时间：2022-04-25 09:39:49
导语：在自动控制系统论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了一篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
1系统组成
1.1系统采集的监控信号。
（1）开关量输入信号
这一信号主要是对水泵的开关进行控制，如果出现任何故障状态可以实现远程监控。而且每一个阀门的开关状态都可以通过相关的指令来完成，相关的检修指令是相对比较重要的构成部分，还可以实现控制指令，检修指令，对液位的报警情况进行控制。
（2）开关量出输出信号
输出信号主要是对水泵电机的启动和停止来进行控制，不仅可以对电动闸的开关进行控制，还可以对真空信号进行监控。可见，输出信号也是不可缺少的信号类型之一。
（3）模拟量输入信号
从这一类型的信号可以看出，水仓水位、水泵抽水真空度负压等。另外，对于电机的轴承、温度以及排水的流量等都可以进行监控。
1.3系统的基本特点。
从这一系统来看，其基本的特点主要表现为以下几个方面的内容：第一，要选择性能较高的可编程逻辑控制器来进行控制，然后借助以太网的通讯模块来对数据进行高效地处理。这种方式的实时性比较突出，而且数据处理工作也比较快。第二，可以检测到水仓中其他工况的设置情况，还可以促进水泵管路的分布更加均匀。减少故障的出现频率。第三，在整个系统中具有各种不同的可靠性措施，为了应急预案，采取的维护量比较少，达到无人值守的目的。第四，可扩展性比较强，可以随着根据系统运行的需要在增加节点数量。
2系统功能
2.1自动控制功能。
（1）通过对水位进行自动检测来实现各项参数的标准性和准确性，进而达到自动控制的标准
实现科学合理地调度和轮换工作，最终达到报警的目的。自动控制功能的实现效果比较明显。
（2）在系统运行的过程中，自动控制功能还表现在对超声波水位仪以及传感器结构来实现设备的配套工作
同时还可以应用PLC来对程序进行编制，减少水位传感器故障现象的出现，通过实时报警来对水文进行监测，提升自动控制的作用和价值。
（3）可以对水泵的运行程度进行自动控制
水泵投入使用之前需要检查相关的水位，同时还需要对供电参数进行明确。另外，水泵循环使用的相关记录还包括管网的压力检测以及负压检测等工作，只有这些参数全部符合标准才能够进行运行。
（4）可以对水仓中水位的变化情况进行控制
在高水位开启的情况下，水位如果达到了上限，对多台水泵可以进行及时地排水，进行低限时性停泵，可以实现水泵设备的自动开停。
（5）控制程序的运行就是对水泵的开启和停止的次数以及相关的运行时间来进行记录
并且根据运行的相关参数来实现自动启停。这样不仅可以提升水泵使用率，还可以直接找到故障泵，实现水泵的轮换，对故障进行发现和处理。提升矿井工作环境的安全性。
（6）如果系统出现了故障问题，可以通过查看监控画面的形式来提升系统的报警功能
以便施工人员能够及时地采取措施来进行解决。
2.2半自动控制功能
根据矿井工作的需要可以对运行方式进行切换，达到半自动控制的方式，在这种情况下，操作人员可以完全地操控水泵和其他设备的启停。
2.3就地控制功能
就地控制功能也是不容小觑的，当设备工作方式切换到就地位置时，就可以实现人工方式来对控制设备的启停进行控制，同时还可以随时对设备进行检修和维护。可见，就地控制功能是自动控制系统的重要功能之一。
2.4保护功能
从保护功能上看，主要包括超温保护、电机保护以及电动阀门保护等等。第一，超温保护主要是就是当水泵或者是电机轴承达到最高温度时，超过了警戒线就会自动进行报警。相关的工作人员就可以通过这一报警信号来采取解决对策。第二，电机保护就是对通过电机的电流和电压等进行监测，还包括对水仓水位的相关参数进行控制，对电机的系统运行功能进行保护。第三，电动阀门保护就是对阀门的故障信号以及水泵的连锁控制系统进行保护，同时对电动阀门的相关信息进行检测。
3经济效益与社会效益
针对本次所研究的系统来说，在安装该系统后，每天每班可减少水泵房司机2人，每工按100元计算，每年可节约用工资金365×2×3×100=21.9万元。系统保护齐全，运行安全可靠，减少了事故的发生，同时降低了水泵工的劳动强度，改善了工作条件，使水泵工的工作由重体力劳动向轻体力、脑力劳动转变。
4结语
如今，我国在煤矿井下排水的优化、排水系统的控制、改造设备及管道的合理布局方面得到了较好的效果，还有一些研究人员在排水系统的控制方面使用了智能控制，将模糊控制及一些先进算法应用到排水方案中，优化了煤矿排水系统的控制策略，使得矿井排水系统实现了实时监控、故障诊断、报警记录、信息显示和水泵轮换工作等。
作者：刘冰涛 单位：冀中能源股份有限公司东庞矿
1DCS系统的基本构成
DCS系统在很长时间就已经得到了相关方面的普及工作，而且其在实际中的应用效果也是非常好的，可以说在各个领域的自动化控制技术领域都有其不可取代的地位。DCS系统就是集散的控制系统，系统的核心思想是通过分散控制，进而进行集中操作的指导方针。DCS系统主要是由上位系统还有下位系统构成，上位系统应用的是工业控制计算机，现场的数据，存储，还有报警处理，打印以及控制参数的设定等，都是运用组态软件来完成实时的显示工作。在实际的作业工作中，通过借助于工业控制计算机，然后对上位系统进行全方式的控制，这方面的内容主要包括应用WinCC组态软件，实现对现场数据进行的实时的显示，处理，还有对各种参数进行的设定，以及对所有数据进行存储的工作，对一些可能出现问题的数据，实现自动报警，还有最终数据的输出功能等。而下位系统是由PLC构成的，同时还要连接现场的一些设备。在上下位系统之间，通过应用Ethernet来实现通讯，其根本目的就是要满足对数据的实时监控。就目前而言，基础的自动化控制系统组件主要有S7－300系列的PLC硬件，而系统平台的主要界面是Windows2010，其监控软件是WINCCV6.0，相应的编程软件是STEP7V5.3。
2针对于DCS系统的锅炉系统自动化控制系统的整体方案
2.1控制任务的运行方法。
（1）自动调节
通过对锅炉运行参数进行自动的调整，这样来适应外界的负荷，还有工质参数的要求，同时还能让锅炉保持在比较经济的工作状况下运行。
（2）程序控制
在程序控制方面而言，比如引风机，鼓风机，还有炉排的启动顺序等，它们控制开关的启、停以及运行等动作，通过先进的技术进行自动化的控制。
（3）保护联锁
如果是从保护联锁方面而言，比如锅炉在运行的过程中，这个系统配置对水位是否正常，以及压力是否正常等情况能够进行报警的系统功能，同时还包括那么针对保护作用的，对压力以及水位异常情况下的连锁保护功能。建立电气联锁保护系统，可以有效的预防和杜绝在设备关闭过程中的操作性失误。
2.2控制系统本身的功能
（1）控制燃烧系统
燃烧系统的控制的目的就是确保蒸汽管内的压力稳定，与此同时还要保证有足够的燃烧效率。所以为了平衡这二者的关系，操作人员在调节锅炉负荷以及燃料的时候，就需要及时的对送风，还有引风量进行有效的调节和改变。如果负荷增减的度量比较大，还可以选取调节措施为停开数层或某一层。
（2）锅炉送风自动控制系统
锅炉送风的主要目的是让投入的燃料，在炉膛燃烧的时候，能够自动的投入合适的风量，进而保证锅炉的原料的有效燃烧，从而来提高锅炉的工作效率。这里需要涉及到控制参数，而对送风的控制参数而言，主要是送风参数，还有煤气的压力参数，这两个参数可以让锅炉的热效率得到保证，通过借助不断的对送风机挡板开度的大小进行调整，进而来实现送风压力的自动调节的目的。如果有两台送风机同时的在运行，就应该并列其中的一个，而对另一个的送风机的挡板进行调节。
（3）对炉膛内负压力的调节
平衡量和引风量的目标，是当锅炉的运行处于稳定的状态时，要保持它的为微负压，做到这一点，系统就可以有效的并且安全的运行。炉膛中的负压自动控制机制，是通过调节引风机入口的风门开度来实现的，这个过程中，一定要保持炉膛内的负压在－20到10Pa的微负压状态之间，进而就可以保证锅炉安全的燃烧。
（4）对蒸汽温度的调节
在蒸汽温度的调节方面，现在基本上都是选用自制的冷凝水喷减温装置。它的工作原理是按照蒸汽的出口处，对温度测量的结果来判断的，通过自动打开调节阀，然后对温度进行有效的调整，以此来保证温度处于正常合理的范围之内，也就是在430到450℃之间。这些就是DCS系统的锅炉系统自动化控制系统的整体方案，这个方案的有效落实，在实际的生产中，不仅能够给相关的操作人员以很大的方便性，而且还能有效的保障各个行业的生产加工工作，尤其是在对燃烧的锅炉的保护方面，只要按部就班的执行每一项的工作内容，而不是偷工减料的落实工作，锅炉在工作方面是不会出现比较严重的事故的，所以相关的领导和技术人员对一线的操作人员，一定要做好相关的培训工作，进而保证DCS控制系统在实际的生产中发挥其最大的作用，给企业创造出更大的价值。
3针对于DCS控制系统的控制联锁保护技术
3.1锅炉的保护设计和技术应用
为了安全的监控炉膛，更好的保证稳定的锅炉燃烧情况，所以就需要控制好DCS的软硬件。在运行的时候，被输送到燃烧炉跟前的高炉煤气，还有焦炉煤气分别从锅炉的燃烧器，送入到炉膛内部而进行燃烧过程，煤气燃烧所需要的空气是由鼓风机提供给，而鼓风机在工作的过程中，先要把冷空气送到空气的预热器内，然后通过加热后，再让热风道把热空气送进炉膛内。如果煤气的压力过低，或者鼓风的引风因为其他的故障而停止了工作，锅炉的内部就会发生回火而造成爆炸的事故，对锅炉中的所有气动阀来说，在切断层面上都必须要进行连锁控制，这样才能保证在出现异常的时候，所有的安全气阀都可以被自动的连锁系统给切断，也就是说，点火煤气压力控制点火小的气动阀，而喷气自动阀，还有高炉煤气压力控制高炉的大喷气动阀，在它们之间实现连锁和切断，这对于所有的气动阀来讲，如果让引风机以及鼓风机进行全部的控制，那么一旦出现鼓风，引风机停止作业的情况，就会造成所有的气动阀都会被快速的连锁切断。
3.2水位连锁保护技术的应用
针对于DCS控制系统方面，其在处理水位变化方面能够实现非常好的自动化控制。这个系统内设置了因压力的大小而导致水位偏高或偏低的声光报警装置，还有因水位偏低而停炉热工连锁保护保护功能。尤其是气泡水位的控制设计方案，其可以根据给水的流量，还有气泡液位和蒸汽的流量对给水阀进行合理化的调节，进而保护了锅炉水位的稳定性。
4总结
这种DCS系统的锅炉系统自动化控制系统，不仅能够达到上面的效果，而且还能很好地实现节能，环保以及降耗，并且最终能够达到良好的经济效益以及社会效益目的，以上通过对自动化控制系统设计经验的分析，尤其是在DCS系统反面下的锅炉系统自动化控制系统应用的阐述，希望能给业界人士提供一些借鉴。
作者：王玮琳 单位：西安磐石电力科技有限公司
一、PLC和智能模块的发展现状及趋势
PLC是一种在继电逻辑控制之后迅速发展起来的计算机工业自动控制装置，其强大的抗干扰能力和可靠度被广泛运用于多种工业自动化设备中。随着对PLC研究的深入和技术的发展成熟，越来越多的复杂自动控制系统纷纷将PLC作为了首选技术。与多年前的PLC功能相比，如今的PLC厂商已开发出各种各样的配套功能模块，智能化的处理能力也在不断增强，完全能够适应各类工艺生产流程，如输入输出模块，便是现今应用范围最广的PLC自动控制系统智能模块，其实现了采集外部模拟量和控制内部数字量的两种功能，甚至有一些品牌的输入输出模块已完全嵌入了A/D和D/A的功能，满足了市场的需要。然而，随着旧工艺旧设备的改造和工业控制系统的复杂程度提高，原厂配套的智能模块出现了功能性瓶颈，具有一定的滞后性，且因定制造价过高的原因，国内外开始对自动控制系统智能模块展开了更深层次的研究。
