如何提升污水廠的自動控制系統(tǒng)作用（上）

水處理網(wǎng)訊:污水廠的自控系統(tǒng)在各個廠內(nèi)起到的作用可以說是參差不齊，自動控制系統(tǒng)在很多行業(yè)中對生產(chǎn)起到非常重要的控制作用，對解放員工的工作量，替代人做一些重復(fù)性的細節(jié)工作都有很重要的作用。但是在污水廠內(nèi)，受到污水廠自身的一些工況因素，很多污水廠的自控系統(tǒng)沒有工藝控制作用，有相當(dāng)大的一部分污水廠自控系統(tǒng)處于僅僅記錄一些儀表數(shù)據(jù)的情況，還有的甚至只是有個畫面，數(shù)據(jù)記錄也不完善。這樣的自控系統(tǒng)對污水廠的精細化管理很難起到相應(yīng)的作用，如何在計算機技術(shù)長足發(fā)展的今天提升污水廠的自動控制系統(tǒng)的作用，從而改善和優(yōu)化污水廠的工藝的過程控制？

首先來分析污水廠的自控系統(tǒng)為什么存在這些不足。

污水廠自控系統(tǒng)的移植于工業(yè)自動化，在工業(yè)化生產(chǎn)中，大部分生產(chǎn)流程來自于人類工作的模擬和強化，這些模擬的流程是可以通過不同的指標(biāo)來進行約束和控制的，這就是工業(yè)化生產(chǎn)中自控系統(tǒng)的長項，它利用這些設(shè)置好的邊界控制因素，對生產(chǎn)流程進行規(guī)范化的運行，替代了人類在進行大量重復(fù)性的工作可能因為疲勞而產(chǎn)生的誤差，很大程度上消除了產(chǎn)品的不合格率。生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的各類因素精準可控，大量的重復(fù)性工況，使工業(yè)自動化在工業(yè)生產(chǎn)中越來越發(fā)揮其重要作用。

對于污水廠來說，核心的處理環(huán)節(jié)是生物處理環(huán)節(jié)，利用微生物進行的工藝運行，不再是冷冰冰的機器指令能夠很好的控制的，對于微生物這種具有生命活性的處理工藝中很多參與控制的因素，如果僅僅依靠因素本身的數(shù)據(jù)變化來判斷對生物體的影響就會發(fā)現(xiàn)和預(yù)期不一樣，因為微生物本身的生存活動能力是沒有辦法用數(shù)據(jù)來界定的。核心處理工藝的不確定性，造成了自控程序設(shè)計困難，很多自控系統(tǒng)都有意的回避對污水處理核心工藝區(qū)生化段這方面的控制，對于污水廠用戶來說，核心區(qū)的自控實現(xiàn)是減少自身工作量的主要內(nèi)容，如果沒有核心處理流程的自動控制，這樣的系統(tǒng)也就沒有多少關(guān)注度了。

除去核心工藝區(qū)的計算模型建立的困難性以外，還有就是自動化人員和污水廠的工藝技術(shù)人員交流不夠。污水廠內(nèi)其實有很多是可以實現(xiàn)自動控制的，但是這些自動控制有著鮮明的污水廠運行特色，需要污水廠運維技術(shù)人員提出合理的控制模式，自控程序編寫人員將這些控制模式轉(zhuǎn)化成算法，最終通過自控系統(tǒng)來實現(xiàn)。在實際中，很多污水廠工藝技術(shù)人員忽略自控系統(tǒng)的編制中工藝技術(shù)人員的技術(shù)引導(dǎo)，只是一味的認為自控人員就應(yīng)該把自己所想要的自動控制環(huán)節(jié)都羅列出來。但是自控人員其實并不是很懂工藝運行，只能憑借自己在其他項目上的一些案例或者理解，編制進去。這種嫁接的自控系統(tǒng)往往在本廠的實際運行中作用和意義都不大，有些甚至完全不匹配，這樣的自控系統(tǒng)也使運行人員對自控系統(tǒng)失望，最終忽略了自控系統(tǒng)的實際應(yīng)用。

