哈爾濱污水處理設備實現(xiàn)自動化運行主要通過以下幾個方面來實現(xiàn)：
控制系統(tǒng)的構(gòu)建
PLC控制系統(tǒng)：可編程邏輯控制器（PLC）是污水處理自動化系統(tǒng)的核心。它可以采集各種傳感器的數(shù)據(jù)，如水質(zhì)傳感器測量的酸堿度（pH）、化學需氧量（COD）、氨氮含量等，以及液位傳感器監(jiān)測的水池液位、流量傳感器監(jiān)測的水流速度等信息。然后，根據(jù)預設的程序和邏輯對這些數(shù)據(jù)進行分析處理，進而發(fā)出控制指令來操作各類設備，如控制水泵的啟停、閥門的開度等，以確保污水處理過程按照設定的參數(shù)和流程進行。
分布式控制系統(tǒng)（DCS）：對于大型污水處理廠，DCS更為適用。它將控制系統(tǒng)分為多個分布式的子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)負責一個特定的區(qū)域或工藝環(huán)節(jié)，如進水預處理、生物處理、深度處理等。這些子系統(tǒng)通過網(wǎng)絡相互連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和協(xié)同工作，既提高了系統(tǒng)的可靠性和靈活性，又便于對整個污水處理過程進行集中監(jiān)控和管理。
傳感器技術(shù)的應用
水質(zhì)傳感器：在污水處理的各個環(huán)節(jié)安裝水質(zhì)傳感器，實時監(jiān)測水質(zhì)變化。例如，在曝氣池中安裝溶解氧傳感器，可根據(jù)水中溶解氧的含量自動調(diào)節(jié)曝氣設備的曝氣量，以保證微生物的良好生長環(huán)境，提高污水處理效果；在二沉池出口安裝濁度傳感器，能及時了解出水的清澈程度，當濁度超標時，自動啟動相應的處理設備進行進一步處理。
液位傳感器：用于監(jiān)測污水池、清水池等的液位高度。當污水池液位達到設定的上限時，自動啟動提升泵將污水輸送到下一處理環(huán)節(jié)；當液位低于下限值時，停止相關(guān)設備運行，防止泵空轉(zhuǎn)損壞設備，同時也避免了污水溢出或清水供應不足等問題。
流量傳感器：安裝在進水管和出水管等位置，精確測量污水的流量。根據(jù)流量數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以自動調(diào)整加藥設備的加藥量，使藥劑與污水的比例始終保持在合適的范圍內(nèi)，確保處理效果的同時避免藥劑浪費。
執(zhí)行機構(gòu)的自動化控制
水泵的自動控制：根據(jù)液位傳感器和流量傳感器的信號，自動控制水泵的啟動、停止和轉(zhuǎn)速。例如，在進水環(huán)節(jié)，通過變頻器調(diào)節(jié)進水水泵的轉(zhuǎn)速，使進水流量穩(wěn)定在設計值附近，避免因流量過大或過小影響后續(xù)處理工藝的穩(wěn)定性。在污水提升過程中，多臺水泵可以根據(jù)液位情況進行交替運行，實現(xiàn)節(jié)能和延長設備使用壽命的目的。
閥門的自動控制：電動或氣動閥門廣泛應用于污水處理設備中。通過控制系統(tǒng)可以遠程或自動控制閥門的開度，精確調(diào)節(jié)水流的方向和流量。例如，在不同處理單元之間的連接管道上安裝電動調(diào)節(jié)閥，根據(jù)工藝要求自動調(diào)整閥門開度，使污水在各處理單元之間合理分配，保證整個處理過程的高效運行。在加藥系統(tǒng)中，通過控制計量泵和相應閥門的開關(guān)，精確控制藥劑的投加量。
曝氣設備的自動控制：曝氣是污水處理過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過曝氣設備向污水中充入空氣，為微生物提供氧氣，促進有機物的分解和微生物的生長。控制系統(tǒng)根據(jù)溶解氧傳感器的反饋信號，自動調(diào)節(jié)曝氣風機的風量或曝氣器的開啟數(shù)量，使曝氣池中溶解氧含量保持在適宜的范圍內(nèi)，既滿足微生物的代謝需求，又避免過度曝氣造成能源浪費。
監(jiān)控與管理軟件的應用
人機界面（HMI）：通過HMI，操作人員可以在中央控制室的計算機屏幕上直觀地查看污水處理廠各個環(huán)節(jié)的運行狀態(tài)，包括設備的運行參數(shù)、水質(zhì)指標、液位高度等實時數(shù)據(jù)，還可以對設備進行遠程操作和參數(shù)調(diào)整。HMI界面通常采用圖形化設計，易于操作和理解，即使是非專業(yè)人員也能快速上手。
數(shù)據(jù)記錄與分析：監(jiān)控軟件能夠自動記錄污水處理過程中的各種數(shù)據(jù)，包括歷史運行數(shù)據(jù)、報警信息等，并進行存儲和管理。通過對這些數(shù)據(jù)的分析，技術(shù)人員可以了解污水處理設備的運行趨勢，及時發(fā)現(xiàn)潛在的問題和故障隱患，為設備的維護保養(yǎng)和工藝優(yōu)化提供依據(jù)。例如，通過分析水質(zhì)數(shù)據(jù)的變化趨勢，可以判斷處理工藝是否需要調(diào)整，如是否需要增加藥劑投加量或延長曝氣時間等。
遠程監(jiān)控與移動終端應用：借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，污水處理廠的自動化系統(tǒng)可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控。技術(shù)人員和管理人員可以通過手機、平板電腦等移動終端隨時隨地訪問污水處理廠的運行數(shù)據(jù)和設備狀態(tài)，即使不在現(xiàn)場也能及時掌握情況并做出決策。當設備出現(xiàn)故障或異常情況時，系統(tǒng)會自動發(fā)送報警信息到相關(guān)人員的移動終端，以便及時進行處理，提高故障響應速度，減少對污水處理過程的影響。
自動化系統(tǒng)的維護與優(yōu)化
定期維護與檢查：制定完善的維護計劃，定期對自動化設備和系統(tǒng)進行檢查、清潔、校準和保養(yǎng)，確保傳感器測量準確、執(zhí)行機構(gòu)動作靈敏、控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定。例如，定期對水質(zhì)傳感器進行校準，對電動閥門的密封件進行檢查和更換，對PLC的程序進行備份和更新等。
故障診斷與修復：建立故障診斷機制，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，能夠快速定位故障點并進行修復。自動化系統(tǒng)通常具有自診斷功能，能夠自動檢測到設備和系統(tǒng)的異常情況，并給出相應的報警信息。技術(shù)人員根據(jù)報警信息和系統(tǒng)的故障診斷提示，利用專業(yè)的檢測工具和設備對故障進行排查和修復，盡量縮短設備停機時間，保證污水處理過程的連續(xù)性。
系統(tǒng)優(yōu)化與升級：隨著污水處理技術(shù)的不斷發(fā)展和水質(zhì)要求的提高，需要對自動化系統(tǒng)進行持續(xù)的優(yōu)化和升級。例如，根據(jù)新的排放標準和工藝要求，對控制系統(tǒng)的參數(shù)進行調(diào)整和優(yōu)化；引入新的傳感器技術(shù)或控制算法，提高系統(tǒng)的控制精度和運行效率；對監(jiān)控軟件進行功能擴展和升級，增加新的數(shù)據(jù)分析和管理功能，以更好地滿足污水處理廠的運行管理需求。