二、基于PLC自动控制系统的设计
1、PLC自动控制系统的结构构成PLC自动控制系统是通过PLC对工业生产中的储位、压力、流量和温度等生产要素进行控制的一种智能化系统，在此过程中，需进行PID的运算，通常在PLC厂家可以采购到配套的PID控制程序和过程控制模块，对于生产要素的采集和输出都有较为方便的控制方法，但基于价格和操作性的原因，不少PLC自动控制系统还是采取自己编程的方式，这对于复杂的PLC自动控制系统实现更多需求和工艺调整的控制策略，具有成本更低和操控性更强的特点。PLC自动控制系统的工作流程主要是：通过测量感应元件对信号进行反馈输入，进入A/D模块转变为系统能够识别的数字信号，再与控制参数进行比对，接着进入PID运算单元，得到偏差结果的计算，最后由D/A模块转变信号输出至执行元件，开始动作的执行。
2、PLC自动控制系统的智能化实现本文以储料储存和输送控制为例子，采用三菱公司生产的FX2N-48MR-001PLC对PLC自动控制系统的智能化实现过程进行具体介绍。
（1）储位的采集：寄存器M21闭合检测储位并选择输入通道读取储位值信号，A/D模块开始工作，再经缓冲存储器读取进入辅助继电器中，最后将数字信号储存入寄存器，等待PID的运算。
（2）PID的运算：首先，我们要初始化设定PID的固定指令参数表，即设定检测时间、增益滤波、微积分增益等参数。其次，设置独立的PID指令寄存器，当PID出现运算错误时，及时调整寄存器的ON和OFF状态，中断指令，而实际采集储位值信号时，也是通过中断和跳转指令和子程序调用指令来运算的。
（3）电动阀的输出：电动阀主要作为进出料控制的手段，是通过PID的控制和D/A模块的转换，将PID运算的模拟量结果进行输出工作，其输出值会储存在辅助继电器和缓冲储存器中，触发输出通道进行D/A转换的过程。
三、基于PLC自动控制系统的上位监控设计
1、上位监控介绍基于PLC自动控制系统的上位监控是由组态软件对上下位的通信进行衔接，且实时监控并记录PLC自动控制系统运行情况的管理方法。其采用组态软件对PLC、智能模块以及设备仪表等进行采集现场信号的工作，当系统运行到报警参数设置范围内的状态时，组态软件会以监控界面和移动终端设备等途径提醒工作人员。同时，该上位监控软件对历史数据能够进行统计和储存，便于对数据变量配置进行优化和完善。
2、上位监控界面设计上位监控界面设计分为两个步骤，一是画面的开发，通过组态软件对工业流程图的图形图表绘制，根据各设备的位置、规格和连接方式，通过缩小比例的显示方式表示在计算机屏幕中；二是工程变量的设置，监控界面中的工程变量往往用于集中进行生产监控和预警控制，因画面的直观效果，自动控制系统能够在监控界面中随时发现工业生产各个环节的运行状态，简而言之，设置工程变量即是在画面开发之后对各生产要素和连接方式的属性定义。
3、远程监控设计随着互联网的高速发展，远程监控与PLC自动控制系统结合起来，成为了PLC自动控制系统的一个很重要的智能模块。组态软件中内嵌有B/S结构，可以让自动控制系统的监控手段脱离现场的监控，随时随地对工业生产进行监控和管理，亦可设置纯浏览权限，只能访问监控界面，进行实时数据观察，该方式已成为了上位监控的重要发展方向。
四、基于PLC自动控制系统的智能模块设计
为满足PLC应用于各种自动控制系统的要求，配套输入口的模块购买成本十分高昂，而且相对固定的性能和无法扩展的弊端对于小型自动控制系统和老工艺改造项目具有较差的灵活性。针对于此，本节将阐述智能输入输出口模块在PLC应用中的二次设计过程。
1、智能输入输出口模块的设计方案智能输入输出口的设计主要通过编程来自定义种类各异的逻辑功能，实现与PLC联通信息，输入输出模拟量，并于上位监控界面中显示的功能。其中，智能输入输出口模块核心控制器采用单片机作为主机来完成通信的传输和数据的控制，PLC作为辅机来对两者进行联通。而单片机逻辑电路设计交由CPLD来完成，所有模块和输入输出外设都经过CPLD与单片机利用总线连接，实现抑制容易、兼容性强等特点。
2、硬件模块设计
（1）单片机模块单片机是智能输入输出口模块的核心部分，本文对单片机的选择为兼容8051指令代码的单片机，该类型单片机的功耗、速度和抗扰性能都得到了市场的良好反响。其次，该类型的单片机采取外部晶振模式并内置2个30pF电容对波特率的把握较为稳定和快速。由于STC12LE5A60S2和CPLD的供电电源为3.3V，所以可以直接进行总线连接。同时，本文将单片机的ALE引脚、中断、P2和WR/RD接口与CPLD连接，易于控制矩阵式键盘的操作。
（2）CPLD模块CPLD是自定义逻辑编程开发的专用集成电路，其利用配套的输入软件、开发软件和仿真软件对内部逻辑烧写实现电路设计、仿真和优化的制作过程。在CPLD的选择上，首选电源电压为3.3V的CMOSEPLD，满足管脚数量大于144个、I/O口大于116个的高性能和高密度要求。
（3）D/AC和A/DC模块D/AC模块的主要作用是输出0~5V的模拟量，为满足不同电路的设计要求，其输入方式应满足市面常见的直接数字和单、双缓冲并存的输入方式，至于模拟信号是否在转换后通过电流形式输出还是电压输出，本文对此不作要求；A/DC模块的主要作用是转换数字量信号，并经单片机发送至PLC进行PID运算。按照常见的自动化控制系统的要求，A/DC模块必须具备8路采集通道，且采集精度应符合8位分辨率的要求。
3、软件模块设计
（1）CPLD程序的编写CPLD程序的编写主要是对总线地址译码、读写时序、数码管扫描、键盘自动扫描的操作，通常采用AHDL语言来完成工作。其编程流程为：首先，进行总线地址译码，获取单片机对A/DC和D/AC模块的读写时序，通过读写时序判断A/DC和D/AC模块的转换状态；其次，传输采集数据给单片机，通过对数码管的1KHz信号扫描模式，将数据显示与LED上；最后，根据键盘自动扫描200Hz信号的结果，判断单片机中断的按键动作，输出至总线。
（2）单片机程序的编写单片机程序的编写主要是对主程序、功能菜单程序、显示程序和模块通信和控制进行设计。此过程是对智能输入输出口模块人机交互界面的设计，应以简单便捷的操控设计为原则，满足通信和控制模块的功能性需求。
4、PLC和智能输入输出口模块的串行通信实现PLC和智能输入输出口模块的串行通信实质上是模拟量和数字信号的传输通信，其通讯数据以每帧10个字符为单位进行传输工作，并采用STX作为起始标志，ETX作为结束标志，中间部分为命令码和校验码，通讯模式通常使用9600bps串口波特率和相同的传输数位，此过程中数据的读写工作均交由单片机完成，即将单片机作为编制通信程序的主机，以实现数据通信的需求。
作者：马婷单位：江苏省连云港财经高等职业技术学校
电力存在于人们日常生活、工作的每一个环节，无处不在，现代社会的经济发展进离不开电力，是国家进行经济建设、工业活动的重要保障，电力不管是对个人的生活质量还是对国家的发展建设都具有重大的影响作用，所以热电厂的发展运行情况是人们关注的热点，而输煤系统作为供应燃料生产电力的重要保障，是热电厂运行的重要构成，对热电厂的生产效率有着至关重要的作用。选用热电厂输煤计算机自动控制系统能够及时监测输煤运行过程中的各种参数情况、减少电厂工作人员的工作强度，增强电厂的设备和相关工作人员的安全系数，尽量减少或防止意外事故的发生及扩大，保障热电厂的正常能够正常、持续地运行。
1热电厂输煤计算机自动控制系统的原理
热电厂输煤系统可以分为两大部分：上煤和卸煤，为了保障热电厂的正常运行，对输煤过程中的各项设备功能及协助操作有着严格的要求标准，热电厂输煤计算机自动控制系统能够控制并及时调整输煤过程的现场设备运行，并对所有的现场输煤设备进行联锁控制，保证整个输煤系统能够正常持续地运行。而热电厂输煤计算机自动控制系统在设计时都应该要包含联锁启动、故障报警、停止和紧急停止4个基本功能，符合以下原理要求:
（1）在给热电厂供煤时，各个设备的启动和停止应该要设定一种特定的顺序，即要能够对各个设备之间进行联锁控制。
（2）设备启动和停止过程设置要结合热电厂的实际工作情况计算后，设置合理地时间间隔（延时功能）。所有设备启动的延时统一设置为一个数值如15s，而停车延时可以根据不同的设备按照日常输煤工作的实际经验经过计算后分别设置为几种不同的数值，如10s、15s、20s、25s，只要保证设置的延时时间停车时破碎机要是空载的状态，同时在输煤皮带上要没有剩余的煤，延时数值的要结合热电厂输煤设备实际情况合理设置。
（3）输煤系统运行时，监测运行情况，一旦有设备发生故障的时候，立即发出报警信号并且能够自动控制停车，同时，前面的供料设备也需要跟着停车，后面的设备也要按照特定的顺序和延时进行联锁停车。
（4）在每条输煤的皮带上都设置双向跑偏开关，跑偏多少角度时发出告警信号，跑偏多少角度时发出告警并且自动停车，跑偏角度参数设置可以根据以往经验设置。
（5）可以直接在线选择启用备用的设备进行运行。如果有特殊情况发生时，可以把之前的供煤方式变成两条输煤线路的设备交叉供煤的方式。（6）可以把各个机电设备的运行情况记录显示出来，并且能够实时记录输煤过程中发生的报警、自动停机等情况。根据这些基本原理建立热电厂输煤计算机自动控制系统能够保障输煤系统正常运行下去，把各种可能发生的情况处理方法存入系统，及时快速地操作各种输煤设备，并持续监控整个输煤过程中的运行情况，发生意外状况时能够及时报警并按设置处理，有效防止意外事故的扩大，提高热电厂的生产效率，加强输煤过程的管理。
2热电厂输煤计算机自动控制系统的优点
热电厂输煤多是依靠皮带进行输送的，具有有皮带数量大、输煤工作繁杂；设备分布范围广、输送线路长、应用过程中故障事件多；设备启动要求高等特点。而传统的输煤系统是基于继电接触器产生的，针对上述特点在热电厂的运行过程中经常会发生皮带跑偏、撕裂或者是落煤的管道经常堵塞等这些生产故障，需要耗费极大人力成本及时间成本，而随着人们对电力的需求增加，热电厂规模的日益扩大，传统的输煤系统开始难以满足热电厂的需要。以PLC为核心控制管理的输煤计算机自动控制系统能够更好地满足热电厂的市场需求，降低电力的生产成本，热电厂采用计算机自动控制系统输煤具有几个优点：
（1）便于数据采集、处理工作。输煤计算机自动控制系统中，采集数据这项工作是计算机系统的主要工作内容，它将对输煤各个环节过程中的数据、规格进行实时监测，并且及时记录存储监测数据，同时，计算机自动控制系统里面包含各种数学运算、数据转换、数据排序、查找、为操作等多项功能，便于工作人员及时查阅、计算和处理输煤过程中的数据，提高输煤系统的工作效率。
（2）操作性强、可靠性高。热电厂输煤计算机自动控制系统在对系统的运行过程进行监测时，如果数据出现异常变化，可以根据事先设置好的报警数值发出报警信号，并及时调整设备运行状态，减少设备发生故障的概率、提高输煤系统的运行效率，保障热电厂工作的正常运行。
（3）适用范围广。热电厂的输煤系统中设备比较繁多，同时分布的比较分散，而要更好地完成输煤工作就需要多种设备之间相互配合密切，输煤计算机自动控制系统能够远距离控制各种设备的操作进行，并进行联锁控制，使设备与设备之间的操作既能够独立完成，又能够合作互动。
（4）便于数据联网和通信。计算机自动控制系统一般都可以相互之间进行联网、数据传送、通信，这样可以及时反映处理热电厂输煤过程中产生的问题，节省人力成本及时间成本。因为热电厂输煤计算机自动控制系统的这些优点，能够帮助输煤系统可靠准确地持续运行，并能及时响应输煤现场的各种意外事故，提升输煤系统的自动化，减轻热电厂操作工人的工作强度，缩短输煤设备的空载运行时间，提高热电厂的工作效率和生产能力。
3结论
