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南京中电自动化有限公司 江苏南京 211102
摘要：随着社会主义现代化建设的发展，经济的不断提升，现代化工业、各种生产企业迅速崛起，因此而产生的污水对环境的污染越来越严重，污水处理也越来越受到社会的关注，提高污水处理的效率与质量、加强对处理水回收与利用、加强对环境保护等等，这是当今污水处理的要求，也是可持续发展战略的必然需求，与此同时也给污水处理行业带来了非常大的挑战。污水处理控制系统是污水处理的最主要手段，通过污水处理控制系统既可以节省大量人力、物力，又可以有效提高污水处理的质量与效率。由此可见，污水处理控制系统的在污水处理的重要性。本文从现阶段污水处理控制系统出发，对污水处理系统在实际应用中存在的问题及思考进行探讨分析。
关键词：污水处理；控制系统
前言：跟发达国家相比，我国污水处理控制系统发展比较晚，在20世纪90年代之后才逐步引入先进的自动化控制系统，而国产控制系统在污水处理方面的应用相对较少。到目前为止，我国的污水处理控制化系统已经取得不错的成绩，和过去相比已经有了明显的提升。但是在污水处理系统实际应用中还是存在着一定的问题。我国是一个污染相对较严重，并且资源相对短缺，因此我国污水处理系统应该向更为先进、处理效果更佳、运行费更低、可以满足排放要求、国产化程度高的方向发展。
一、现阶段污水处理控制系统
污水处理控制系统主要应用于污水处理厂，我国污水处理厂的污水处理控制系统并不单一，最常见主要有Scada控制系统、现场总线控制控制系统（fcs）、集散控制系统（dcs）以及可编程序控制系统（plc）。其中，可编程序控制系统的应用最为广泛。
（一）Scada控制系统
Scada（Supervisory Control And Data Acquisition）系统即数据采集和监视系统，图1是污水处理系统的Scada系统。
图1 Scada系统实例—污水处理厂监控系统
Scada控制系统主要是由一个主控站以及多个远程终控站组成，彼此之间联系通过物理链路层，它综合利用了计算机技术、控制技术、通信和网络技术完成对测控点分散的各种过程或设备的实时数据的采集，本地或远程自动控制，及生产过程的全面监控。数据采集是Scada系统的最主要特点，其数据采集是由工控机IPC以及采集终端RTU组成，主要用于测控点十分分散、分布范围广泛的生产过程或设备的监控。。
（二）现场总线控制系统
图2 总线系统网络结构
现场总线控制系统，又叫做FCS控制系统，它是用现场总线这一开放的具有互操作性的网络，将现场各个控制器和仪表及仪表设备互联，构成现场总线控制系统，图2是总线控制系统的网络结构，FCS是由DCS和PLC发展而来，同时控制功能下放到现场，降低了安装成本和维护费用它的主要特点是开放式总线协议、互可操作性与可用性、高度分散性能，现场设备互联、现场通信网络、采用通信供电等。
（三）集散控制系统
集散控制系统（DCS）是以微处理为基础，采用控制功能分散，显示操作集中，兼顾分而自治综合协调的新一代仪表控制系统，主要有现场控制站、数据通讯系统、人机接口单元、机柜和电源组成。图3是集散控制系统的示意图。
图3 集散控制系统示意图
DCS控制系统采用的是系列化、模块化以及标准化设计，其主要特点是：组态方便、配置灵活、控制较分散、协调性、自主性、可扩展性和可靠性，其是由生产管理级、控制管理级以及过程控制级组成的一个以通讯网络作为纽带的集中显示操作管理。
（四）可编程控制系统
图4 污水处理厂PLC控制系统框图
图5 污水处理工艺流程图
