整體操作、管理和優化；同時，也使得控制危險分散，提高系統可靠性。中控室監控計算機和現場 PLC 控制分站通過以(yi)太網(wang)交換機組(zu)成全廠(chang)工業冗余(yu)以(yi)太環網(wang)。
上位機監控系統可實(shi)(shi)現全廠數(shu)據(ju)的采集，短信(xin)報警及報警記(ji)錄，事故記(ji)錄，實(shi)(shi)時數(shu)據(ju)顯示和歷史數(shu)據(ju)管(guan)理，工業流程、實(shi)(shi)時參數(shu)、趨勢(shi)圖及故障顯示，報表(biao)生成、報表(biao)打印。
本系統采用了成(cheng)(cheng)熟先(xian)進的(de)智能控制(zhi)技術和計(ji)算(suan)機技術，對污(wu)水處理(li)的(de)整個過程進行實時監控，達到(dao)降低系統運(yun)行成(cheng)(cheng)本，保(bao)證污(wu)水排放質量，實現了少人(ren)甚至無人(ren)職守。
2 游泳池水處理系統
游(you)泳池循環水(shui)處(chu)(chu)理設備是(shi)我(wo)公司在(zai)參(can)照國內外(wai)同類產品的基礎上，結(jie)合我(wo)國實際情況研制開發(fa)的水(shui)處(chu)(chu)理設備，適用于各類游(you)泳池水(shui)的循環處(chu)(chu)理。它包括(kuo)常規發(fa)毛收集(ji)器(qi)，多介(jie)質石英砂過濾器(qi)及熱交換器(qi)。其(qi)特點是(shi)配備了絮凝(ning)劑(ji)自動投加系(xi)統，水(shui)質pH自動(dong)調整，消毒劑自動(dong)添加的監控系統，從而確(que)保了游泳池水質澄清度，pH值和最佳余氯濃度(du)（保持無菌）。且占地面積小，運行(xing)管理方便，維護量小，大量的(de)省(sheng)藥劑費用和避免多(duo)投加藥劑污染水(shui)質，適用于高檔賓館，飯店娛(yu)樂池及比賽(sai)池，家庭泳池等。
3 居民飲用水全自動(dong)供水系統
居民飲用水(shui)(shui)地(di)下(xia)水(shui)(shui)凈化處理場設備由高低壓(ya)進(jin)線柜、儀表(biao)變頻柜、水(shui)(shui)泵、凈水(shui)(shui)器、清水(shui)(shui)池、加藥裝置、二氧化氯(lv)裝置、液位變送(song)儀等組成。這些設備根據需要實現自(zi)動控制(zhi)。PLC通過檢測凈水器內壓力，執行PID控制變(bian)頻使設(she)備內壓(ya)力恒定(ding)。當原水(shui)(shui)泵開始運(yun)行(xing)，全凈水(shui)(shui)器、自動加藥裝置(zhi)、二氧化(hua)氯發生器同(tong)時(shi)(shi)運(yun)行(xing)。當清水(shui)(shui)池液(ye)位(wei)達到一定(ding)值時(shi)(shi)，凈水(shui)(shui)泵自動啟(qi)動。以恒壓(ya)供水(shui)(shui)的方式將處(chu)理(li)好的，符合標準的飲用(yong)水(shui)(shui)輸送到每家每戶。當出現過壓(ya)、欠壓(ya)或三相電流不平衡(heng)時(shi)(shi)，或其他異常(chang)時(shi)(shi)，系統停止(zhi)工作。
PLC的開關量(liang)輸(shu)入信號(hao)（無源信號(hao)）
（1）高(gao)低壓進(jin)線柜：合閘、故障(zhang)、工(gong)作位(wei)置、試驗(yan)位(wei)置等
（2）自動加(jia)藥裝置：液位、運(yun)行(xing)、故障等(deng)
（3）二氧化(hua)氯(lv)發(fa)生器：運行、故障等
（4）凈水(shui)(shui)器、清水(shui)(shui)池：液(ye)位(wei)、壓力、流量(liang)。
（5）原水(shui)泵、凈(jing)水(shui)泵：遠控、合閘、運(yun)行、過(guo)載(zai)、過(guo)熱、泄漏(lou)、變頻故障(zhang)器故障(zhang)等
PLC的開關量輸出信號(hao)（24DC繼(ji)電器輸出）
（1）全(quan)自動加藥裝(zhuang)置(zhi)：計量(liang)泵、攪拌電(dian)機(ji)起(qi)、停、進出水閥開、關.
（2）二(er)氧(yang)化氯發生器：開、停(ting)控制
（3）凈、原水泵：起、停控制
PLC的模擬(ni)量輸入信號（4~20mA）
（1）閘門：開度（0%~100%）
（2）液位計：凈水池液位
（3）壓力(li)(li)變(bian)送器：設備壓力(li)(li)、凈水泵出(chu)口壓力(li)(li)
（4）水泵：三(san)相電流、溫度
操作界(jie)面
在工(gong)藝流程(cheng)圖(tu)中可(ke)以顯示(shi)出水泵的(de)(de)運行(xing)及控制狀態(tai)(tai)，工(gong)藝流程(cheng)圖(tu)可(ke)通(tong)過設(she)備顏(yan)色的(de)(de)變化表示(shi)各個設(she)備部件的(de)(de)運行(xing)狀態(tai)(tai)。
在流程(cheng)圖(tu)中點擊工具欄的頁(ye)面(mian)圖(tu)標可分(fen)別(bie)切換(huan)至(zhi)原水(shui)監控、加藥(yao)監控、凈水(shui)器等(deng)頁(ye)面(mian)。
將總流程圖中的(de)“自動投入”開關置為“開”，彈出自動開泵確認對話框，點擊“確定”，就可以將系統切換至自動狀態，即根據所設置的水位與壓力狀況自動起停、調節控制。
將總流程(cheng)圖(tu)中的“自動投入”開關置為“關”狀態,所(suo)有閥門門電機,轉為(wei)手(shou)動控制,在相關頁面圖標(biao)處點(dian)擊后(hou)，便執行(xing)一次動(dong)作切換。既原(yuan)閥(fa)門(men)是關狀態顯示為紅色，點(dian)擊后(hou)閥(fa)門(men)打開顏色變(bian)為綠色。
總流程圖中(zhong)可(ke)察看泵的各項模擬(ni)量(liang)參數。以1號泵(beng)組的監控系統圖(tu)為例，如(ru)圖(tu)所(suo)示(shi)(shi)，圖(tu)中水(shui)泵(beng)的左(zuo)側(ce)以數字標簽的形式顯示(shi)(shi)了水(shui)泵(beng)的當前轉速；點(dian)擊水(shui)泵(beng)的歷史曲線頁面,可查(cha)看出水(shui)泵設備壓(ya)力(li)、凈水(shui)泵出口壓(ya)力(li)、系統流(liu)量、水(shui)泵電流(liu)等歷史曲(qu)線(xian).在泵(beng)組監(jian)控(kong)圖或工藝(yi)流(liu)程圖中點(dian)擊閘(zha)(zha)閥(fa)即可打開相應的閘(zha)(zha)閥(fa)開停控(kong)制(zhi)窗(chuang)口。