热电厂输煤系统是一个设备众多、布置分散并且运行环境差的工业系统，而计算机自动控制系统能够通过可编程控制器的控制来自动控制上煤和卸煤，能够在系统出现故障时，及时地发出报警信号，并根据事先的数据设置自动采取相应措施，保证整个热电厂输煤系统可靠、稳定地运行，减少或防止各项意外事故的发生扩大，提高热电厂的工作效率，减少热电厂工人的工作强度，为热电厂的生产奠定基础。
作者：赵奇远 唐银敏 单位：南阳热电有限责任公司 南阳农业职业学院
1工程概况
苏州吴中区南溪江路商务中心位于南溪江路和明溪路交叉口，总建筑面积120585.21m2，其中地上建筑面积82871.71m2，地下建筑面积37713.5m2，建筑高度85.3m。主要功能为商业、办公、酒店，地下室为汽车库和设备用房。酒店为五星级酒店（金陵饭店）。南溪江路商务中心采用了楼宇自动控制系统实现了对建筑的智能管理。本文仅介绍BAS系统中空调能耗管理系统的应用。
2设计依据
1）《20kV及以下变电所设计规范》（GB50053－2013）。2）《低压配电设计规范》（GB50054－2011）。3）《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045－1995(2005版)）。4）《建筑物防雷设计规范》（GB50057－2010）。5）《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116－2013）。6）《智能建筑设计标准》（GB/T50314－2006）。7）《综合布线系统工程设计规范》（GB50311－2007）。
3系统原理
本设计采用新型集散控制系统——现场总线系统（FCS系统），能把控制功能分配至现场每个控制回路，并完全分散在现场仪表中，从而提高了系统的可靠性，实现真正的分布式控制。本系统可分为：设备层、控制层和管理层，主要监控对象为AHU、PAU等空调系统及水泵、电梯等设备的运行及故障信号。建筑设备监控主机控制室设在监控中心内，通过光HUB及BNA把TCP/IP协议转换成C-BUS，从而连接多台DDC直接数字控制器（可带远程输入输出模块），把各楼宇设备连通起来；还可通过ODBC、API等接口方式完成与其他系统的通信，实现建筑内的资源共享和综合管理。本建筑BA系统的监控及自诊断功能设于一层监控中心内。建筑物共设33台空调机组，其中5台采用空气净化变频机组。8台排风机组由专用PLC可编程控制器控制。一般变风量空调及一般组合式空调控制原理：由送（回）风传感器控制调节冷、热水电动二通调节阀，同时根据需要对风管电加热器进行分级调节，在电加热器后设置高温保护开关，当保护开关动作时，关闭电加热器；当风机停止时，连锁关闭电动二通阀。对组装式空调器风机进行变频控制，由室内温度控制调节冷、热水电动二通调节阀，同时根据需要对风管电加热器进行分级调节。在电热器后设置高温保护开关，当保护开关动作时，关闭电加热器的电源；当风机停止时，连锁关闭电动二通阀和电加热器。要注意风机开，电加热器才能开。随着高、中、低过滤器阻力的改变，通过控制变频器改变风机转速以维持风量，保证换气次数不变，延长过滤器的使用寿命。在送风总管上设风管压差传感器，同时在夜间值班模式下改变风机运行转速以降低能源消耗。
4供电电源
本系统设备电源由控制室配电箱引来，容量为三相5kW(配UPS不间断电源)。DDC直接数字控制器就近安装于各个空调设备机房内，电源由就近配电箱引出，容量为单相0.5kW。
5电气接地
在建筑工程设计中，供配电设计非常重要，而接地系统是其中的重要组成部分，占据重要地位，因为它能直接影响供电系统的安全与稳定。特别是近年来，社会科技越来越发达，智能化楼宇的出现在给我们带来方便的同时也产生了新的问题。本工程采用TN-S系统。在设置该系统过程中，根据其工作零线与专用保护线以及它们连接的位置，设置智能化楼宇系统的安全保护、交流工作、电子设备直流接地系统、防雷保护系统，以保障智能化楼宇的安全。
6结束语
楼宇自控系统是建筑智能化系统的重要组成部分，它是为实现建筑的使用功能服务。一幢智能化建筑需要自控设计系统承包商、建筑施工单位、业主等各方人员共同协调、密切配合、精心设计和组织施工。楼宇自控技术在智能建筑中的应用节能效果显著。有理由相信，我国智能楼宇自控系统应用将更加合理，技术发展也将更加成熟。
作者：张哲张晓萍单位：苏州设计研究院股份有限公司 苏州工业园区设计研究院股份有限公司
【摘要】针对发电厂计算机自动控制系统(装置)2000年问题(Y2K问题)，阐述相应的测试方法、步骤及分类，认为应根据不同的测试对象，采取不同的测试方法和步骤；无论测试对象如何，一些测试方法是基本的，具有一定的共性。
【关键词】发电厂自动控制系统2000年问题测试
发电厂Y2K测试所涉及的对象一般有：(1)计算机自动检测装置或检测系统，包括测量仪器仪表和有关的检定系统等；(2)计算机控制装置或系统，包括PLC、单回路/多回路调节器和监控系统；(3)其它计算机自动控制系统(设备)，如分散控制系统(DCS)。对于不同的测试对象，应根据其具体运行情况及相应功能，采取不同的测试方法和步骤，才能最有效地测试不同对象的Y2K问题。但无论对象如何，有些测试方法是基本的和共性的。本文从发电厂Y2K问题测试方法、步骤、需选时间点段及发电厂Y2K问题分类等几方面进行讨论。
1测试方法
对于发电厂计算机自动控制系统(装置)Y2K问题，一方面要测试系统能否顺利跨越2000年，能否识别非法和无效日期，所有日期显示是否正确；另一方面，更要测试系统在2000年前后能否稳定运行，功能是否正常，会不会引起误报警乃至保护误动作等。对于不同测试对象，应有不同的测试方法。
1.1自动检测仪表
对自动检测仪表进行Y2K问题测试，一般最好用离线测试法，即用备品备件外接信号源来对其进行测试，以免在测试过程中产生干扰信号，影响整个系统运行。
1.2PLC和控制器
首先应根据该PLC或控制器对系统的影响程度，决定进行离线还是在线测试。但有相当一部分PLC和控制器可能没有日期和时间设置功能，无法进行直接测试。在这种情况下，应分2步进行：第一，若该设备有源代码，应对源代码进行分析，确定应用软件何处用了时间功能，如定时器等；判断这些时间功能是由实时时钟或系统时钟产生的，还是由计数器或脉冲产生的。若是由实时时钟产生的定时，可能有Y2K问题；若是由计数器产生的定时，软件本身应不会有Y2K问题。第二，应对该控制器的硬件电路进行分析，确定硬件电路是否有备用电池和实时时钟RTC芯片等。若没有这些芯片，硬件本身应没有Y2K问题。如果以上2步都有明确结论，就可确定该设备是否有Y2K问题。
对于类似单回路/多回路调节器的控制器，可直接测试其控制功能是否正常，也即对控制器硬件和应用软件同时进行Y2K问题测试。对于由工业控制计算机构成的控制器，应首先对工控机本身进行测试，再对应软件(如控制软件等)进行测试。对于PLC，先用编程器对PLC本身进行测试，再对应用软件进行测试。需注意的是，用编程器修改的是PLC本机的日期及其时钟，而非编程器日期。
1.3监控系统
监控系统由上位机和下位机构成，或由人机接口MMI加PLC构成。首先应根据该监控系统对整个系统的影响程度决定是进行离线测试，还是进行在线测试。监控系统的Y2K问题测试分2大部分，即下位机测试和上位机测试。先对下位机进行测试，方法与1.2节所述类似；再对上位机测试，包括上位机本身和应用软件测试；最后，对上位机和下位机同时进行测试，测试系统运行有无异常、功能是否正常。
1.4DCS系统
DCS是整个发电机组监控的神经中枢。为保证安全，在进行DCS测试前，应确保机组已停运。对于DCS，应首先进行单项测试，再进行系统测试，确保整个DCS不受Y2K问题影响。(1)DCS单项测试。先进行单个控制站、工程师站操作站的硬件和操作系统是否存在Y2K问题及其严重性，再对工程师站、SOE、控制站的各种应用软件及其功能进行测试，如工程师站组态功能是否正常、SOE事件记录功能是否正常、控制站的数据采集和控制功能是否正常。(2)DCS系统测试。单项测试后，为确认DCS控制站、操作员站和工程师站等单元间的接口、DCS数据库(包括实时数据库和历史数据库)、DCS监控和保护系统等的Y2K问题，应进行DCS系统测试。测试前，先找到DCS主时钟，通过修改主时钟时间对DCS进行系统测试，在各个关键时间段上考察DCS功能是否正常。必须进行测试的功能模块有：保护、控制、操作、显示、事件记录、报警、打印、趋势、组态、报表和上载/下载等。
2测试步骤
为尽可能减少对整个系统运行的影响，保证设备安全，测试前应认真、仔细地做好安全措施，包括现场安全措施、测试设备软件备份和系统设置备份等。(1)测试前，准备好系统启动盘和软件安装盘等；(2)测试过程中，记录所有测试数据和过程；(3)测试完成后，恢复系统及其设置，包括恢复系统日期和其它设置到测试前状态，如电气、执行机构等。
2.1测试前
在实施测试前应做好以下工作：(1)确认被测试系统的相关资料和台帐的正确和完整性；(2)验明所有的日期输入、输出、显示和内部时钟；(3)做好被测系统软件和数据备份；(4)记录被测系统的设定参数；(5)测试前排除或记录异常现象；(6)找出被测系统与外部系统的接口参数；(7)编写测试作业指导书或测试规程；(8)开会审核测试作业指导书或测试规程；(9)做好被测系统的现场安全措施。
2.2测试中
在实施测试时应做好下面工作：(1)严格按测试作业指导书实施测试；(2)遵守测试程序的顺序；(3)准备应急人员以应付意外事故；(4)输入测试数据进行测试；(5)记录所有测试情况和数据。
2.3测试后
完成测试后应继续做好如下工作：(1)将系统时钟回调到正确的正常时间；(2)在测试前，如被测系统与外部系统断开，则恢复系统连接；(3)删除所有测试文件，并将系统恢复至测试前状态；(4)重新启动被测系统，观察系统运行是否正常；(5)准备支持任何测试后的生产启动；(6)保证可用于审核和复阅的详细测试结果。
3需要选择的日期
无论发电厂Y2K问题的测试对象如何，以下日期是必须测试的：(1)特殊日期测试。以往软件设计时，常把99/9/9作为特殊日期标志。在这种系统中，若输入99/9/9，系统功能可能会发生异常，甚至不能执行系统功能。因此，必须测试1999/9/9。(2)世纪跨越测试。对于世纪跨越1999-12-312000-1-1，这是必须测试的日期。这时，要判断系统能否正确跨越世纪、系统正常运行且现有功能是否不变和系统在21世纪时能否正常处理日期数据。(3)闰年测试。在设计软件时因未考虑到2000年是闰年，因此若需处理与日期相关的功能时，系统可能会出现异常，导致不能正常处理日期数据。所以2000-2-282000-2-29，2000-2-292000-3-1是必须测试的日期。(4)人为设置日期测试。系统应承认有效的日期测试，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；系统应拒绝(无效)的日期测试，包括：2000-2-30，2001-2-29，2004-2-30，0000-00-00。(5)其它日期测试。如2000-12-312001-1-1，2010-1-1，2038-1-1等。以上日期，对于任何对象都应测试，且为更全面地测试对象的Y2K问题，还应根据具体情况考虑其它日期测试。
4问题分类
根据北仑发电厂(1999/1/25～2/3)和嘉兴发电厂(1999/2/16～2/26)的计算机自动控制系统(装置)Y2K问题测试情况，Y2K问题对发电厂计算机自动控制系统(装置)的影响可归结为以下4个方面。
4.1没有实时时钟芯片或时钟功能的控制系统(装置)