可编程控制系统又叫做PLC控制系统，其是我国污水处理当中应用最为广泛，污水处理效果最好、质量最佳的控制系统。下面对其进行详尽介绍。PLC控制系统属于一种新型工业控制装置，操作模式是通过一种数字运算。其储存器采用可编程序的形式，执行顺势控制、逻辑运算、定时、算术操作等等方面的质量。其对设备的控制主要是通过模拟量或者数字量的输出输入，PLC控制系统的特点是编程方便、可靠性高、控制能力强，抗干扰能力强。与外界链接非常方便，具备各样接口、灵活性大、扩展性强可进行在线改程序。图4是泗阳污水处理厂的PLC控制系统组成框图，图5是污水处理的工艺流程图
该项目采用的下位是西门子S7-300系列的PLC，上位是西门子的WINCC软件。其监控计算机与PLC之间采用工业业态网进行通讯，对整个污水处理进行操作、监视等。下位的PLC主要负责对PH值、溶氧值、流量等信号进行采集和相关设备的控制，从而进行有效的污水处理。
二、污水处理系统在实际应用中存在的问题及思考
（一）需要建立新的算法模型
在我国的污水处理起步之初，污水处理控制系统主要采用的国外技术与产品，后来才开始逐步采用国内的硬件系统，但是控制技术到目前位置还没有完全的被系统吸收。污水处理控制系统专业力量不强，有很多系统的设计都是有其他领域的设计师进行的，因此造成运行效果不理想。对于此种问题应该加强对标准化软件仪器的研究，开展人工智能算法模型研究，多多培养污水处理控制系统领域的人才等等。
（二）减少误差
测量仪器的精准度是按照一定的因子而变化的，仪器随着环境变化、使用时间、不当的使用方法等等都会对测量结果造成影响。例如PH仪、ORP仪、泵阀机等等。若想减少误差，那么就要定期的对测量仪器进行检测，看其检测值是否符合标准。另外，进行内部自校准，内部校准是主要是利用校准测量电路软件，与仪器内部标准值进行对比，从而得出检测结果，可以及时的对测量设备进行校准。
三、总结 经济在不断进步，工业生产与发展越来越繁盛，城市化进程速度越来越快，但随之而来就是环境污染，污水处理是环境保护当中必不可少的一部分，也是可持续发展的必然要求。污水处理控制系统是进行污水处理的重要手段和工具，对水资源的回收再利用，节省污水处理人力、物力以及环境保护都有非常重要的意义。本文从现阶段污水处理控制系统出发，再对污水处理系统在实际应用中存在的问题及思考进行探讨分析。希望对污水处理控制系统发展起到借鉴作用。
参考文献：
[1]韩雯.污水处理控制系统设计与软测量建模研究[D].西安建筑科技大学，2012.
[2]程琦炜.水处理控制系统的设计与实现[D].华东理工大学，2013.
[3]薛美盛，雷超杰，吴军.制革污水处理控制系统设计[J].环境工程，2012，04：31-35.
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G=1.00×0.36×10.3×1900（kg/m3）=7045.20（kg）
3）每个推杆水平推力计算
根据滚动平移牵引力计算公式有：
水平推力F=k×f×G
F——水平推力；
k——综合调整系数，取2.0；
f——摩擦系数，取；
F=2.0××7045.20
=469.68（kg）
每个推杆水平推力Fn=
3）墙体修复
（1）墙体裂缝修复
采用灌注环氧树脂浆液修复裂缝，使小型裂缝自行封闭。因墙体纠偏需要设置的分离缝或其他较寬缝隙，可采用加塞薄钢板，再灌注环氧树脂浆液，待浆体材料固化达到强度后，才能拆除支撑结构。以提高砖砌体的整体性及砖砌体的强度。
（2）青砖风化表面修复
表面风化程度轻微的青砖，采取清除表面分化部分，再刷保护漆，风化程度严重或破损严重的青砖可采取剃补更换措施。
