氧化铝循环废水处理自动化控制系统设计研究

訾金峰

（神华准能资源综合开发有限公司，内蒙古 鄂尔多斯 010300）

氧化铝循环废水处理问题在众多环境问题中占据首要位置，对氧化铝循环废水的处理最有效的方法是控制污染源。其最有效的方法就是合理选择工艺流程、开发无公害工艺、无公害催化剂，使用无公害试剂的反应实现清洗工艺技术，减少氧化铝循环废水量。还可以选用有效的操作条件和生产设备，开发密闭循环生产氧化铝尽量避免和减少污染物排入环境，实现“零排放”的清洁生产。与此同时，必须加强企业的管理，对氧化铝循环废水采取有效处理、回收以及综合利用。由于氧化铝循环废水处理自动化程度的不断提高,氧化铝循环废水处理自动化控制是当今最重要的研究主体。氧化铝循环废水处理自动化控制指的就是在无人工操控的前提下，氧化铝循环废水能够按照正常的操作流程进行处理。因此，设计氧化铝循环废水处理自动化控制系统对于促进氧化铝生产企业健康、可持续发展具有重要意义[1]。

1 氧化铝循环废水处理自动化控制系统设计研究

在本文设计控制系统中，首先，基于智能控制策略的控制系统硬件设计在原有系统的硬件基础上，设计了废水自动化处理工控机，提高氧化铝循环废水处理自动化控制硬件性能[2]。在软件设计方面，首先设计加药反洗控制模块，通过控制端设定加药反冲洗氧化铝循环废水的频率，再根据神经网络设置控制字段，将控制结果更新至数据库，实现对氧化铝循环废水处理自动化控制。

1.1 硬件设计

智能控制策略在控制系统的应用中发挥着重要作用，智能控制策略可以改变传统氧化铝循环废水处理自动化控制要素。对氧化铝循环废水处理自动化控制的总体表现为有着实时控制氧化铝循环废水处理的能力，针对影响氧化铝循环废水处理的各个环节进行精准化自动控制。

1.1.1 设计废水自动化处理工控机

基于智能控制策略的控制系统硬件设计的主要内容为废水自动化处理工控机，型号为MDV-17014S280G-P280。废水自动化处理工控机是一款电源供电的氧化铝循环废水处理设备，能够提高氧化铝循环废水处理自动化控制硬件性能。在一般情况下，废水自动化处理工控机工作电压为3.5V～6.0V，所承受电流值小于60mA。废水处理工控机箱体是废水自动化处理工控机最重要的部分，其组成包括：原水调节池、厌氧池、缺氧池、好氧池、MDV池、药池以及清水池。废水自动化处理工控机的工作具体流程为，原水通过原水调节池进入厌氧池；进过厌氧池处理，再进入缺氧池；最后通过MDV池分别流进药池以及清水池，进而完成氧化铝循环废水处理自动化控制。

1.1.2 设置废水自动化处理工控机控制点位

废水自动化处理工控机整体采用低功耗设计，采用406不锈钢壳体和接头，通过安防爆认证，并且功能实用。在进行软件设计前，需要根据废水自动化处理工控机控制方式，为仪器仪表的工频变频启停进行控制点位及数据寄存器分配。在基于智能控制策略的氧化铝循环废水处理自动化控制系统PLC输入点位P、输出点位A以及数据寄存器D,具体点位及数据寄存器分配信息，如表1所示。

表1 控制点位及数据寄存器分配信息

结合表1信息，废水自动化处理工控机可根据MDV池预设报警点，一旦触发报警压力会及时上发报警网络流量。因此，废水自动化处理工控机特别适合氧化铝循环废水处理这种需要无人值守、自动化控制的领域。至此，完成系统硬件部分设计。

1.2 软件设计

1.2.1 设计加药反洗控制模块

首先通过控制端设定加药反冲洗氧化铝循环废水的频率，再根据神经网络设计加药反洗控制模块，实现对氧化铝循环废水处理自动化控制。加药反冲洗氧化铝循环废水的频率和运行时长与氧化铝循环废水处理自动控制阀值有关。在氧化铝循环废水处理自动控制过程中，利用控制端对氧化铝循环废水处理进行预处理，无需配置即可完成氧化铝循环废水处理自动控制。

1.2.2 设置控制字段

在此基础上，设置氧化铝循环废水处理自动控制字段，输入网址后软件即可自动识别出页面上的控制情况并生成氧化铝循环废水处理自动控制结果。

将控制字段设置为出水水质，利用神经网络算法可以计算出水水质。设出水水质为v，利用神经网络算法将加药反冲洗的频率设为y；运行时长设为y1，可得v的计算公式，如公式（1）所示。

在求得控制系统的出水水质基础上，添加氧化铝循环废水处理自动控制任务，可以开始利用数据库启动氧化铝循环废水处理自动控制任务。在启动之前需要对数据库进行一些设置，从而提高控制的稳定性以及成功率。

2 对比实验

2.1 实验准备

为构建对比实验，实验对象选取2L的氧化铝循环废水，分别代入两种控制系统进行测试。两种控制系统主要依靠WinSerd图形和脚本完成对氧化铝循环废水处理自动化控制事件的触发。本次实验内容为测试两种控制系统对于氧化铝循环废水处理自动化控制的控制阀值，设定实验总次数为10次。设置传统的控制系统为对照组，进行对比实验。

2.2 实验结果分析与结论

根据上述设计的对比实验，采集10组实验数据，将两种控制系统对于氧化铝循环废水处理自动化的控制阀值进行对比，整理实验数据，如下表2所示。

表2 控制阀值对比

通过表2可得出如下的结论：本文设计的控制系统控制阀值最高为3.89，实验对照组为2.79，设计的控制系统控制阀值控制阈值都在3.0以上浮动，具有一定的可靠性；而传统控制系统的控制阈值仅仅在2.0到3.0之间浮动，虽然也有小幅度的上升阶段，但是相比于设计的控制系统还处于劣势，证明了所提出的控制系统具有良好的实用性和可靠性。可以实现对氧化铝循环废水处理自动化控制。通过对比实验结果证明，所设计的控制系统其各项功能均可以满足设计总体要求，可以广泛应用于氧化铝循环废水处理自动化控制方面。

3 结语

考虑到氧化铝循环废水处理自动化控制一直是我国重点研究的问题，因此对于氧化铝循环废水处理自动化控制系统的设计，必须坚持以智能控制策略为核心的前提条件，对氧化铝循环废水处理进行自动化控制。氧化铝循环废水处理自动化控制系统是针对氧化铝循环废水进行处理的最实用和最可靠的方法。

氧化铝循环废水处理的自动化控制无论是对于国家还是个人都很重要，通过神经网络整合控制数据的方式实现节本增效，提高氧化铝循环废水处理自动化控制阀值。本文以智能控制策略为核心技术，为氧化铝循环废水处理自动化控制提供学术意义。