这部分设备虽然属于计算机或单片机控制器，但因没有实时时钟芯片或时钟功能，设备中没有日期和实时时钟，因此不存在Y2K问题。如小汽轮机控制器505、ROTORK电动头、PMC轴封控制器和DFS火检等。
4.2“Y2KReady”的自动控制系统(装置)
“Y2KReady”是指在通电或断电状态下，系统(装置)的时钟存在Y2K问题，但系统功能不受影响，能照常运行。如：(1)不能顺利跨越2000年，需要通过人工设置到2000年，但系统功能不受影响，可正常运行。如在世纪跨越时，年份变为1900，因有些操作系统最早年份为1980年，因此系统显示1980年，需人工设置为2000年，如新华DEH使用的工控机、西门子DCS编程器PG750、SOE等。(2)无法识别或拒绝非法日期的设备，但不影响其功能，如某电厂的质量流量计，接受了2001年2月29日。(3)闰年问题。某电厂的废水系统PLC，2000年2月28～29日测试，实测现象为3月1日，但系统运行正常。(4)日期显示问题。某电厂2号灰控PLC，2000年2月28～29日测试，实测现象为2月28日，即时间变化，日期不变，但系统功能正常，运行稳定且无异常。
4.3“Y2KOK”的自动控制系统(设备)
“Y2KOK”是指在通电或断电状态下，系统(设备)时钟不存在Y2K问题，且系统功能正常，运行无异常。这类设备有：某电厂的网控闭锁装置、电除尘中央管理机及炉内加药系统等。
4.4“Y2KNotOK”的自动控制系统(设备)
“Y2KNotOK”是指在通电或断电状态下，系统(设备)时钟存在Y2K问题，且系统功能不正常，运行异常，如某电厂的硅表。
5结束语
通过Y2K问题的测试，一方面可掌握发电厂自动控制系统(装置)Y2K问题的严重程度；另一方面可借此制定Y2K问题的解决方案及各种应急措施，具有重要意义。所提出的测试方法、步骤、选择的时间段和分类等几方面问题，可供发电厂同行参考，希望共同对此问题进行深入、细致地探讨，为保障机组安全、经济运行，顺利跨入21世纪打下良好基础。
近年来对城市供水提出了更高的要求，水塔水位控制自动化系统被不断地改造，以适应社会的发展和人民生活水平的提高，满足及时、准确、安全和保证充足供水。目前水位自动控制系统有很多成熟的产品，控制手段主要有单片机监控、比较电路监控、利用PLC和传感器构成水塔水位恒定的控制系统等，运行可靠，可实现远程监控和无人值守。在许多偏远地区，特别是居住相对分散的农村地区，供水问题也待解决。如果仍然沿用人工方式，劳动强度大，工作效率低，安全性难以保障。本文针对乡镇和偏远农村家庭供水的特点，设计一款简单实用、符合要求的水位自动控制系统。
1水箱水位自动控制系统的组成
针对偏远农村分散居住，取水不方便（包括从水井取水）的特点，考虑到农民生活消费水平不高，设计的供水系统必须是既方便农民的生活，又经济实惠等特点的水箱水位自动控制系统。水箱水位自动控制系统的组成。
由图中可知，水位自动控制系统电路主要由主电路和控制电路两大部分组成。主电路是一台抽水水泵，由220V交流电源电压供电。控制电路由包括整流、滤波、稳压电路、感应电路及限流限压电路组成。
2水箱水位自动控制系统的设备
水位自动控制系统的设备只需选用价格低廉、安全可靠的设备。
由设备表可知，所有的设备都是简单而常用的小型设备，价格低廉，控制和维护简单易于掌握，对远离城市的偏远地区非常适用。传统的水位控制系统通常使用传感器进行上、下限控制，以保证水位在上、下限之间。此设计中只用三根导线来代替传感器放置在上、下限水位之间，利用水的导电特性完成上、下限水位的自动控制，节省了购买传感器的费用，也不必考虑传感器的故障，进一步降低成本，提高系统的可靠性。
常见的生活用水供应系统工作形式是由外来补充水源（一次水源）向一个高位水塔和一个低位水池补水，再由高位水塔和低位水池（二次水源）向各用户供水。此设计主要考虑针对家庭供水系统（或者某些单独取用水之处），因此只需用（储）水箱而非水塔供水。系统供水是由水箱直接供应，不用考虑由位置高度所形成的压力来进行供水，不用气压供水，不必在屋顶上设置水箱，也不用单独建筑水塔，仅在厨房或需用水的地方放置一足够大的（储）水箱即可满足供水要求。
3水箱水位自动控制系统的控制原理
该水箱水位自动控制系统结构简单，控制原理如下：系统上电后，交流电源经整流、滤波、稳压后，由电位器调节获得12V直流工作电压。当水箱水位低于下限时，接触器线圈失电，其常闭触头使水泵接通工作，抽水到水箱中；当水位上升到上限时，接触器线圈得电，常闭触头断开，常开触头闭合，水泵停止抽水。
V1、V2用来保护LM317输出端电压为安全电压，使其免受短路电流的影响；V3用来保护三极管，同时避免触电事故的发生。水位的上、下限可通过调整三根导线的位置设定。
4测试应用
该设计经安装调试，结合实验室给排水系统进行测试，效果良好。正式应用于某乡镇几个家庭的日常用水装置中已将近两年，至今未发生故障。该系统在运行期间稳定性高，完全符合预先规定的标准，只需将控制电路稳压输出调整在10V-12V之间，可投入使用。可用交流变压器供电，也可以用直流供电。
5结束语
设计的水箱水位控制系统因价格便宜，结构简单，使用方便，不易发生故障，可用于要求不高的给排水系统中，特别适用于城镇及偏远山区取水装置。
摘要：随着经济社会的发展，人们在工业生产、生活中产生的各种类型的污水越来越多，如何处理污水一直是人们热议的话题，近年来，随着污水处理自动控制系统的不断完善，污水处理自动控制系统使用率及净化效果也越来越好。本篇文章主要是介绍污水处理自动控制系统的常见类型、特点、发展现状，详细论述了污水处理自动控制系统在国内外应用研究方面的基本情况，并结合当前污水处理情况分析了其今后的发展趋势。
关键词：污水处理；自动控制系统；发展情况；发展趋势
近年来，随着生态环保型社会的建设，无论是各级政府、专家学者还是人民群众，对如何处理生活中的污水都给予了非常高的关注度，这些都推动了污水处理厂污水处理自动控制系统的发展、应用。随着对污水处理自动控制系统研究的深入，人们对其类型、制约因素等将会有更深层次的认识，这有有助于进一步加快污水处理自动控制系统的研究、应用和处理效果。
1污水处理厂自动控制系统论述
设置污水处理自动控制系统最终目的高效率、低能耗的处理各种类型的污水，溶解氧、流量等是污水处理厂中普遍使用的自控变量，作用非常明显，即管控供气、回流污泥、化学药剂投加量等，只有准确处理三者之间的各种比例关系，污水处理才能达到理想的效果。随着科学技术的发展，当前，主要有数据监控采集系统、全厂自动控制系统2种类型。数据监控采集系统，信息化程度高，采集监控对象主要是污水处理过程中的数据参数，作用对象比较简单，在功能上不能单独实现全场生产的自动化控制。全场自动控制系统功能比较齐全，作用内容比较系统，集监控和采集数据于一体，组态非常灵活，界面易为操作者接受，方便扩展，且由于使用时间较长使得技术应用非常成熟，在目前污水处理厂中的普及率非常高。随着污水处理自动控制系统的发展，当前，主要有3种常见类型：PLC可编程序控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统等不同种类，这是目前使用率较高的自动控制系统类型。PCL在可靠性、控制能力方面表现非常好，编程类型简单，只要操作工人简单学习就可快速使用，外部环境对该系统产生的影响非常小，系统运行比较稳定，同时，该系统有不同类型的接口，与其他的设备可以非常简单的接通，在灵活性、可扩展性等方面也有令人满意的效果，正是其简单易行的特点，使得该系统一旦出现问题，技术人员可以快速完成修复工作。DCS主要体现的是标准化、模块化、系列化，可以实现集中操作管理，该系统在自主性、协调性等方面表现较好，对信息技术的依赖性比较高，具有比较高的工业使用受众面，在使用率、普及率上占有一定的市场比例。FCS的特点比价简单，即主要依靠通信网络，可操作性强及分散功能快等特点。
2污水处理自动控制系统的应用研究现状
与国外相比，尤其是已经高度使用计算机系统操作污水处理自动控制系统的欧美国家，很多地方的污水处理自动控制系统已经高度信息化、自动化、智能化，无论是数据采集还是过程监控等大部分都可以由计算机代替人工完成，技术含金量非常高。同时，在各种技术应用上也比较成熟，一旦某个系统故障，在一定时间内如果无法快速排出，可以快速转换到人工操作进行手动处理，很少出现污水处理自动控制系统停运的现象，从而保障了污水处理厂全天候24小时的正常运行。在欧美国家应用比较典型的系统是SCADA系统，在污水厂中该系统在传统在线感应器方面配备齐全，例如，常见的温度计、水位表等可方便用于污水处理过程中的数据采集。不同国家的经济政策、环保政策等都会对配备传感器的数量、水质、处理效果等产生不同程度的影响。最初，我国在污水处理方面的各种费用明显不足，国外使用比较普遍的自动控制系统配备不全。近年来，随着各级政府对污水处理工作认识程度的提高，污水处理工作中的信息化处理程度不断提高，无论是生产还是污水管理等都进入了快速发展时期，信息技术的快速发展也为污水处理行业的生产管理自动化、信息化、智能化等提供了有力的支持。当前，从宏观形势上看，我国的污水处理控制水平主要包括手动操作、半自动控制和全自动控制3个层面，每个层面都有不同的适应类型，发展方向也不尽相同。
3污水处理自动控制系统的未来发展趋势
虽然污水处理自动控制系统越来越受到重视，但是该系统并没有达到非常高的普及率，这也是与该系统自身的缺点是分不开的，例如，检测工具有时候会出现问题，在可靠性、稳定性方面做的不够好；污水厂中的传感线主要作用还是体现在检测方面，投入费用、维护成本都比较高；大多数污水厂建成时间比较久远，很难结合当下的新技术在原有基础上再造；自动控制系统缺少专业的操作人员，操作人员缺少自动系统方面的理论知识和实践经验，在操作过程中很容易发生安全事故。今后，污水处理自动控制系统将进一步突出安全性，更加注重人性化、科学化，随着信息技术的发展，有关污水处理系统的研究进一步深入，该系统自身存在的不少问题将会迎刃而解，将会大大推动该系统的普及应用。
随着社会科学技术的发展，人们环保意识的不断增强，对污水处理自动系统的研究、应用力度将越来越大，污水处理工作也将迈上新的台阶，更好的服务于经济社会发展和人民群众的健康生活。
作者:周志强 单位:秦皇岛市第一污水处理厂
摘要：随着环保意识的不断增强，人们开始越来越重视对环境的保护。然而，在经济迅速发展的今天，工厂污水的随意排放，给人们的生产和生活带来巨大影响的现象随处可见。因此，做好污水的处理工作显得尤为重要。本文主要从当今国际国内社会污水处理的现状入手，明确这一领域中自动控制系统的组成、特点及其在污水处理过程中所起的作用，进而能为我国自动控制系统在污水处理中得到更充分、更合理的运用找到有效方法和途径。
关键词：自动控制系统；污水处理；运用
随着资源节约型—环境友好型社会提出，生态文明建设得到了不断地发展，人们的环保意识也在不断增强。但是，面对经济发展所带来的污水肆意排放问题却始终没有得到彻底的解决。究其原因，有企业的环保意识不强，但同时也不乏有处理污水的技术设备不过关，不能很好的对企业排出的污水进行处理等原因。因此，要真正解决这一问题，需要更好地运用一些先进的技术，其中就包括自动控制系统。我们要通过采取各种措施，让自动控制系统在污水处理中充分发挥它的作用。
1污水处理中的自动控制系统的组成、特点
