集散控制系统在污水处理系统中的应用分析

2019-11-28任翠宏朱巍叶婷婷

商品与质量 2019年23期

任翠宏朱巍叶婷婷

甘肃银光聚银化工有限公司甘肃白银 730900

通过深入分析可发现，当前相关行业应用的污水处理方式较多，引入的工业控制技术也呈多样化趋势，但大部分地区是将集散控制系统作为污水处理控制关键技术，提升了污水处理的自动化水平。本文以聚银化工公司污水处理控制系统现状为研究切入点，分析集散控制系统在污水处理系统中的应用。

1 污水处理概述

据相关报道显示，目前污水处理厂样式较多，且应用的工业控制技术也呈多样化。为实现污水处理厂附近站点的有效连接，需要强化集散控制系统的应用，积极引入计算机技术与PLC技术，以此对污水处理厂进行自动化控制。

污水处理技术主要包括：①人工手动控制，这类控制方式成本较低、且控制难度较小，一般应用在小规模污水处理厂；②半自动控制，这类控制技术受到成本的影响，目前只应用在小型或中型污水处理厂；③全自动控制技术，是目前应用最为广泛的控制技术，也是未来污水处理厂技术的主要发展方向[1]。

污水处理自动控制技术难点：①系统问题，通过调查可发现污水处理厂本身规模较大，且处理工艺较为复杂，各个站点位置分散，变量因素较多，难以实现集中管控；②调量问题，污水处理本身是批次生产的过程，通过将污水分批次引入到化学反应池内，进行分批次净化。每批次进水，将会增加控制难度。且批次控制时间较短，控制系统刚稳定，控制过程就已经结束，对系统的影响较大，难以实现调量的合理控制；③连锁控制，污水处理工艺各个环节本身是互锁关系，受到传感器误差、价格的影响，会降低控制系统的时效性，无法保障传感器读数的精准性；④能耗问题，污水处理厂使用的设备能耗较高，且多为大功率设备，在进行控制系统设计阶段，需要综合考虑设备因素，以设备的合理应用作为最终目的，强化设备保护，积极引入节能理念；⑤其他问题，污水处理本身工作环境较为恶劣，且设备滞后问题较为严重，内外因素均会影响系统运行。

2 集散控制系统

集散控制系统（[化]distributed control system (简称DCS) ），该系统的核心技术为计算机技术（computer technology）、图形显示技术（graphical display technics ）、通信技术（[计]communication technology ）、控制技术（control technique）。

系统内部设置有一个工程师站，其中配备有1名操作员，且现场配备有专门的控制站+系统网络[2]。集散控制系统借助某种通信网络，可连接现场附近的控制站与工程师控制中心、操作员站，强化沟通，以此实现现场生产设备分散、集中管控。

3 集散控制系统在污水处理系统中的应用

3.1 系统组成

污水处理集散控制系统设计，需要综合考虑以下几点：①参照污水处理实际工况，合理设计工艺参数、控制目标、测量值、设定值等，积极建设数字模型，详细、全面分析系统处理单位，研究工艺控制流程，依据分析结果分解工艺流程，以此判断控制效果，获得工艺流程集散控制的设计构想；②参照干扰源振幅，确定工艺过程控制任务，强化工艺过程保护、优化，促使工艺稳定，并积极协调各个单位之间的关系，实现整体工艺的控制[3]。本文研究的污水处理集散控制系统，主要包括：2台上位机、3个下位现场控制站、2个远程I/O口组成。该系统应用的是西门子公司生产的WINCC监控软件，西门子公司生产的S7-300系列PLC硬件。

污水处理集散控制系统主要由现场控制单元、通信技术单元、入机口单元组成。

3.2 系统技术

该项目系统污水处理工艺主要包括：（1）在通用格栅上加旋流沉砂工艺，将污水内的杂质与泥沙去除；（2）选择奥贝尔氧化沟进行生化处理；（3）先加药接着使用带式压滤机脱水工业进行污泥处理[4]。

本项目污水预处理主要包括粗格栅井、污水提升泵房、细格栅井、旋流沉砂池，借助预处理工艺，可将污水中的可见垃圾、杂质、杂物去除。当污水进入到处理区粗格栅内，粗格栅会将大件杂物去除，并将杂物集中输送到压榨机，经过压榨之后外运，污水直接进入到提升泵房。

借助泵房内的超声波滤位计，可进行污水液位测量，以此判断水泵的工作状况，经过处理的污水进入到细格栅内，筛除小体积物质，细格栅中的差位传感器，可测量液位高低，以此控制设备运行。经过细格栅处理的水会进入到旋流沉砂池内，将污水进行砂水分离，去除污水中的砂石，以此实现污水的清洁[5]。

本项目的控制系统主要设置有三个控制层，包括：集中控制层、远程监控控制层、现场控制层。由现场控制层属于系统最底层，主要负责现场设备运行监控及信号监测，在内部设置了传感器、控制电柜、仪表等设备。现场控制层与集中控制层通信，能够将采集到的信息传递到集中控制层面，也可供集中控制层下发指令，对设备进行远程监控。