2.4木构件修复及其他
木柱、木梁构件的修复，本工程木柱较少，保存较好，主要存在较小裂缝。处理方法主要是用环氧树脂腻子封堵严实，清理表面，重新刷油漆。
屋面、楼面修复：原建筑楼面、屋面以木檩条（木梁）、板条上铺石灰砂浆、上铺红色寸方大阶砖作为楼层分隔结构。这种楼面、屋面不防水，且刚度严重不足，使用年限非常有限，需定期更换维修，原有屋面、楼面大面积坍塌，无修复价值。故按照该施工工艺，使用同类材料重新制作，完善屋面排水系统，并提请管理单位定期管理维修。
木门、木窗、灰板条隔断修复：根据现存门窗、格挡形制，采用同类木才制作，并作防腐处理。
地面修复：原地面以黄砂衬底、上铺红色寸方大阶砖，不勾缝。按照原工艺、材料重新铺砌地面。
结束语
限于历史原因，该建筑当时的设计建造水平，基础未经有效处理，砌体强度较低，结构布置随意，楼面、屋面板刚度严重不足且不防水，使用时限严重受限，需定期管理维修。经过本次对地基、墙体进行加固处理，可作纪念观赏性建筑使用。
参考文献：
[1]卫龙武 某6层砖混房屋顶升纠偏。北京：建筑结构，2002，32
[2] 注浆地基施工工艺及质量验收标准
[3]北京市建设委员会，中国古建筑修建施工工艺[M].北京：中国建筑工业出版社，2007
[4] 沈吉云；王志浩；；历史建筑加固与修缮中对历史文化价值的保护[J]；建筑结构；2007年S1期
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剥离，结果南帮地面观测点开始迅速下沉和移动，滑坡开始，业已形成连续错落的倒台阶，景象可观。
地面降水也是影响三号矿坑滑坡之重要因素，今年降雨量大，排土场流下的水，南帮地表水，缓慢的沉入地下，值得提出的是，三号矿9月份之前没有建设排水沟，导致积水缓慢沉入地下，并且含水层的水也流入矿坑，业已构成了滑坡的润滑剂。
从地质水文条件来分析，地下水层，露天剥离开采形成了降落漏斗，工作帮外围有疏干井，而非工作帮（南帮）没有疏干排水设施，含水层的水流入矿坑过程中，由于滑床的土质问题，很快的产生大量的水下渗之现象。
从地质条件来看，白音华三号露天矿岩层：为细沙粘土层，泥岩层，地质软岩比例大，利于滑坡，煤层，岩层的向北倾斜也造成同时也造成了滑坡的重要条件。
4滑坡预报方法研究
4.1滑坡过程
滑坡从早期征兆出现到滑坡完成，经历着三个时期，即初始期、恒速度滑动期和加速滑动期。
4.2预报内容
滑坡预报包括三部分内容（三要素）：滑坡位置（范围）、滑坡形态（类型）和滑坡发生时间。从边坡管理角度，滑坡预报又分为：
长期预报（几个月至几年），侧重宏观掌握边坡稳定状态；
短期预报（几天至一、二个月），认真做好监测及其它工作并采取相应的安全措施；临时预报（几个小时到1～2天），采取安全措施；上述三种预报，以短期预报和临时预报最为重要。
4.3预报方法
由以上分析可以看出，影响滑坡的因素是复杂的、综合性的，因此滑坡预报也只能采取（至少目前是这样）综合的概率统计的定性预报法，我们可以利用回归分析原理，通过对时间位移曲线的观察，对加速变形阶段的监测点数据采用幂级数回归的二次曲线方程去拟合观测点图。回归分析建立的前提条件是：监测点位移一定是进入加速阶段中后期，采用如下的幂级数回归二次曲线去拟合
Y= a0+a1x+ a2 x2
式中：a0、a1、a2为待定系数。采用最小二乘法原理及求极值的法则，解出待定系数。
结束语
影响滑坡的因素是复杂的、综合性的，利用回归模型进行滑坡预报，采取综合的概率统计的定性预报法时，要综合考虑边坡岩体内有断层，且存在弱层面；连降大雨过程中或大雨过后；露天开采边坡周边原始地面下沉量较大区域。