污水处理中的自动控制系统即是要求采用一些先进的技术，包括计算机技术、虚拟的网络技术、数据的组成分析系统、图像的呈现的手段等来实现对污水处理的全程的监控和管理，在确保把污水中的杂质从中分离出来的同时还要求确保处理过的杂质和清水能够进行再次的循环利用。通过自动控制系统来实现污水处理的这一目标，要求其必须具备一定的基础硬件，比如说，能够精确监测水质酸碱度的设备要具备、能够及时准备对这些监测数据进行整合梳理的数据的组成分析系统要具备，能够将这些数据汇集在一起的数据网络也需要建立，还包括一些显示器、打印机等等也都是这一系统的必备要素。当然，在这一体统在运用实施的过程中，还有一个更加关键的因素，即能够掌握控制分析这一系统的人。对于污水处理中的自动控制系统，他需要的设备的技术含量较高，精确度较强，对人综合素质的要求也极其严格。但从这一系统的使用过程来看，它仍然具有其他系统所无法比拟的优越性，例如，他的适应性较强，减少人为因素的影响使得数据的准确度甚至精确度较高，开放性也比较强，同时，在这一污水处理过程中，由于自动控制系统的应用还能省去更多的人了和物力，可以为企业节约更多的经济成本和劳动力成本，从而可以为企业的扩大再生产提供保障。
2自动控制系统在污水处理中的运用现状
自动控制系统在污水处理上的应用最早是出现在国外，因而，这方面的技术和设备对比我国国内也具有明显的优势。尤其是在一些欧美国家，自动控制系统在他们城市和工业污水的处理上很早就已经开始使用。他们使用电脑进行数据的全面记录，同时采用一些先进的技术设备进行了远程的监控和控制，甚至在某些地方、某些领域都已经完全实现了自动化的污水处理操作。比如在当今的美国社会，一些规模较大的污水处理设备厂均有一套适合自己的、相对集中而又有所分散的自动控制系统在不断的工作。他们不需要更多的人力，有的只是或多或少、设置井然合理的计算机，他们不断在对整个污水的处理的环节在进行控制，包括污水中废弃物的沉淀是否达标、过滤是否合格、反复冲洗的次数是否无误、化学物质的投放对污水净化是否安全等等都有自动化的设备在监控和控制。随着我国对保护环境的日益重视，这些自动控制系统也在我国得到了越来越广泛的使用。比如在我国山东某污水处理公司，也已经开始使用这一系统进行污水的处理工作。他通过一种核心的电子器件，使用光缆，双绞线等将这一核心电子器件与电脑服务器的终端、操作站等进行链接，形成自己集团单位的一个局域网。凭借这一局域网络，它可以对污水处理的整个情况进行控制和管理，取得了很大的成效。然而，由于我国在资金技术等方面还存在较大差异，对于自动控制系统也仅仅是在一些大型的污水处理单位进行使用，对于那些小型的污水处理厂却只能望洋兴叹，无法真正的采用这一设备。再加上这一设备由于技术的原因，也不能真正的实现完全的自动化，很多时候对污水处理情况的检测还得需要人力去进行抽样检测，这也给我们的污水处理工作方面实现自动控制系统的处理带了很大的障碍。这也需要我们不断的研究和思考，积极学习外国的先进经验，引进外国的先进设备，再结合自身条件的基础之上，努力实现把自动控制系统真正的应用在污水处理这一领域中。
3自动控制系统在污水处理中的运用
近年来，随着市场经济的发展以及人们对污水处理标准的不断提高，自动控制系统在这一领域中的运用也显得至关重要。通过自动控制系统，实现污水处理厂生产运行远程监控，在污水处理厂的进水槽、粗格栅、细格栅、沉砂池、生化处理池、沉淀池、污泥处理站、出水槽等处理单元分别安装不同类型的传感器探头及控制模块，用于检测进、出水质、流量、COD、NH3、PH值、加药量等运行处理指标、通过各传感器探头数据采集，控制模块将数据传送到中央计算机中心，其会根据实时数据进行分类，并及时做出分析判断，根据运行处理水质的各项指标与设计要求对比，得知当前的运行状态，计算机通过控制模块发出指令，及时调整运行状态，确保出水水质合格。针对这一设备在我国的运用现状，例如：资金技术的缺乏导致的这一系统不能在中小企业被广泛运用；设备原因导致检测的结果和标准与先进的发达国家还存在这很大的差距；人才的匮乏是这一设备在运用的过程中也困难重重……，我提出了一些改进的意见。
3.1大力发展科学技术，提高该设备在使用过程中的精细度
我们把自动控制系统应用于污水处理领域，主要的目的就是保证我们所处理的污水达到我们的排污标准，不仅不会对周边的环境产生恶劣的影响，同时在此基础之上，还可以对其处理过的污水及杂质进行再次的循环使用。因此，这就需要设备具有较高的精细度，不仅要精确检测，还要做到细致入微。在水质的检测标准上，也应该尽量做严格，与国际的标准接轨。在我国，很多污水处理的企业仍然采取那种原始的、古老的自动控制系统的水质标准作为自己的标准，殊不知，时代在进步，社会在发展，我们的自动控制系统的水质标准也应该不断的被提高。如果不符和当今水质标准的水排放到其他水域中，或者对这样的水质进行循环再利用，同样也会给社会的环境和人们的生命健康带来巨大的影响。因此，我们必须做到要让水质的检测标准更高一点，与国际更接近一点。
3.2继续贯彻人才强国战略，培养能够研制开发自动控制系统的高端人才
当今世界的竞争是科技的竞争，更是人才的竞争。尤其是对一些尖端的科研领域和高精度的实践领域，人才的需要则先得更加紧迫。在污水处理这个具体的实践过程中，自动控制系统可谓是当前最尖端的技术，他能够在节约最大成本的同时是污水的处理程度达到最佳。然而，在我国，能顾真正懂得这些技术、能够对这些技术轻松驾驭的人才恐怕是少之又少。我们国家可以通过优厚的报酬、待遇等来积极吸引外国在污水处理领域的尖端人才，让他们为我们在这一领域更好的让自动控制系统发挥作用提供更多的指导。同时，对于我们自身培养的人才也应该对其进行培训和再培训，以保证他们的技术水平能够及时的时代与要求保持一致，与时俱进。
3.3设备维护的重视程度急需加强
再先进的技术如果你不注重对其进行后期维护的话，也不可能正常运行，更不可能达到我们的理想标准。在我国，也曾一度引进过外国的先进设备，但是在使用的过程中出现的各种问题却没有得到及时解决，所以最后的设备系统都只能成为一个空架子，形同虚设。因此，我们必须重视自动控制系统在使用过程中的维护，同时保证效果维护的效果最佳。
4结语
社会的发展对环境保护的要求也越来越高，因此，要达到这一标准，在污水处理的过程中使用自动控制系统这将是一种必然趋势。相信，随着国家和社会的重视，随技术的进步和发展，我国自动控制系统在污水处理中的应用一定会越来越广，由此产生的社会效益和经济效益一定会越来越高。
作者:吕威 单位:广西来宾工业投资集团有限公司
摘要：对于任何一个城市来讲，污水的处理都是十分重要的，如果处理不好，直接会造成城市整体运作出现问题。因此，本次研究工作以污水处理为出发点，通过对现阶段自动控制的应用进行分析，总结出现阶段存在的问题与不足，并有针对性的提出相应的解决方法与策略，为更好的保证城市的污水处理工作打下坚实的基础。
关键词：自动控制;城市污水处理;应用;分
污水的集中处理在过去很长一段时间内都占据着主要的地位。但是就实际的操作情况来看，采用集中处理的方式对污水进行相应的处理在管理等方面都有着较好的效果，现阶段已经初具规模，这一方式能够更好的促进城市中污水的处理工作。不过在实际的操作过程中，仍然存在着一定的问题需要解决。比如，在完成集中设备的建立过程中，需要耗费大量的人力与财力，同时在建设的时间上也较长。这样一来，由于城市的发展速度相对较快，而相配套的污水处理系统却没有办法快速的建立起来，这就给污水的处理带来较大的压力。因此，对污水处理的方式进行创新是十分必要的，本文以此为契机，重要介绍了自动控制系统在城市污水处理中的问题，并针对问题提出相应的解决策略。
1污水处理中自动控制系统的应用分析
污水在应用自动控制技术时，主要是使用了自动化检测系统。现阶段我国已经有很多污水处理机构使用了该系统对污水进行相应的处理。在实际的操作过程中，曝气池也是十分重要的，在对该部分进行测量的时候，对于测量的精度等也有着十分重要的要求，而这些数据也对污水的处理起着至关重要的作用。因此，每一个污水处理厂在实际的操作中都会对这几个重要环节进行重要的检测。（1）污水处理中水泵自动控制系统的应用。在污水处理过程中，由水泵所组成的自动控制系统在工作时需要根据时间来进行自动的调整，而调整的两个模式分别为备用与气动两种。如果在具体使用的过程中，仅打开一个水泵没有办法满足控制要求时，就需要将另外的一个水泵也打开，让两个水泵一起工作。同时，水泵在运行的过程中，可以使其依据水的流量来进行自动的控制，从而实现科学的控制以保证整个设备在运行过程中能够始终处于最佳的状态，从而有效的减轻相关工作人员的劳动强度。（2）污水处理中流量的自动控制分析。在污水处理过程中，流量的控制主要是对整体系统运行过程中各个参数进行有效的了解，根据相关的参数以实现对污水处理的控制，一旦出现问题，就可以对其进行快速的修正。就实际情况来讲，在进行污水处理的时候一定要提升对水表面的冲击力，此时便需要对其进行一个较为精确的把握，此时测量所得到的数据最为精确。在这一过程中，如果使用人为的方法进行测量时，由于人的主观性所造成的误差较大，但是在使用自动控制系统后，就可以很好的控制该误差，从而有效的提升测量的精度，而且测量所得的有效数据较多，能够很好的被工作人员所使用。
2污水处理过程中自动控制系统应用的问题分析
（1）限制因素较多。就现阶段我国的实际情况来看，已经建立完成的污水处理厂无论是设备还是人员方面都有着较大的限制。特别是有一些污水处理厂存在自动控制技术落后，相关设备陈久，管理不到位的情况。而伴随着我国对污水处理要求的不断提升，这些污水处理厂明显会感受到来自各个方面的压力，当引进了较为先进的设备后，相关的工作人员并不能够很好的使用这些设备，这就造成了整体工作效率与效果无法进一步的提升。（2）线上控制的稳定性不足。随着我们对污水处理要求的不断提升，自动控制技术的相关学科在整体控制系统也得到了长足的进步，特别是现场总线技术与PLC的应用，但是在使用的过程中，稳定性问题仍然无法完全满足人们的要求。就实际情况而言，污水的处理是十分复杂的，整体系统在数据的处理问题上十分多，同时在这一过程中也在不断的变化，这些问题的存在都会给整体控制系统带来较高的难度。由此可以看出，污水处理厂虽然使用了自动控制系统，但同时还需要相关的人员在现场进行实地的操作，同时有针对性的进行相应的调整，以确保整体系统运行的稳定。（3）自动控制系统自身缺陷分析。随着污水处理厂更多的使用自动控制系统，使得该项技术也有了较快的发展，不过就实际的应用情况来讲，该技术自身仍然存在着一定的问题。比如所使用的自动控制技术与软件有明显的缺陷。在实际中，自动控制技术许多都是直接从国外引进而来，这也就造成了许多操作人员在操作中处理不当。比如对污水处理的探头进行控制时，当该探头完全被污水淹没后，所检测到的数据便会出现问题，另外，由于污水的组成十分随机，这也会影响到探头所检测到的数据，甚至会影响到整体设备。
3自动控制系统的改进建议
（1）当污水处理过程的稳定性还未得到很好的解决时，相关的工作人员应当具有较高的能力，从而有效的提升整体系统的稳定运行，一旦出现问题，应当能够进行及时的解决。（2）在进行实际的操作过程中，应当将自动控制技术与网络相结合，通过网络来实现对整体污水处理的过程进行有效的控制，从而在真正意义上解决工作人员的繁重劳动。（3）随着自动控制技术应用程度的不断提升，每一个污水处理厂都需要配套相关的专业人员，并定时的去这些工作人员进行相应的专业化培训工作，以确保他们能够更好的保证污水处理工作的正常运作。
4总结
自动控制技术在污水处理过程中的应用不断深入，有效的促进了整体污水处理工作效率的提升，能够很好的控制相关有害物质的排放，对环境的保护起到的至关重要的作用。不过就现阶段的情况看来，虽然自动控制技术的使用已经有了长足的进步，但是仍然存在着一些问题需要解决，这些问题的存在会严重的影响到污水的正常处理。因此，对该技术进行深入的研究是十分必要的。
