污水廠PLC系統究竟是個啥？它在污水處理中都有哪些應用？
【谷騰環保網訊】與其他行業相比，污水處理系統面臨著非常復雜多變的生產條件和處理過程，單純通過人工經驗控制很難實現良好的處理效果，同時也缺乏經濟效益性。
而且近年來，隨著國內排放標準的日益嚴格，大部分污水廠都進行了提標改造，污水處理工藝、設備進一步復雜化，人員工作量大幅提高。
因此，從主觀和客觀上都需要建立一套應用于污水處理過程的自動化控制系統。
PLC自動控制系統適應污水處理廠設備分散、控制點多及控制信息復雜的要求，成了污水處理廠自動控制系統的首選。
什么是PLC？它有哪些優勢？
1、PLC的概念
PLC的英文全稱是ProgrammableLogicController，翻譯過來就是可編程邏輯控制器。
它是建立在計算機技術、大數據技術和通信技術基礎上得以研發和應用的現代自動化控制技術，屬于一種作為存儲器的可編程程序，具有可編程、存儲、數據處理、邏輯運算和順序控制等功能特點。
同時，PLC也具有定時、自動控制等功能，用戶能夠通過程序編寫和輸入來達到電氣自動化控制效果，實現水處理系統設備聯動控制，降低人工操作誤差概率，大幅提升水處理效率。
2、PLC的應用優勢
由于污水處理本身的復雜性，很多污水廠會在實際處理過程中選用繼電器來控制水處理系統。但繼電器的使用往往存在一些弊端，比如：
在繼電器安裝時，線路鋪設復雜；線路程序一經確定難以更改，后期系統運行維護工作艱巨；線路復雜導致水處理系統故障難以排除、維修不及時，最終影響水處理系統的整體的運行效率和安全性。
而采用PLC電氣自動化控制，能夠有效提升水處理系統運行的可靠性與穩定性。
首先，其運用無線通信傳輸，能夠有效避免線路帶來的問題；其次，能通過傳感器對水處理系統進行實時的監控，降低能耗和水處理系統的故障率，節省運維成本。最后，能夠實現水處理系統運行的優化和生產的智能化水平，實現信息化管理，降低能耗和運行成本。
PLC系統在污水處理中的應用
1、PLC系統的主要功能
PLC控制方式選擇
一般來說，控制方式采用三級控制方式，具體如下：
第一級：自動控制方式：即PLC根據控制程序和現場采集的各種實時數據自動進行操作控制，無需人為干涉，簡稱“自動”；
第二級：中控控制方式：即由中控值班室操作員站，現場操作站或觸摸屏等下達各種操作指令對設備進行操作控制。簡稱“單控”；
第三級：手動控制方式，即操作人員在設備現場通過電氣控制柜對設備進行操作控制。此間控制由電氣回路實現，PLC不參與。簡稱“手動”；
三種方式的控制級別由高到低依次為：手動、單控、自動。
PLC在線監視功能
將PLC自動控制系統應用于污水處理中，利用其數據采集功能可以實時監控污水處理的情況。
具體來說，就是在工控軟件支持下，中控室的計算機屏幕上可以動態顯示工藝流程變化，并提供圖像支持。
工作人員實時在線了解污水廠現場的設備運行狀態、儀器儀表檢測數據等重要參數，然后根據屏幕上顯示的異常情況做出應對調整。
PLC故障報警功能
在污水處理的過程中，PLC自動控制系統的應用所起到的功能就是故障報警。
如果設備出現故障，PLC系統會按照事先制定的預案啟動故障報警功能并對故障進行初次處理，主要采用顯示報警聲音、畫面方式提示污水廠工作人員對故障進行處理。
系統中報警窗口的設計分為當前報警和歷史報警兩個。當前報警只顯示目前仍存在的報警信息；歷史報警則顯示的是經過處理的、復位的報警信息。
PLC實時管理功能
PLC系統能夠對管線工藝資料及處理的數據等進行分析、歸類，并存儲在數據庫方便管理使用。具體表現為：
管線狀態參數的顯示。如污水處理廠線路走向、全線設備構成及全線工藝流程等圖表、數據。
操作過程實時記錄。對污水處理過程中涉及的各項操作按照時間順序進行實時記錄，并存到數據庫中，必要時可以進行打印；做到污水處理全程操作有據可查、確保工作人員安全規范操作。
操作分級安全管理。PLC系統中的所有操作都設置了保密級別，操作與維護相分離，使用各自賬號、密碼登錄，不同級別賬號、密碼完成的操作不同，系統全程記錄進入人員的操作信息。
PLC趨勢分析功能
PLC系統中的趨勢分析功能，是為了幫助操作人員根據運行趨勢及時采取相關措施進行處理的功能。它主要以曲線方式顯示，分為歷史趨勢和實時趨勢。