摘要：随着社会主义现代化建设的发展，经济的不断提升，现代化工业、各种生产企业迅速崛起，因此而产生的污水对环境的污染越来越严重，污水处理也越来越受到社会的关注，提高污水处理的效率与质量、加强对处理水回收与利用、加强对环境保护等等，这是当今污水处理的要求，也是可持续发展战略的必然需求，与此同时也给污水处理行业带来了非常大的挑战。污水处理控制系统是污水处理的最主要手段，通过污水处理控制系统既可以节省大量人力、物力，又可以有效提高污水处理的质量与效率。由此可见，污水处理控制系统的在污水处理的重要性。本文从现阶段污水处理控制系统出发，对污水处理系统在实际应用中存在的问题及思考进行探讨分析。
关键词：污水处理；控制系统
前言：跟发达国家相比，我国污水处理控制系统发展比较晚，在20世纪90年代之后才逐步引入先进的自动化控制系统，而国产控制系统在污水处理方面的应用相对较少。到目前为止，我国的污水处理控制化系统已经取得不错的成绩，和过去相比已经有了明显的提升。但是在污水处理系统实际应用中还是存在着一定的问题。我国是一个污染相对较严重，并且资源相对短缺，因此我国污水处理系统应该向更为先进、处理效果更佳、运行费更低、可以满足排放要求、国产化程度高的方向发展。
一、现阶段污水处理控制系统
污水处理控制系统主要应用于污水处理厂，我国污水处理厂的污水处理控制系统并不单一，最常见主要有Scada控制系统、现场总线控制控制系统（fcs）、集散控制系统（dcs）以及可编程序控制系统（plc）。其中，可编程序控制系统的应用最为广泛。
（一）Scada控制系统
Scada（Supervisory Control And Data Acquisition）系统即数据采集和监视系统，图1是污水处理系统的Scada系统。
图1 Scada系统实例—污水处理厂监控系统
Scada控制系统主要是由一个主控站以及多个远程终控站组成，彼此之间联系通过物理链路层，它综合利用了计算机技术、控制技术、通信和网络技术完成对测控点分散的各种过程或设备的实时数据的采集，本地或远程自动控制，及生产过程的全面监控。数据采集是Scada系统的最主要特点，其数据采集是由工控机IPC以及采集终端RTU组成，主要用于测控点十分分散、分布范围广泛的生产过程或设备的监控。。
（二）现场总线控制系统
图2 总线系统网络结构
现场总线控制系统，又叫做FCS控制系统，它是用现场总线这一开放的具有互操作性的网络，将现场各个控制器和仪表及仪表设备互联，构成现场总线控制系统，图2是总线控制系统的网络结构，FCS是由DCS和PLC发展而来，同时控制功能下放到现场，降低了安装成本和维护费用它的主要特点是开放式总线协议、互可操作性与可用性、高度分散性能，现场设备互联、现场通信网络、采用通信供电等。
（三）集散控制系统
集散控制系统（DCS）是以微处理为基础，采用控制功能分散，显示操作集中，兼顾分而自治综合协调的新一代仪表控制系统，主要有现场控制站、数据通讯系统、人机接口单元、机柜和电源组成。图3是集散控制系统的示意图。
图3 集散控制系统示意图
DCS控制系统采用的是系列化、模块化以及标准化设计，其主要特点是：组态方便、配置灵活、控制较分散、协调性、自主性、可扩展性和可靠性，其是由生产管理级、控制管理级以及过程控制级组成的一个以通讯网络作为纽带的集中显示操作管理。
（四）可编程控制系统
图4 污水处理厂PLC控制系统框图
图5 污水处理工艺流程图