作者:屈科科 解军艳 单位:济源职业技术学院
［摘要］在目前的污水处理中，自动化控制系统正发挥着越来越重要的作用，提升净水质量、加强节约能耗、完善资源优化等优点使污水处理自动控制系统正得到越来越广泛的应用。尽管目前我国的污水处理中的自动控制系统配备使用率已达到相当水平，但其带来的问题也十分显著。本文立足于目前的污水处理系统的运用现状，以污水处理的系统构成即控制方式为切入点，分析污水处理自动控制系统的组成控制方式和存在的问题，并针对存在的问题提出改进建议，以期为相关研究工作提供有益借鉴。
［关键词］自动控制系统；污水处理；故障
0引言
随着近年来我国的工业化发展进程不断推进，实施可持续发展战略以应对资源与环境问题成为我国现代化建设的主题。在这样的背景下，面对我国水资源紧张的不利形势，如何做好污水处理控制引起了国家和有关单位的高度重视。另外，计算技术和自动化的管理控制系统逐步发展，污水处理自动控制系统正被越来越多的污水处理厂开发使用，这一自动控制系统具有节约能耗、降低成本、提高水质等优点，可以说，这种污水处理自动控制系统对于我国目前的污水处理行业来说有着十分重要的意义。
1自动控制系统的发展历史和应用现状
污水处理的自动控制思想最早可以追溯到20世纪70年代的美国，伴随第三次科技革命的兴起，美国不少污水处理工程将计算机控制模式引入到加药环节，这种自动化的操作模式流程简易、钒用量控制精确等优点使其获得了良好的应用效果。因而自动控制系统在污水处理中得到了推广使用，德国、日本等国也先后开展相关研究并最先实现计算机控制。经过几十年的发展，今天的污水处理自动控制系统已经逐步发展完善，自动化程度也有了大幅度提升。污水处理中的自动控制系统，其工作原理是利用网络通信依靠主计算机对控制设备、执行器件、检测元件实行整体管控，实现污水处理的集中调控、集成分析和数据集中处理。目前我国的污水控制系统在经过初期的引进和中期的消化吸收环节后，已经取得了长远发展，工业Ethernet配合FCS、PLC控制构成了我国最新一代的污水处理自动控制系统。在我国目前的污水处理自动控制系统中，主要应用FCS、PLC、DCS等控制系统进行综合管理。其中FCS又称现场总线控制系统（FieldbusControlSystem），其最大特点莫过于以先进的网络传输取代传统硬件传输，FCS利用网络技术实现了处理现场控制器、传感器和执行器的关联。PLC则被称为可编程控制系统（ProgrammableLogicControlSystem），通过计算机数据处理以加强控制执行中的可靠性和抗干扰性，实现开关量的逻辑控制。DCS，又称集散控制系统（DistributedControlSystem），作为最新的4C控制技术，DCS能够实现连续性的物理量监控调节，并能与PLC技术实现相互协调处理。
2自动控制系统构成及控制方式
2．1硬件系统
（1）中央监控系统。顾名思义，利用中央计算机对污水处理的每一个环节进行总体把控。中央监控系统不但要分析大量数据，还要兼备检测和调配工作，所以系统运行时要配备相应的显示输出设备。中央监控系统能够在第一时间将各项参数、机器运行状态等数据信息在显示屏上展现出来，能够更合理地处理污水，反映故障信息。（2）现场控制系统。对于污水处理的自动控制系统而言，现场控制无疑是十分重要的。因此在污水处理厂，PLC更多地被用作现场控制系统的控制器。正如上文所述，PLC是一种新型的可编程控制系统。它将计算机技术应用到系统控制中，因此不少大型处理控制系统需要多台PLC进行连接工作。PLC的广泛应用离不开它的稳定的抗干扰性。在复杂的污水处理现场，以中央控制为核心，作业现场一般设置多个控制站以加强各部分间的控制，并以网络作为信息连接的桥梁。PLC可以在复杂的环境下实现高效率的环境监测和数据传输，模块化的管理方式也使其更容易优化运行。（3）模拟显示系统。在自动化的控制系统中，反映数据往往要通过计算机控制下的显示设备进行输出显示，因此，模拟显示系统也是硬件系统中的重要部分。其主要作用就是输出动态数据，进而帮助工作人员依据污水处理的实际状况进行对应的监控管理，并对系统异常等问题进行及时反应，帮助工作人员采取相关措施。
2．2软件系统
污水处理的自动控制系统中主要配备三个种类的软件，主要为系统系统、数据库软件和应用软件。下面就对这三种软件进行详细分析：（1）系统软件。以MicrosoftWindowsNT操作系统为主，配有开放性接口，能够应对多用户、多任务的处理工作。（2）数据库软件。其作用是实现对数据的第一时间监控，并生成相关操作记录以供数据分析，此外，数据库管理软件还能够进行清晰的数据梳理工作。（3）应用软件。在污水处理的整体控制中，应用软件可起到十分重要的作用，具体包括生产管理数据库、生产查询图形、完善日常设备管理等。相应的管理者可以轻松便捷地实现管理。2．3控制方式污水处理的自动化系统控制方式可以分成三方面：（1）远程监控。即对中央控制室运用网络技术对各个分散终端进行实时监管，远程监控的广泛使用让技术人员可以便捷地获取吸刮泥桥、曝气机、水泵等设备的运转信息进而开展控制。（2）现场监控。即利用PLC系统完成对现场的设备管控，将设备情况通过网络传输及时有效地提供给PLC总站进而实现监督管理。（3）手动监控。处理现场的各个设备在进行开关转换时都需要进行人为的手动控制和操作，较之远程管理，手动控制更具优先性，且在应对可编程控制系统的突发故障时，能够更易于控制操作，降低风险。
3自动控制系统存在的问题和改进建议
尽管近年来自动控制系统在我国的污水处理实践中得到了广泛应用并取得了长足进步，但不可否认，相关发展还十分不完善，自动化系统控制在具体操作中依然存在着十分明显的问题。本文接下来就对这些问题予以列举总结。
3．1自动控制系统存在的问题
3．1．1自动控制系统缺乏线上稳定性
在污水处理自动控制系统中，现场总线控制系统、可编程控制系统以及集散控制系统正不断发展完善，系统的稳定性始终是发展的重点所在。污水处理实在是一个极为复杂的过程，系统所要处理的数据种类繁多且往往处在不断变化中，无疑在一定程度上增加了污水处理系统的控制难度。因此多数污水处理厂在应用自动控制系统的同时，同样需要工作人员在现场进行操作管理，并针对分析结果进行对应的管理工作进而保证系统运行的稳定。
3．1．2自动控制系统受制于多种限制因素
在我国，不少已经建成投用的污水处理厂存在着设备、人员方面的限制性因素。其中，不少污水处理厂自控技术落后，处理效能与管控权责不明，配套设施匮乏，设备管理漏洞百出。随着对应的排放标准提高，污水处理自动控制设备的知识储备出现了明显不足，工作人员无法掌握引进设备的操控技巧，而单一的培训方式也不能从根本上解决内部员工的问题。
3．1．3自动控制系统控制力缺失
我国目前的污水处理厂中普遍设置了监视措施，但实际的管理效力却往往不能达到预期要求。一方面，相关工作人员数据分析能力有限，当工作人员不能处理好相关数据时，自动控制系统也就失去了其原有的控制执行效率。工作人员的疏忽还体现在污水处理中的节能减耗问题上，有关人员往往不能认识到能源与经济效益的关系，这种不合理的操作也造成了对于污水处理厂的风险投资被限制。另一方面，经管自动控制系统在处理污水时能够保障一定的排放标准，但相关管理部门却不能产生足够的重视，与风险投资者也缺乏必要的沟通，因而各种各样的限制因素造成了不利于污水处理自动控制系统的推广和使用。
3．1．4自动控制系统本身的缺陷
尽管近年来污水处理的自动化控制系统进步迅速，但许多技术方面的缺陷不可避免。例如自控技术及相关软件存在缺陷、仪器设备不规范等。由于许多关键技术由国外引进，因而工作人员在处理过程中很容易出现操作不当的问题。以污水处理的探头控制为例，相关数据的采集很有可能会因为污水的淹没而出现问题，且污水中的成分构成十分不规则，导致探头被缠等情况影响最终的数据分析，情况严重时还有可能造成设备损坏。
3．2自动控制系统今后的改进建议
针对上文所述的污水处理自动控制问题，本文在进行分析总结后提出了相应的改善思路以供相关行业研究者参考借鉴。（1）保障自动化控制系统的稳定性，由于污水处理的自动化控制系统依靠总线控制因而尚存在线上的不稳定性。因而污水处理厂应当对系统的稳定性管理足够重视，加派必要的工作人员参与到污水处理系统的管理中是十分必要的，依此来弥补系统不稳定性所造成的数据误差。（2）重视工作人员的技能素养构建，加强专业人员的培训指导，并通过专业人员对厂区的工作人员进行必要的技术引导，进而完善设备的使用，规避因为工作人员操作不当而产生的事故。（3）要不断拓展智能控制在污水领域的管理深度，完善配套的管理措施。避免出现模糊操作、理论控制等。同时，利用仿真建模的手段，针对市场化需求改革污水处理技术，并与其他控制应用相结合，从而提升系统的管理控制效率。最后是将污水处理与信息技术相结合，将数字网络技术应用到自动控制中，应用最新的遥感控制技术，完善机械化的操作流程，为现场工作人员减轻工作压力与负担。
4结语
综上所述，随着我国的工业化发展，自动控制系统正越来越多地被应用到污水处理领域，并取得了十分显著的成绩。与传统的污水处理工艺相比，自动化的控制系统污水处理效率更高，污染物排放更少，资源利用率也得到了大幅度提高，社会效益和环境效益得到了保证，因而在污水处理中应用自动化的控制系统是有积极意义的。但与此同时，我国的污水处理自动控制系统也存在着许多问题。首先是我国的技术起步晚，核心科技多由国外引进，自主研发能力弱，因而实际操作效率要明显落后于西方发达国家。其次是相关技术配备缺失，污水处理仪器精度低，因而国家和相关领导企业应当加强投入力度，推动核心技术的研习进而缩小与世界先进水平的差距。随着我国科学技术的发展，应当抓住现代系统的核心技术，推动科学与信息的一体化进程，使自动管理系统更好地为污水处理系统服务，这样我国的污水处理行业将会取得更大的进步。相信经过不懈的努力，自动控制系统将会在污水处理中发挥更加重要的作用。
作者:冯锋 单位:太平洋水处理工程有限公司
摘要：自来水厂投药间控制是自来水质量控制的重要环节，该环节通过对自来水进行化学处理，以此来保证自来水正常使用，文章对其设计研究进行分析。
关键词：自来水；投药；设计控制系统
前言
水是我们生活中不可或缺的必备品，而能够供人类饮用的洁净的自来水更是人类赖以生存的保障。如果想要城市建设正常发展，首先要保证城市供水系统的稳定运行。根据国家的相关规定，不同用途的水在各个方面有不同的标准。随着近几年污染的加剧，国家对饮用水的评价标准也不断变化，所以在对这些新标准的研究中逐步深入，从而带动了饮用水研究的新标准。
1自来水加工工艺阐述
自来水的处理过程大致可以分为以下四个方面：取水泵房、净水车间、送水泵房和脱水泵房。取水泵房的作用是将未经处理的水送进反应池准备开始净化：净水车间包括反应池、沉淀池、滤池、加氯加药间以及排泥系统，这一环节在整个净水处理系统中起着至关重要的作用，负责对水进行净化；送水泵房是将处理过后的达到标准的自来水送出去供用户使用；最后，脱水机房就是对废水的回收处理及再利用。虽然在处理过程中运用了大量的常规处理方法，比如：生物预处理工艺、深度处理工艺、膜处理工艺、富营养化原水的除藻技术等等，虽然初见成效，但远远不能达到标准所需，因此需要进一步更深的技术探索，这是一项任重而道远的任务，所以国内外相关专业人士都投入到进一步的研究中并加以实施。在自来水加工工艺中，投药间是一个化学处理车间，通过加入矾和氯对自来水进行化学处理。投药控制直接影响到自来水的物理、化学性质。
2投药间投矾系统
2.1沉淀阶段
这一环节的成败对自来水质量的好坏将产生直接影响，首先将药剂加入到原水中进行化学反应，该反应会生成矾水花，这时加入物理作用即剧烈搅拌，会使这些絮状物凝结成块。之后，由于重力作用这些絮状物会在反映池中与水分离开来。
