浅析自动化技术在生活污水泵房中的应用

摘 要：随着自动化技术的发展，其在生活中的影响力在逐渐的加深，涉及到日常工作的方方面面。不仅使生产的过程得以加快，同时也使消费产物的处理变得更加合理。自动化与智能化的控制是目前工业发展的趋向，本文以恒水位变频技术和PLC自动监控装置这两项关键技术为重点，来介绍自动化技术在生活污水泵房中的应用。

关键词：变频 PLC自动监控装置 污水处理

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（b）-0130-01

近些年来，中国水资源匮乏的趋势逐步显现，人均淡水占有量仅为世界平均水平的四分之一，在采取南水北调等重大战略决策的同时，为缓解水资源紧缺的现状， 还应采取“节流”的办法，通过的污水、废水的处理，实现循环利用的目的。而要做到这一点，不仅需要国家、政府政策的支持，自动化技术的支撑也不可或缺。变频技术与PLC技术正是污水处理领域切实有效的技术措施，并且已被国内、国外的生产实践所广泛证明，是自动化技术在污水泵房中应用的成功试验。

1 概述

1.1 生活污水处理的意义

生活污水与工业废水的一个较大区别在于水质的变化系数比较大，流量不断变化且24小时不间断，绝大部分的生活污水经传统处理工艺后可达到排放标准。事实上，生活污水的可生化性较好，从技术和成本的角度考虑，具有再生的可行性与很高的回收价值。再生后的水可用到绿化灌溉、地面冲洗、车辆清洁等不具备高水质要求的去向中，从而实现减轻城市水管网压力、防止水体污染、降低运营费用的目的，对生活污水进行处理具备充分的必要性和切实的可行性。

1.2 传统污水处理系统的控制与监测

传统的生活污水处理系统中，监测工作通常是由固定的工作人员来完成，根据污水水位的变化来开启防腐污水泵，但是，由于生活污水的规模较为分散，且水量变化不均，因此通过人工的控制来实现有效的运营管理具有一定的难度。另外，具有一定规模的泵房均常常使用多台水泵，而值班人员对于水位的监测并不精准，因此很难实现多台水泵的及时切换。

1.3 应用自动化技术的必要性

为解决传统方式控制困难、不易切换、能耗较高等问题，在污水处理站中应用高度自动化的技术方法十分必要。通过在排水泵体上应用变频调速设施，可以实现能耗的降低和运行费用的减少。水位监控方面，则可应用可编程序控制器来设计生活污水处理及回收自控系统，来对泵房的数据和指令进行精确的监测。这两项自动化技术具有可靠性高、功能完善、控制性能优越的特点，在我国的广东、山东等地已经开始应用，并取得了较好的效果，为污水处理设备的长期安全运行提供了保障。

2 恒水位变频自动排水系统组成及工作原理

2.1 设备硬件

2.1.1 变频器

自动化技术的发展促进了变频器的市场需求，世界上生产变频器的公司在逐渐的增多，如ABB公司、丹佛斯公司等都是其中的典范，本文选取ABB公司生产的ACS601变频器为例对进行具体介绍。该硬件设施是为泵类专门设计的壁挂式变频器，适用于具有平方转矩特性的机械。此外，在电机转速控制、PID控制和速度微调等方面，它也有着不俗的表现。尤其适用于磁通制动模式，在此情况下在使变频器和电机提高1%到10%效率的同时，还可以降低电机的噪音污染。

2.1.2 PLC控制系统

以西门子公司生产的S7-200 系列控制站为例进行说明，该系列的PLC控制系统，具有结构紧凑、通用性强、配置灵活的优点，作为单独的PLC控制机，或是I/O子站与主控设备相连，参与到现场数据的采集、转换与控制工作中去。另外，该PLC具备强大的开关量逻辑处理功能，这正是泵站工作中所需要的。

2.2 工作原理

若想实现污水处理工作的自动化，需要控制器与变频器的共同控制，并与液面仪协调工作，以实现动态、可靠的控制工作。下图1即为系统控制原理图。

首先，PLC通过变频器来启动台水泵，系统自动将实时的液面数据传输回PLC，并与设定值进行比较，根据偏差的大小，输出不同的控制信号给变频器，使变频器调节其输出频率。

具体说来，若YW检测出水位高出预先设定的数值，并且偏差较大，则PLC会控制变频器提升输出功率，进而加快水泵的转速，将液面调低。若检测结果低于预定值，则PLC输出降低功率的控制指令，使抽水量减少。因为YW液面仪的检测是实时的，所以这一调整过程也是动态的。

以较为常见的双泵（额定量程相同）泵房为例加以说明，当变频器的输出功率接近于工频，而水位还在不断上升，水位高于设定值时，控制器就会将正工作的变频泵切换到工频，以定频运行，并且启动另一台水泵，根据水位进行动态调整其输出功率。反之，当液面不断下降，则控制器输出指令，使系统由两泵并行转为单泵运行。而低于最低设定值时，两泵将会同时停止运行，直到超出标准设定值时其中一台自动启动。若两泵在工作期间同时出现故障时，则控制器自动切断电源；一台故障时，控制器关闭故障水泵，并在符合设定条件时自动启动完好的水泵。如此，就实现了自动切换，这是过去人工控制所难以实现的。

3 结语

经过世界范围内发达国家的实践证明和我国多地的经验积累，以PLC控制器和变频器为核心的自动化系统，可以很好的适应生活污水泵站的工作需要，通过实施控制与自动调频，并与超声波浊度仪、螺旋泵房等向配合，完成过去人力所难以做到的工作，同时带来效率的提高与经济效益的改善，实现了污水排放、处理向智能化的方向趋近。另外，自动化的污水处理控制系统通常情况下操作也比较简便，经过最初的调试后，只需要输入合理的设定值即可，从而实现了工人劳动强度的降低和污水处理效果的改善。由这两项技术在生活污水泵站应用情况可以看出，自动化技术在中国的推广，理应把污水处理等工程作为其发展的方向之一。生活污水循环利用是一个长远的课题，污水处理控制的自动化前途光明。

参考文献

[1] 黎一强.PLC技术在生活污水处理及回用系统中的应用[J].自动化技术与应用，2008，8：123-125.

[2] 王焕英.活性炭净化技术在生活污水处理中的应用[J].绿色科技，2012，3：170-171.