污水處理廠智慧控制技術現(xiàn)狀
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一、控制平臺的研究現(xiàn)狀
隨著污水處理廠出水質(zhì)量的提升和新技術的不斷發(fā)展，污水處理廠在控制平臺方面正在發(fā)生著改變。以往的生產(chǎn)管理技術、理念已經(jīng)難以滿足新時代的需求，而軟件工程和電子技術正在驅(qū)動污水處理廠的控制平臺向智慧化方向發(fā)展。智慧控制是污水處理過程的驅(qū)動力，在新的平臺中，計算機將模仿人類的思維模式進行數(shù)據(jù)信息分析和調(diào)度決策執(zhí)行，大部分的腦力勞動將被計算機替代。未來的控制平臺將是以智慧設備為主導、人工作操作為補充的模式。
二、ICA技術的研究
隨著污水處理量的增長，污水水質(zhì)的復雜程度增加，排放標準越來越嚴格，運行成本不斷增加，污水處理廠方面正面臨更多的問題和更大的挑戰(zhàn)。1974年，在美國Clemson市召開了主題為“需要進行污水處理廠自動化的研究”的討論會，會議提出了一種儀表、控制和自動化技術——ICA技術，并對未來傳感器的可靠高效性、信息收集處理設備的時效性等方面進行了展望。隨著對N、P等污染物排放標準的提高，進一步加速了ICA技術的發(fā)展。同時，新的控制方法也在單元控制和全廠自動控制中發(fā)揮了巨大優(yōu)勢，如模糊控制、專家系統(tǒng)等。目前，ICA技術已在美國、日韓、歐洲等發(fā)達國家和地區(qū)中進行了廣泛應用。隨著監(jiān)測技術的不斷提升，在污水處理廠中的自動監(jiān)控指標也在增多。我國污水處理行業(yè)在ICA技術方面的研究和應用相比于發(fā)達國家要晚一些也少一些，即使在我國經(jīng)濟較為發(fā)達的地區(qū)也與其存在較大差距，不僅實現(xiàn)過程監(jiān)測的環(huán)節(jié)較少，而且已經(jīng)監(jiān)測數(shù)據(jù)的利用也不足。在操控策略方面，依然主要停留在人工調(diào)節(jié)階段。有些地區(qū)還存在直接引進的外國先進設備操作不當、維護不到位的現(xiàn)象。
三、CPS技術的研究
進入21世紀，信息與通信技術取得了迅猛發(fā)展，尤其是互聯(lián)網(wǎng)技術對傳統(tǒng)的工業(yè)發(fā)展帶來重大影響。2006年美國科學家HelenGill提出了信息物理融合系統(tǒng)（CPS）概念，它是將網(wǎng)絡世界與智能物理世界融合起來的下一代智能系統(tǒng)。借助于網(wǎng)絡通信和網(wǎng)絡控制技術，可以實現(xiàn)全方位的信息感知和精密的數(shù)據(jù)計算，實現(xiàn)了在通信、計算、控制、協(xié)作等多方面的智能化。德國工業(yè)4.0將CPS應用于制造和物流方面，創(chuàng)新性地融合了物聯(lián)網(wǎng)和服務網(wǎng)打造出智慧工廠(SmartFactory)。德國在CPS的基礎上進一步創(chuàng)新，讓每個工廠企業(yè)都擁有一個“數(shù)字企業(yè)平臺”，并借助于開放的接口連接在一起形成一個完整的虛擬環(huán)境和基礎架構，稱為網(wǎng)絡物理融合生產(chǎn)系統(tǒng)。智慧工廠完全不同于傳統(tǒng)工廠的自動化系統(tǒng)，是人、機器、產(chǎn)品互聯(lián)互通的智能網(wǎng)絡，能夠?qū)崿F(xiàn)全方位的智能。
四、結語
污水處理廠的智慧控制正在成為國內(nèi)外的研究重點和發(fā)展方向，ICA、CPS等綜合技術的應用讓污水處理廠的管理邁上新臺階。
作者：賈澍 單位：遼寧省生態(tài)環(huán)境事務服務中心