2.2过滤阶段
沉淀阶段在混凝和沉淀的双重作用下会产生大量的颗粒杂质，紧接着进入过滤阶段，通过这一步骤，初步清除了一部分杂质，也处理掉了在沉淀阶段不易清除的更小的悬浮物质，从而使水质更加洁净，此过程在滤池中进行。另外，一些剩余的杂质会排放到排泥池以供脱水机房的回收再处理。最后，为了去除肉眼所看不到的水中的细菌、病毒等不易处理的微生物，需要加氯进行深加工。
2.3电搅拌阶段
首先，将矾剂和清水投入矾池中加以搅拌，由隔膜计量泵根据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进入折板反应池中充分反映，最后沉淀池中的排泥池机会除去由水中的杂质凝聚成的较大的颗粒物。投矾泵、伺服控制器等组成整个投矾系统。电搅拌机主要是对溶液进行搅拌并使其充分均匀混合，使加入的药与所需净化的水达到最大的接触面积，能够使药效充分发挥。计量泵可以用来运送药液并且可以计量药液的质量，在运输的过程中还可以根据实际情况的需要改变需要输送的流量，进行调节，此技术在净水领域被经常使用。提升泵可以运送废水、污水，同时又可以提升污水，在使用过程中非常方便。
2.4开度调节
以实际用水量为参考，通过控制器自动调节计量泵机组的开度，当水量增加时，加大开度，增加计量泵的冲程以减少投矾量，相反，如果水量减少，减少开度，减少计量泵的冲程以减少投矾量。在整个系统中，反应池、沉淀池和滤池中都需要加上排泥装置，污泥从这些池子中被排放到调节池，这都要根据不同工厂的具体情况而定排泥时间。排泥后，可以用污泥浓缩机和污泥切割机对污泥进行再处理，其中回收的水资源可以再次参加净化过程，而处理出来的污泥则可以输送出去作为其他用途。
3投矾系统注意事项
（1）想要控制混凝效果，必须要对原水浊度、待滤水浊度、混凝剂的流量等进项检测，可以通过先进的浊度仪和流量计来采集上述数据。（2）在投矾过程中，系统为混凝和沉淀双闭环系统，内环控制混凝，外环控制浊度。混凝效果可以通过浊度仪来检测，如果浊度仪值越低，表示投矾效果为最佳，相反，同理可得。浊度是一种光学效应，是光线透过水层时受到阻碍的程度表示水层对于光线散射和吸收的能力。它不仅与悬浮物的含量有关，而且还与水中杂质的成分、颗粒大小、形状及其表面的反射性能有关。同时，浊度环在线沉淀池出水浊度，通过串级主控反馈回路，构成闭环反馈系统。通过高精度的双闭环控制，系统能够全自动的控制沉淀池出水浊度。如果是在不好的天气期间，浊度会增加，这时系统就会自动加大投矾量，保持最优的絮凝剂控制效果。隔膜计量泵是投泵系统的执行部件，计量泵由马达驱动，控制器控制开度，通过调节开度达到最佳的混凝和沉淀效果。（3）手动、PLC远程控制是投矾计量泵开度调节控制实现两种控制方式，手动方式顾名思义即通过人工方式调节来控制计量泵开度，PLC远程控制即在接收到现场的浊度仪信号后，经其处理后输出控制信号实现对计量泵开度的调节，使浊度保持在一定范围内。（4）现场手动、PLC远程自动或者手动控制、现场自动是投泵系统计量泵速度调节控制实现的三种控制方式。
4投加氯控制系统
源水在经过混凝、沉淀、过滤后，水中大量的颗粒物已经被清理出去，但还是会有一定数量的微生物，包括对人身体有害的细菌、病毒等等，因此必须用比较彻底的消毒方法去除。通常使用的是目前国内普遍使用的加氯消毒法，也就是说把液氯气化成氯气后通过水射器加到水中，从而起到杀菌的目的。
4.1加氯系统作用
加氯系统主要是由氯瓶、自动切换阀、加氯机、水射器等组成。氯气通过管道，经过蒸发器后，再到加氯机里。同时加氯机的控制又是非常自由的，既可以手动调节，也可以自动控制。系统主要分为前加氯和后加氯两个部分，进行前加氯这一步骤的目的是杀死水中的青苔、氧化部分有机物等，同时降低亚硝酸盐的生成；后加氯的目的是杀死细菌等，保证水质的质量，抑制水中残留物的繁殖。
4.2投氯系统运行方式
投氯系统主要有两种方式：PLC远程控制、现场手动。现场手动方式允许操作人员在现场控制柜操作旋钮来控制投加量。氯气瓶自动切换装置可以通过设定的既定程序实现自动控制的功能，同时，系统还设有漏氯自动吸收控制装置和漏氯检测仪，如果氯瓶中的漏氯超过一定数量，装置会自动启动，对氯气进行中和处理。
5结束语
自来水厂投药间控制是自来水质量控制至关重要的环节，通过加入矾和氯对自来水进行化学处理，实现自来水的原水利用和回收废水的再利用，投药控制也会直接影响到自来水的质量。通过现代先进的设备，可以努力促进以上实验系统的自动控制并使其成为可以为人民造福的重要自来水净化措施。
作者:黄震宇 单位:中山市大丰自来水有限公司
一、职校电气控制中自动控制系统的软件和硬件的教学特点分析
计算机控制的自动控制系统主要由工业生产对象和计算机控制系统两个大部分构成，通过计算机将被控端的相关数据和参数进行采样分析，通过输入通道将模拟量转化成数字数据，对被控对象进行数字化的控制，并通过计算机进行监控，通过计算机完成控制、运算、判断、比较等各项功能，计算机通过实时的数据采集进行实时决策和控制，适时的向执行机构发出控制指令。通过上述过程的不断重复执行，使整个系统按照静态和动态指令进行控制和执行。通过计算机控制的自动控制系统包括被控对象和计算机两大部分构成，其中硬件包括控制主计算机、外围设备和接口电路等构成，通过各传感器将信号采集，经过计算机将数据进行处理和分析，对被控对象进行反馈控制，软件系统包括通用软件和开发软件，开发软件具有各种数字语言处理程序、编辑程序、仿真程序等。自动控制的计算机系统根据控制对象的不同，所采用的控制系统也不同。应用最多的是操作指导控制，它的特点是可以将生产过程中的数据进行收集和加工处理，操作者根据这些参数进行必要的操作和控制，这个系统最大的优点是操作简单、稳定可靠，常用于数据检测和数字模型的处理和新程序的调试等。另一类分级控制系统的应用也是比较多的，它是由几台大中小型的计算机组成，分别执行各种功能，分为指挥计算机控制系统和控制级计算机系统，可以根据管理的范围和企业规模的大小分为公司级、工厂级和车间级等。在自动控制系统中，单片机的应用也是非常广泛的，单片机具有可靠性高、功能强、体积小的优势，具有扩展性强的功能，可以实现多级和分布式控制。
二、职校教学中单片机控制的开发及应用分析
在职校教学中，单片机应用的开发过程有别于一般的电子产品的开发，除了硬件设计的合理和接线准确外，还要进行软件的编辑，要考虑软件和硬件的兼容性。对于单片机控制系统的开发一般是要根据应用系统的功能确定总体的设计方案、进行硬件和软件开发、在设备上开展仿真测试和实验、进行设备的安装和调试、最后是产品化的生产和推广应用。硬件的开发要在系统总体设计的框架下完成，软件的开发具有实时性、可靠性和灵活性的特点，采用模块化开发的方法，进行主程序开发、子程序开发、中断服务程序的开发等，在各个模块内还可以细化顺序结构、循环结构、分支结构等。在安装调试时要确认软件和硬件的设计合理和准确，符合要求后再进行正式的安装和调试，根据控制的效果和要求对系统的稳定性进行测试和验证，满足设计方案的目标和要求。
三、结语
总而言之，电气自动控制技术的应用大大提高了现代工业生产的效率，降低了人工成本，但在实际应用时还是会出现一些自动化设备无法完全代替人工的情况，相信在自动化技术不断完善的今天，这些情况会得到改善和进步，人工智能的应用会越来越稳定和成熟。
作者：纵信单位：江苏省盐城机电高等职业技术学校
1城市污水处理自动控制系统系统分析
在城市污水处理厂的自动控制系统中通常采用集中监测方式，同时辅以分散控制方式，中控室可以实时监控整个污水处理厂的工作情况，具体的生产工艺控制采用就地单独控制的方式。
1.1自动控制系统的特点
污水处理自动控制系统比较复杂，涉及到的物理量也比较多，既有模拟量也有数字量；同时控制方式也多种多样，包括实时控制和顺序控制等，还有闭环控制和开环控制。同时，其最终控制对象是CODCr、BOD5、SS和pH值，这不同于一般控制系统。为了使污水处理过程中的上述参数合格，需要对处理设备的运行状态、进泥量和排泥量、各工艺段的处理时间、加药量、进水量及排水量等进行综合控制，这些都大大增加了自动控制系统的复杂性。目前，污水处理自动控制系统已经由简单的逻辑控制发展到更为发展的分散控制阶段，这使得自动控制系统有更好的开放性、适应性和经济性及扩展性等。
1.2自动控制系统的组成与结构
现代污水处理自动控制系统通常设置有总站和子站，总站是指厂级的计算机系统，子站指的是现场级的计算机系统，实行的二级监控集散模式。厂级的计算机系统主要是对污水处理厂的运行管理情况进行集中监测，对全厂所有工艺设备的控制和监测主要通过对PLC的管理来实现。自动控制系统的子站主要包括以下几个：鼓风机子站、污泥回流泵房子站、鼓风机子站、一级处理子站、回用水加压泵房子站、污泥脱水间子站、配电子站等。自动控制系统采用通讯技术、自动化技术、网络技术、计算机技术、图形显示技术、数据库技术构建成等综合技术以实现自动化远程监控。
硬件构成包括COD、pH值、溶解氧等传感器；采集控制单元包括PLC和数据采集模块；中央监控单元包括服务器等，另外还有一些辅助设备，如显示器和打印机等。软件构成包括自行研发的软件，还有主流的INTOUCH、FIX、WIZCON,KINGVIEW等。国内自动化系统基本上都在Windows或NT上开发运行，用于Windows和NT上的数据库引擎通常有SQLServer,MySQL,Interbase等。
1.3自动控制系统的功能
污水处理控制系统的功能包括:生产过程自动控制、实时在线监视、故障显示报警、联锁保护、自动生成报表等。这些功能能够提高污水厂的处理效率，提高企业的管理水平和劳动生产率，保证设备正常运行，减轻工人的劳动强度。
(1)在线监视功能在线监视功能是自动控制系统的重要功能之一，借助该功能动态的工艺流程图都可以在中控室的计算机屏幕上显示，同时现场设备的运行状态、一些重要工艺参数的变化情况及仪表监测数据等也可以很清楚地显示在子站界面上。可以很方便地利用鼠标和键盘根据设备的运行状态对系统进行干预。
(2)实时管理显示管线状态参数，全线工艺流程图，方便系统的维护。并且可以实时记录操作过程，将操作行为按时间顺序存入历史数据库，以便有据可查，责任到人。
(3)控制方式的选择污水处理厂第一级由控制中心集中监控，第二级由各子站PLC控制，对各操作设备进行手动或自动选择在控制系统中就可以完成。同时，应将手动操作方式作为自动控制方式的一个补充。
(4)报警处理有设备出现故障时，首先预先设定的操作命令会对故障进行初次处理，并且系统会显示报警画面，来提示操作人员对故障进行处理。报警窗口分为两部分：当前报警和历史报警。当前报警会显示目前存在的报警，已处理的报警消失后和它相关的报警信息都会从当前报警中消失；历史报警不仅显示目前存在的报警并且报警得到处理后其相关的报警信息仍可以显示和查询。
2结语
自动控制系统与传统的人工控制方式相比，大大提高了污水处理自动化水平和管理水平，同时也大大提高了污水处理的质量、减少了有害物质的排放，产生了很好的经济效益和社会效益。由于污水处理的自动化技术在起步比较晚，我国在这方面与西方发达国家仍然有很大的差距，集中体现在缺乏自主研发的控制系统、核心设备和精密仪表的生产质量较低、设备故障率较高、国产设备与国外设备的接口配套方面存在问题等。因此我们要加大这方面的研发投入，以进口缩小与世界先进水平的差距。
作者：吴海峰单位：重庆工程职业技术学院