可编程控制系统又叫做PLC控制系统，其是我国污水处理当中应用最为广泛，污水处理效果最好、质量最佳的控制系统。下面对其进行详尽介绍。PLC控制系统属于一种新型工业控制装置，操作模式是通过一种数字运算。其储存器采用可编程序的形式，执行顺势控制、逻辑运算、定时、算术操作等等方面的质量。其对设备的控制主要是通过模拟量或者数字量的输出输入，PLC控制系统的特点是编程方便、可靠性高、控制能力强，抗干扰能力强。与外界链接非常方便，具备各样接口、灵活性大、扩展性强可进行在线改程序。图4是泗阳污水处理厂的PLC控制系统组成框图，图5是污水处理的工艺流程图
该项目采用的下位是西门子S7-300系列的PLC，上位是西门子的WINCC软件。其监控计算机与PLC之间采用工业业态网进行通讯，对整个污水处理进行操作、监视等。下位的PLC主要负责对PH值、溶氧值、流量等信号进行采集和相关设备的控制，从而进行有效的污水处理。
二、污水处理系统在实际应用中存在的问题及思考
（一）需要建立新的算法模型
在我国的污水处理起步之初，污水处理控制系统主要采用的国外技术与产品，后来才开始逐步采用国内的硬件系统，但是控制技术到目前位置还没有完全的被系统吸收。污水处理控制系统专业力量不强，有很多系统的设计都是有其他领域的设计师进行的，因此造成运行效果不理想。对于此种问题应该加强对标准化软件仪器的研究，开展人工智能算法模型研究，多多培养污水处理控制系统领域的人才等等。
（二）减少误差
测量仪器的精准度是按照一定的因子而变化的，仪器随着环境变化、使用时间、不当的使用方法等等都会对测量结果造成影响。例如PH仪、ORP仪、泵阀机等等。若想减少误差，那么就要定期的对测量仪器进行检测，看其检测值是否符合标准。另外，进行内部自校准，内部校准是主要是利用校准测量电路软件，与仪器内部标准值进行对比，从而得出检测结果，可以及时的对测量设备进行校准。
三、总结 经济在不断进步，工业生产与发展越来越繁盛，城市化进程速度越来越快，但随之而来就是环境污染，污水处理是环境保护当中必不可少的一部分，也是可持续发展的必然要求。污水处理控制系统是进行污水处理的重要手段和工具，对水资源的回收再利用，节省污水处理人力、物力以及环境保护都有非常重要的意义。本文从现阶段污水处理控制系统出发，再对污水处理系统在实际应用中存在的问题及思考进行探讨分析。希望对污水处理控制系统发展起到借鉴作用。
参考文献：
[1]韩雯.污水处理控制系统设计与软测量建模研究[D].西安建筑科技大学，2012.
[2]程琦炜.水处理控制系统的设计与实现[D].华东理工大学，2013.
[3]薛美盛，雷超杰，吴军.制革污水处理控制系统设计[J].环境工程，2012，04：31-35.
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G=1.00×0.36×10.3×1900（kg/m3）=7045.20（kg）
3）每个推杆水平推力计算
根据滚动平移牵引力计算公式有：
水平推力F=k×f×G
F——水平推力；
k——综合调整系数，取2.0；
f——摩擦系数，取；
F=2.0××7045.20
=469.68（kg）
每个推杆水平推力Fn=
3）墙体修复
（1）墙体裂缝修复
采用灌注环氧树脂浆液修复裂缝，使小型裂缝自行封闭。因墙体纠偏需要设置的分离缝或其他较寬缝隙，可采用加塞薄钢板，再灌注环氧树脂浆液，待浆体材料固化达到强度后，才能拆除支撑结构。以提高砖砌体的整体性及砖砌体的强度。
（2）青砖风化表面修复
表面风化程度轻微的青砖，采取清除表面分化部分，再刷保护漆，风化程度严重或破损严重的青砖可采取剃补更换措施。
2.4木构件修复及其他