歷史趨勢記錄的是設備、儀器、儀表過去的運行狀態，可以查看過去某一時刻的設備、儀器儀表的具體趨勢。
實時趨勢記錄的是當前生產過程中各設備、儀器儀表的工作狀態變化，可以依據實時趨勢信息對設備進行調度管理。
PLC連鎖保護與報表生成功能
PLC系統中的連鎖保護功能，主要是為了防止一個設備出現問題而造成其他設備損壞的事故的出現，為提高設備保護能力而設計。
報表自動生成則是該系統的一項基本功能，主要配合重要操作數據、故障處理等的打印查看、備案及供工作人員參考。
2、PLC在污水處理系統中的應用
PLC用于污水處理系統中的主要工藝單元，可以有效促進處理效率的提高
預處理系統
格柵系統將螺旋輸送機、格柵機組、超聲波液位計作為主控對象。
在粗格柵和細格柵的位置安裝一臺超聲波液位差計，用來測量和對比液位差。該控制在監控計算機上可以設置液位控制和定時控制。液位控制應用的關鍵在于對格柵機的啟停控制靠格柵的前后液位差PLC來實現自動啟動停止控制。
中間提升泵
提升泵主要是根據液位的高低對提升泵的啟停進行自動控制。
當泵有故障出現時，故障泵會自動切出PLC自控程序，備用泵會的自控程序會自動切入，確保泵的運行時間基本是相同的。
除碳生物濾池單元
PLC控制除碳生物濾池中的自動沖洗等工藝流程。
在PLC的控制下碳生物濾池沖洗流程中首次快速排水、氣洗準備、氣洗、氣水混沖、延長氣水混沖、漂洗、最后排水、熟化等步序自動完成。
反硝化生物濾池單元
PLC控制反硝化生物濾池中的自動過濾，自動沖洗等工藝流程。
自動根據進水流量選擇過濾個數，過濾時間長的濾池先啟動，過濾時間短的濾池優先停止，保證濾池過濾、沖洗和等待的自然輪換。
加藥單元
PLC根據進水流量計和溶解氧、硝態氮等水質儀表，自動控制乙酸鈉投加量，有效地去除水中氨氮。
PLC根據進水流量、原藥濃度、投加濃度等參數自動計算出需求流量，將需求流量作為PID調節設定值，將聚合物加藥泵出口流量計作為PID控制反饋值，PID閉環投加，保證了聚合物投加的連續性和準確性。
污泥脫水系統
根據污泥混合池出口污泥濃度計，自動調節離心脫水機進泥量和加藥量，保證污泥脫水系統持續穩定運行。
PLC與DCS有什么區別？如何選用？
PLC的發展是基于制造業的現場控制需求，而DCS的發展是基于化工、電力行業的連續過程控制和監控。它們的區別主要體現在三個方面：
面向的對象不同：PLC面向一般工控制領域，通用性強；而DCS偏重過程控制，用于化工、電力等行業。
DCS強調連續過程控制的精度，可實現PID、前饋、串級、多級、模糊、自適應等復雜控制，而PLC僅具有PID功能，控制精度不如DCS高。
DCS系統具有功能強大的軟件包，可針對性地開發軟件（工藝參數配置和控制算法），相較于PLC應用更方便。
從區別上看，DCS是要優于PLC的，但DCS的缺點也有很多：
1、DCS的通信協議是封鎖著的,不同廠家的DCS之間和上層網絡之間很難能實現相互連接，彼此之間信息是封閉的，通訊標準也是不一樣的，各用各的，在自動控制系統中彼此也不兼容。
2、事實上，DCS僅可達到半分散，由于這個原因整個系統的接線將會異常雜亂，從而導致一個很簡單的控制線路，它的傳輸信號經過的路線會很長，這將觸發好多的問題。
3、DCS的檢測和控制是通過模擬信號，從而導致了控制系統中的各個設備之間，系統之間,整個系統與外界之間是沒有信息交流。同時，模擬信號的傳輸精度比較差，還會受到外界因素的干擾。
4、如今的DCS廣泛使用輸入輸出卡件，這就造成系統的檢測和控制信號達不到預期的要求，在整個的系統中傳輸線比較長,同時還要進行A/D和D/A的轉換，這樣會大大增加系統的誤差和故障。
從發展的角度來看，各種控制方法都在漸漸融合，特別是PLC，已經能完成DCS的絕大部分功能，并能做冗余或熱備，模塊也可以帶電插拔。
至于選用PLC還是DCS，主要取決于面向的對象。比如，電力行業主設備通常選用DCS控制系統，而相對比較獨立的污水處理車間通常選用PLC控制。
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