摘要 当前,在世界创新技术革命挑战面前,在激烈的国际竞争中,世界各国都把创造性思维与方法的应用,开发创造力作为一项战略任务。因为,在知识经济时代,在科学技术突飞猛进的浪潮中,发明创造及各种创新,对于科学的繁荣、经济的腾飞、民族的昌盛和国家的富强起着至关重要的作用。因此,在技工教育中自动控制系统的创造性思维与方法的应用,自动控制设备的技术创新技改,理论与实习教学的创新改革也必须步入到创新浪潮中,这样才能促进技工教育的不断发展。
关键词 创造性思维;方法;自动控制系统;应用
思维是人脑的机能,是认识活动的高级形式,是创造力的核心。思维的定义是指“人脑对客观事物概括和间接的反映”。而创造性思维是指:重新组织已有的经验,提出新的方案或程序,并创造出新思维成果的思维方式。创造性思维是多种思维形式的综合体,包括抽象思维、形象思维、逻辑思维、非逻辑思维、发散思维和收敛思维等。
各种创新活动,实质上就是创造性思维与方法的应用。在创新过程中,往往根据不同的创新对象,则运用针对性很强的思维方法,去探索研究。同时,还根据创新对象的特点,运用不同的创新技法,这样创新的成功率、效率就会大大提高。俗话说:“磨刀不误砍柴工”。说明了工具方法的重要性。无数的创造、发明及创新的事实证明“工欲善其事,必先利其器”,即只有思路对头,方法得当,才会收到事半功倍的效果,否则,欲速则不达。在创造性思维与方法中,创新技法很多,其中“缺点列举法”是较为常用的方法。在自动控制系统专业理论课程的教学实践中,笔者曾经运用“缺点列举法”为广东风华高新科技股份集团有限公司成功创新设计制作一套“自动控制异丙醇回收装置”,并把这套自动控制装置作为教学案例,收到良好的教学效果。
所谓“缺点列举法”,简单地说,就是挑毛病,即是抓住事物的缺点,存在的问题,以确定解决问题及创新目标所选择的方法。“缺点列举法”的应用程序方法如下:
1)尽量列举出事物的缺点(运用发散思维);
2)将缺点归类整理(运用收敛思维。
把缺点列成功能性缺陷,原理性缺陷、结构性缺陷、造型性缺陷、材料性缺陷、制造工艺性缺陷、使用维修性缺陷等;
3)针对缺点,加以分析;
4)实施改造创新。
在改造创新的过程中,针对某个缺点,经过创新后,则产生出一种新的产物。这种新的产物可以转化为商品或进行申请专利。可以说,目前世界上所有物品都是经过找缺点创新再找缺点再创新……不断发展过来的。人类的历史,就是一部发明创造史。
笔者在运用“缺点列举法”进行技术创新制作异丙醇回收装置的做法如下,供大家参考。
广东风华高新科技集团有限公司在有引线独石电容器的生产过程中,需要用异丙醇溶液对独石电容器半成品进行清洗,清洗完后要对异丙醇溶液进行回收复用,以降低成本。
一直以来,该公司的异丙醇回收装置很简单。其回收过程是用电炉盘发热丝加热铁桶盛装的机油,由机油传热给装有异丙醇的玻璃容器,异丙醇经加热后达到沸点蒸发成蒸汽。此蒸汽导出后再经玻璃管冷却成液体异丙醇。这套装置设备简陋,技术落后,存在许多缺点。自己运用“缺点列举法”,把该套装置的缺点列出。其主要缺点如下:
1)回收率低;
2)回收纯度低,因为没有温度控制而造成水蒸汽与二丙醇蒸汽混合;
3)热散失大,因为加热电炉盘没有保温装置;
4)耗电大,因为电炉盘仅加热铁桶底部造成加热效率低;
5)操作不方便、不安全;
6)玻璃器皿容易破烂;
7)工人操作劳动强度大等。
根据以上所列缺点,进行归类整理、分析。确定解决技术问题及确定创新制作异丙醇回收装置的整合解决方案,主要的创新构思如下:
1)采用夹套结构,用不锈钢制成一台加热炉,夹套发热管直接加热由不锈钢容器盛装的机油。同时,夹套外层加保温材料,提高加热效率。
2)采用温度自动控制系统,自动控制异丙醇沸点温度。原回收装置没有温度控制,因此,使混杂在异丙醇溶液中的水也能加热成水蒸汽,这样回收纯度就很低。当加入温度自动控制系统后,使加热回收的异丙醇(异丙醇沸点温度为85℃)溶液温度控制在90℃~95℃度之间,这样,异丙醇溶液能够加热成气体回收,而水(水沸点温度为100℃)就不能,大大提高回收纯度。
3)为提高回收效率,在加热炉顶部加装一个集气室,集气室内壁加导流片,防止凝固在内壁上的冷凝液回流到蒸发炉内重新加热蒸发。
4)冷却器采用不锈钢螺旋管式与冷却水进行热交换,提高冷却效率。
5)回收液的添加采用气压导流法,减轻工人劳动强度。原回收液的添加是用人工用力抱起用玻璃瓶盛装的回收液倒进加热的玻璃瓶内进行加热回收。但回收液的添加采用气压导流法后,后果就大不一样,原回收液是用玻璃瓶盛装,改为不锈钢容器,而且加热回收的不锈钢容器比原加热回收的玻璃瓶大几倍,大大提高回收效率。而且在准备回收与正在进行加热回收的不锈钢容器之间用气压塑料管连接起来,并在准备回收的不锈钢容器上安装一个压缩空气阀门,需要添加回收液时,只要打开阀门,回收液就源源不断地流进到加热回收的不锈钢容器内,这样,节省了大量的人力,同时也大大提高回收效率。
6)控制加热器的电气开关采用固态开关,防止电弧引燃异丙醇(异丙醇属易燃品)引起爆炸,保证回收安全。
7)加热炉容器外加装液位计,监视异丙醇回收液位高度,防止干烧出事。
按照以上的设计构思,创新出一个整合技术解决方案,创新制作出一台新型的异丙醇回收装置,经成功试验后又继续制作了几套,使用后均达到了以上各项技术指标要求,满足了生产工艺要求,克服改进了原回收炉的缺点,增加了一些科学合理的新技术。从结构、性能、工艺、技术、质量、安全保证及操作方法等方面,进行了整合解决创新,大大提高了回收纯度,回收效率、节能降耗、安全可靠、减轻工人劳动强度及改善操作环境等。这个技改创新项目,每年为公司创造了数百万元的经济效益。得到企业领导的高度赞赏,并获得广东风华高新科技集团有限公司颁发的科技进步一等奖。
创造性思维与方法中的“缺点列举法”的运用是比较直观的,针对性强、思路清晰,主要是针对某个缺点运用发散思维去寻找创新的突破口,最终定能找到较好的创新解决方案。这种方法比较实用,容易获得成功。
在技工教育中,创造性思维与方法在自动控制系统的创新应用,自动控制设备的技术创新技改,理论与实习教学的创新改革等都可以广泛应用。近年来,自己主要负责我校的“电子技术应用”、“电气自动化设备安装与维修”及“维修电工”等专业的高级班、技师班课程如《电子技术》、《电工基础》、《现代电工新技术教程》及《自动控制系统》等专业理论课教学。为了提高教学质量和效率,自己把这套成功创新实用的《自动控制异丙醇回收装置》做成课件,作为专业理论课教学的典型案例,学生、教师非常欢迎,起到了良好的教学效果,为技工教育作出了自己的贡献。
摘要 本文以山东华阳化工污水处理厂为例,设计了污水处理厂自动监控系统。该系统以西门子公司的S7-300PLC作为数据采集及控制单元,配合各种检测和控制设备对污水处理中的各种数据进行采集,通过上位机实现集中控制。
关键词 污水处理 组态软件 计算机监控系统 模块化
0 引言
本文以山东华阳污水处理厂为例,介绍了污水处理自动监控系统的设计方法。
本系统以工业控制计算机、可编程逻辑控制器及现场仪表构成三级监控系统。可编程控制器选用西门子公司的S7-300系列PLC,根据工艺流程在电控间设立4个分布控制站。上位机采用WINCC作人机界面,通过CP5611以Profibus协议与各站进行数据通讯,完成数据采集、处理、监督及控制功能。
1 工艺流程
该污水处理厂采用德国生化污水处理工艺,日处理水规模为2万m3。工艺流程如图1所示。
2 方案设计
2.1 设计思想
根据实际现场勘测及工程需要,本着可靠、稳定、高效的原则,整个系统设置为3大部分,企业管理级采用100Mbit/s 标准工业以太网。数据采集部分采用ET200M分布式智能化I/O单元,用Profibus DP现场总线结构。过程控制器AS314,采用12Mbit/s MPI总线结构,负责整个系统的调节及控制。控制室设置两台操作员站(OS),其中一台操作员站兼作工程师站(ES),采用100Mbit/s 标准工业以太网。工程师站负责整个系统的编程及组态,操作员站负责日常的系统监控,两台操作员站在监控操作上互为补充。
2.2 各单元功能描述
3.2.1 中央控制室
中央控制室设有工程师站和操作员站,工程师站即能完成系统组态、调试及控制参数的在线修改和设置等,又能完成对整个污水处理厂的数据采集、监控,报表及打印等功能。操作员站主要完成对整个污水处理厂的数据采集、监控、报表及打印等功能。
3.2.2 分布式控制站
共设两个分布控制站,各站实现功能如下:
1)PLCl站
(1)对粗格栅的监控,对细格栅的监控;(2)对提升泵(含变频器)控制,进水井闸阀状态的读取;(3)对污泥泵的监控,污泥流量的监测,积算;(4)对脱水机的监控,压榨机的调节控制。
2)PLC2站
(1)曝气池内氧含量的读取;(2)鼓风机的起停控制,设置溶解氧定值用于鼓风机的自动调节;(3)鼓风机的温度、压力信号的读取及对鼓风机的过热保护;(4)回风阀及冷凝水电磁阀的状态读取;(5)对刮稀泥机的监控。
3.2.3 现场控制柜
各现场电控柜具有两部分功能:一是进行现场的手动操作,二是与各个远程RIO站连接,将各设备状态信号传送到PLC。现场手动操作具有比分布控制站和中央控制室更高的优先权,只有将状态开关打到自动状态,自动控制程序才起作用。所以在接入自动监控系统前,首先要完成对现场各控制柜的调试。
4 控制系统实现
4.1 系统硬件实现
4.1.1 中央监控室
中央监控室设两台中央监控计算机、彩色喷墨打印机等。两台监控计算机均为戴尔工控机酷睿双核 1G内存,320G硬盘,并带CP5611卡以实现与Profibus总线的通讯,分为工程师站和操作员站,配windowsxp Sever/Rrofessional操作系统,并配有STEP7 V5.3 SP3和WINCC6.0软件。通过上位机,操作人员可以远程控制现场各设备的运行。
4.1.2 分布式控制站
1)PLC1站负责对粗格栅、进水泵房、细格栅、压榨机及等设备的数据采集和现场控制柜的操作。对剩余污泥泵的启停控制及状态检测,并设有一台液位开关,当泥位到达下限时停泵并报警。对污泥流量的测量及流量值的累计、对排放水投药量的控制以及对脱水机房脱水机及其他电机的启停控制。主要配备CPU模块314-1AG13、307-1KA00电源模块各1块,4块32点DI模块SM321,2块16点DO模块SM322,2块8路AI模块SM33l和2块8路AO模块SM332。
2)PLC2站
PLC2站主要完成曝气池的含氧量的测量,根据测量到的含氧量对鼓风机的起停控制、曝气池温度、液位的测量以及对刮稀泥机的控制。主要配备CPU模块314-1AG13、307-1KA00电源模块各1块,2块32点DI模块SM321,2块16点DO模块SM322。
4.2 系统软件设计
整个系统软件分为上位机监控软件和PLC现场控制软件。
上位监控软件采用1024点的西门子WINCC组态软件对系统进行监控。主画面显示整个污水处理厂的工艺流程。通过主画面的各按键进入不同的分画面,分画面是按照各个远程RIO来设计的。监控系统还具备了实时故障报警和历史数据归档的功能。
PLC的编程使用STEP 7 V5.3 SP3编写,实现PLC对过程数据的初步处理。在STEP7中,有3种编程语言可用来编程,分别是梯型图(LAD)、语句表(STL)、功能块(FBD)。
首先建立新项目,插入PLC站,插入各模块的顺序完成硬件组态,然后开始编制PLC程序。
5 结论
本系统已于2009年8月投入实际运行,自投入运行以来,控制系统运行稳定可靠,设备工作状况良好,使用维护方便,各项指标均达到设计要求,解决了污水处理厂设备分散、复杂、难以控制的难题,使出水指标稳定达到国家二级排放标准,同时节约能源、降低能耗,受到了厂方的好评。
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