木柱、木梁构件的修复，本工程木柱较少，保存较好，主要存在较小裂缝。处理方法主要是用环氧树脂腻子封堵严实，清理表面，重新刷油漆。
屋面、楼面修复：原建筑楼面、屋面以木檩条（木梁）、板条上铺石灰砂浆、上铺红色寸方大阶砖作为楼层分隔结构。这种楼面、屋面不防水，且刚度严重不足，使用年限非常有限，需定期更换维修，原有屋面、楼面大面积坍塌，无修复价值。故按照该施工工艺，使用同类材料重新制作，完善屋面排水系统，并提请管理单位定期管理维修。
木门、木窗、灰板条隔断修复：根据现存门窗、格挡形制，采用同类木才制作，并作防腐处理。
地面修复：原地面以黄砂衬底、上铺红色寸方大阶砖，不勾缝。按照原工艺、材料重新铺砌地面。
结束语
限于历史原因，该建筑当时的设计建造水平，基础未经有效处理，砌体强度较低，结构布置随意，楼面、屋面板刚度严重不足且不防水，使用时限严重受限，需定期管理维修。经过本次对地基、墙体进行加固处理，可作纪念观赏性建筑使用。
参考文献：
[1]卫龙武 某6层砖混房屋顶升纠偏。北京：建筑结构，2002，32
[2] 注浆地基施工工艺及质量验收标准
[3]北京市建设委员会，中国古建筑修建施工工艺[M].北京：中国建筑工业出版社，2007
[4] 沈吉云；王志浩；；历史建筑加固与修缮中对历史文化价值的保护[J]；建筑结构；2007年S1期
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剥离，结果南帮地面观测点开始迅速下沉和移动，滑坡开始，业已形成连续错落的倒台阶，景象可观。
地面降水也是影响三号矿坑滑坡之重要因素，今年降雨量大，排土场流下的水，南帮地表水，缓慢的沉入地下，值得提出的是，三号矿9月份之前没有建设排水沟，导致积水缓慢沉入地下，并且含水层的水也流入矿坑，业已构成了滑坡的润滑剂。
从地质水文条件来分析，地下水层，露天剥离开采形成了降落漏斗，工作帮外围有疏干井，而非工作帮（南帮）没有疏干排水设施，含水层的水流入矿坑过程中，由于滑床的土质问题，很快的产生大量的水下渗之现象。
从地质条件来看，白音华三号露天矿岩层：为细沙粘土层，泥岩层，地质软岩比例大，利于滑坡，煤层，岩层的向北倾斜也造成同时也造成了滑坡的重要条件。
4滑坡预报方法研究
4.1滑坡过程
滑坡从早期征兆出现到滑坡完成，经历着三个时期，即初始期、恒速度滑动期和加速滑动期。
4.2预报内容
滑坡预报包括三部分内容（三要素）：滑坡位置（范围）、滑坡形态（类型）和滑坡发生时间。从边坡管理角度，滑坡预报又分为：
长期预报（几个月至几年），侧重宏观掌握边坡稳定状态；
短期预报（几天至一、二个月），认真做好监测及其它工作并采取相应的安全措施；临时预报（几个小时到1～2天），采取安全措施；上述三种预报，以短期预报和临时预报最为重要。
4.3预报方法
由以上分析可以看出，影响滑坡的因素是复杂的、综合性的，因此滑坡预报也只能采取（至少目前是这样）综合的概率统计的定性预报法，我们可以利用回归分析原理，通过对时间位移曲线的观察，对加速变形阶段的监测点数据采用幂级数回归的二次曲线方程去拟合观测点图。回归分析建立的前提条件是：监测点位移一定是进入加速阶段中后期，采用如下的幂级数回归二次曲线去拟合
Y= a0+a1x+ a2 x2
式中：a0、a1、a2为待定系数。采用最小二乘法原理及求极值的法则，解出待定系数。
结束语
影响滑坡的因素是复杂的、综合性的，利用回归模型进行滑坡预报，采取综合的概率统计的定性预报法时，要综合考虑边坡岩体内有断层，且存在弱层面；连降大雨过程中或大雨过后；露天开采边坡周边原始地面下沉量较大区域。