還有一點需要注意的就是自控儀表的選配。污水廠的自控系統(tǒng)會采用大量的在線儀表進行數(shù)據(jù)的采集，采集周期可以達到1~10分鐘。這些數(shù)據(jù)和手工化驗數(shù)據(jù)相比，具有很強的時效性，連續(xù)性，對污水廠的工藝運行過程控制可以起到非常重要的作用。但在實際中，從初期檢測儀表設(shè)備的選配上，儀表安裝位置、安裝臺數(shù)都需要設(shè)計人員、運行工藝人員共同探討合理方案，在沒有充足的運行管理經(jīng)驗的時候，這些儀表選配上就存在了初期的不足。而儀表設(shè)備的選擇也是非常重要的，現(xiàn)在市面上銷售的儀表，進口國產(chǎn)的儀表，魚龍混雜，在選購的同時，還有多方利益的權(quán)衡和照顧，這樣最終安裝到污水廠內(nèi)的儀表早已走樣。曾經(jīng)在某污水廠的曝氣池上看到某廠家的溶解氧儀在缺氧區(qū)檢測數(shù)值顯示10mg/L以上，這種儀表對生產(chǎn)究竟能起到那種作用，確實值得我們深思。

即使選擇了良好的儀表，在污水廠內(nèi)后期對儀表的運維也是非常重要的。污水廠的檢測儀表大部分是具有分析功能的，需要直接和污水進行接觸，污水水質(zhì)本身的復(fù)雜性，以及處理流程中大量聚集的微生物，都極易污染儀表的浸沒探頭，造成探頭檢測數(shù)據(jù)的失真，最終影響工藝人員的判斷。污水廠對自控儀表探頭的維護一方面缺乏足夠的儀表專業(yè)人員，一方面沒有規(guī)范的運維體系，使儀表探頭不敢和不會維護，導(dǎo)致儀表探頭從安裝到報廢基本無人問津，等無法使用需要更換時，發(fā)現(xiàn)更換費用極高，又考慮到儀表產(chǎn)生的日常數(shù)據(jù)關(guān)注度不夠，對生產(chǎn)的作用不大，就不再愿意繼續(xù)投入，最終使儀表體系成為擺設(shè)，失去儀表數(shù)據(jù)的自控系統(tǒng)更失去了基本的數(shù)據(jù)收集能力，沒有數(shù)據(jù)的支持，控制更是空中樓閣。這樣的管理使污水廠的自控系統(tǒng)最終淪為參觀的花架子。

列舉了這么多的污水廠自控系統(tǒng)的不足，并不是要說明污水廠不需要采用自控系統(tǒng)，而是說污水廠的自控系統(tǒng)還存在很大的改進和提升空間，特別是污水廠對水質(zhì)的嚴格要求，使污水廠需要更精準的進行過程控制，精準的過程控制需要更密集的數(shù)據(jù)采集，實時細微的工藝參數(shù)的調(diào)整，不間斷的過程監(jiān)控，這些依靠人的能力是極易出錯，也容易被忽略的。同時計算技術(shù)的長足發(fā)展，AI的自我學(xué)習(xí)功能，解決了之前核心工藝區(qū)的微生物環(huán)境因子的數(shù)據(jù)描述界限的人為給定的不足，通過大數(shù)據(jù)的不斷學(xué)習(xí)，AI是可以模擬出微生物的最佳生存曲線的，利用AI的自我學(xué)習(xí)和模擬，最終大幅度的提升污水廠的工藝管理水平和力度也將會是未來污水廠自控系統(tǒng)的發(fā)展和提升方面。

隨后的自控系統(tǒng)文章將從實際運行的污水廠需求和大家深入討論，歡迎大家持續(xù)關(guān)注并參與討論。