對于污水廠來說，引入合理的自控系統能夠提升工藝管理的精度，降低運行員工的勞動強度上都有很廣泛的應用，但是很多自控系統的設計和應用層面存在一些脫節，設計人員對污水廠的實際應用的認知不足，不知道如何把自動控制的優勢應用到實際工藝管理中，導致自控系統的實際應用的效果并不是很好。在這一篇中，將從污水廠的實際工藝應用來探討污水廠的自控系統的布局和設計思路。

自動控制系統相對于人工管理來說，具有非常多的優勢，在污水廠中，如何提升自控系統的應用范圍，這需要污水廠的工藝工程師和自控工程師之間的深度交流，圍繞具體每一個污水廠提出不同的控制要求，來實現自控運行。為了讓更多的污水運行者了解自控系統，這一期開始和大家簡單探討下污水廠的自控的點位和思路，也希望更多的自控工程師，工藝工程師參與討論。

我們以預處理段的自動控制系統來和大家簡單說明下自控系統和工藝運行的結合，預處理段的工藝運行主要是以污水提升到一定的高度，同時去除污水中的固體懸浮物為主要運行目標的，在這樣的運行目標下，自動控制系統應該如何更好的提升運行管理呢？下面分別就這兩點和大家共同探討一下：

（一）污水提升。我們先來分析下污水提升過程的一些特點。城鎮污水的水量受到居民生活習慣的影響較大，水量呈現周期的波動性變化，這種變化反映到污水廠內就是在污水提升泵坑內的液位在不斷的周期性的變化中，這就是污水提升泵的運行特點；其次污水提升是把城市污水從深埋在地下的管網提升到一定高度，從而使污水在廠內流程是一個重力流的過程，由于對污水增加了勢能，在污水廠的運行中，這個過程是一個高能耗的過程。

在確定這兩點以后，自控系統的設計就要圍繞這兩點進行，首先是要考慮污水提升泵的運行特點，水量不會恒定，但是需要確定一個恒定的量來實現水泵的自動運行，那就是恒定的液位，一般來說，污水廠承擔城市排水管網內的污水提升排放的重要功能，污水廠需要保持恒定的低液位才能使城市管網內的污水不至于淤積溢出路面，因此在污水提升泵的控制設計思路上，首先確定的就是恒液位運行的自動控制系統，也就是自控工程師所說的定值控制，也就是通過計算機內設定的界限數值來控制水泵的啟停運行等，使污水提升泵內的液位總保持在一定的數值上，整體思路相對來說是一個較為簡單的控制。但是結合到運行實際，我們需要考慮的設計問題就更多一些，分別是：

（1）液位的檢測，在污水提升泵坑內設置檢測液位的儀表，并把檢測數值傳輸到控制單元中，從而進行下一步的控制，因此檢測儀表的選擇非常重要。這里還要考慮污水提升泵坑一般在粗格柵后，部分細小的浮渣沒有經過細格柵攔截，系統內的工藝排泥溢流等會回到污水提升泵內，這些都會導致普通的超聲波液位計的檢測結果失真，從而對恒液位的檢測失去基準數據。選擇合理的位置，選擇合理的檢測儀表，定期的巡檢是實現污水提升控制的前提。圖片

（2）水泵的組合運行。一般來說污水廠會設置多臺水泵，一方面考慮水泵的熱備，一方面可以進行流量的組合搭配，實現更多的控制，如果設置了變頻的控制，對流量的控制就更精準了。一般將水泵的額定流量、實測流量等參數輸入到自控系統中后，設置合理的算法，可以根據泵坑內的液位來進行不同的組合，根據變頻和工頻的設置，可以組合出多種控制方式，最終實現泵坑內的液位恒位控制。由于水泵的電機功率較高，頻繁的啟動會造成水泵的損壞，因此一般會在恒定液位前后進行延展一定的液位，也就是設置報警液位、啟動液位、停泵液位等，把水泵的控制區間放大，同時還要增加水泵的啟動、停止的延時，從而減少水泵頻繁啟動的幾率，減少水泵損壞。

（3）能耗的控制。污水提升泵是污水廠內主要耗能設備之一，每一臺水泵在無論長時間運行、頻繁啟動都會消耗大量的電能，為了實現能耗的有效控制，依靠運行人員不停的開關水泵是實現不了的，這些精細的調控就需要自控系統來實現。水泵在出廠前會針對污水廠要求的提升水量，提升高度來設計葉輪和高效的運行曲線，在高效運行曲線中運行的水泵是能耗最為節省的。在自控系統的設計中，通過對泵房液位和出水管固定液位之間的差值可以計算出提升高度，根據水泵后的流量計可以得出水泵的提升量，然后將這兩個數值和水泵的高效段進行比對，通過增加或減少水泵的運行臺數來實現水泵的高效段的運行，從而有效的降低能耗。

（4）提升水泵的防護。很多水泵在出廠前都會內置一些探頭等，比如水泵內腔進水，油室進水、軸溫過高等，這些探頭會傳輸出電信號，反映到水泵控制柜中的控制PLC中，自動控制系統也要講這些保護信號進行收集并在控制界面上實時顯示并產生報警，提醒運行人員注意，并及時采取措施。同時潛污泵有最低運行液位，以保證潛水泵的電機全部在水下運行，因此低于保護液位也是要作為水泵報警因素。在泵房的控制液位的運行過程中，水泵的運行流量嚴重偏離HQ（揚程流量）曲線的流量值時，也要進行報警，可能會因為水泵葉輪脫落，電機缺相等機械故障，需要運行人員及時采取措施進行管理。

對于污水提升泵來說，建設一個較為完整自動控制系統，需要了解和解決的工藝問題主要是上述這些問題，當然除了這些問題還有別的一些相關的內容，比如自控系統還可以結合設備的運維保養，通過運行時間的統計，在設定的檢修時間內，通過強提醒等方式將設備保養實施起來等。

當把這些問題都考慮全面以后，對于自控工程師就要分析這些用戶的需求，結合污水廠的實際工況，設計合理的算法程序來滿足污水廠用戶要求，只有通過對工藝內容詳盡的分析，才能實現污水廠的自控系統和污水的實際運行合理的結合，最終實現污水廠的優化控制。