DCS控制系統在污水處理廠的應用標準

王建平

摘要：在現代化的污水處理廠中，自動化技術是實現工藝要求、維持設備正常運行、提高工作效率的重要保證，而DCS控制系統可將全廠的工藝、設備集成為一個統一的整體，并協調運行。本文探討DCS控制系統在污水處理廠中的應用。

關鍵詞：DCS控制系統；污水處理廠；應用

引言

污水處理是根據生產工藝、設備材質、水質條件，采用相應處理方法的較為復雜的系統工程。基于DSC控制系統廣泛應用于污水處理，改善水質，提高水質。達到循環使用水資源的目的。

1、DCS控制系統的簡介

DCS控制系統（Distributed Control svstem）也稱為集散控制系統，我們也可以將其直翻譯為“分散控制系統”或者“分布式計算機控制系統”。它主要是采用系統控制分散而其操作和管理集中的基本設計思想，采用多層分級控制的結構形式以及合作自治的結構形式來完成作業。分散控制、集中操作和集中管理是其運行的主要特征。目前，DCS控制系統的應用非常廣泛，例如在電力行業、冶金行業、石化行業等各行各業都得到了極其廣泛的應用。通常情況下，DCS控制系統采用的結構為分級遞階結構，即每一級由若干子系統組成，每一個子系統實現若干個特定的有限目標，形成金字塔形狀的結構形式。

2、DCS控制平臺結構與配置

DCS自控平臺是運用自動化方法、PC機方法、網絡方法、數據庫方法、圖形顯示方法建設成的多種功能自動化平臺；在保證滿足限定的方法要求及污水處理過程優良可靠運用、排污達標的目標條件下，將污水處理廠經營決策、管控、調度、過程優化、診斷、檢測監控等功效集成在在線網絡環境下，運用數據多層相互連通和連接，為完成污水處理的管控集成化及綜合數據處理構建了數據平臺；平臺由二級網絡——污水處理廠經營管理局域網和過程檢測產業局域局域網構成；在多級網絡結構下，以實時數據庫或關系數據庫為主體，完成控制平臺的4個功效層：檢測監控檢測層、過程檢測控制層、經營管控層、遠程訪問層為主體的自控平臺構成；中央總體控制單元為數據處理管控中心，設有3臺檢測PC機和1臺數據數據庫服務器；其中檢測PC機對整個污水廠進行檢測、控制、遙控，數據數據庫服務器作為數據處理、運用、分析和報告終端的使用。

3、DCS控制平臺的功效層與數據交換

3.1檢測監控層

檢測監控層由作為檢測監控分站的2套具有雙機熱備、方法能效先進的XCU-485運算處理單元和多功能測控儀表、控制設施構成；該功效層完成污水處理廠所有單元過程各類過程參數、設施運用狀態、電氣參數的數據采集，單元過程及設施的控制，并運用產業以局域向檢測層傳輸數據和接收檢測層控制指令；平臺在本分層完成了對細格柵、上升泵、下沉池、氧化曝氣生物池、再沉池、存泥池、脫水池等主要制造生產環節技術過程變量及電氣設施的控制和防護，保證制造生產過程安全、可靠、科學、高效的運用；根據技術控制的要求，對格柵以后的液位差、泵液位、氧曝池DO、進出PH值、進出流量、污泥濃度、藥液位、藥劑量、供配電平臺電量等變量同時完成了監測和控制。

3.2操作控制層

操作控制層是污水處理廠DCS控制系統的人機接口單元，能夠很好地監視現場的生產過程和對其進行操作，還可以通過網絡將當地的信號傳到管理服務器上。它的功能可以從以下幾個方面進行闡述：第一、人機接口功能。在操作控制層的相應計算機上設置對應的監控界面，以顯示污水處理工藝實施過程中的方方面面，例如現場的主接線圖、污水處理工藝的流程圖、設備的運行狀態、相關性能參數和歷史的曲線等，還能與現場控制層互相配合，做好其他操作的執行和控制工作等。第二，能夠自動地對污水處理工藝實施過程中的自動操作進行有效的監視，并做好相應信息的記錄、分析和反饋，使相關工作人員的故障檢查工作、故障診斷工作和故障排除工作更加有據可循，提高他們的工作質量和工作效率。第三、數據庫的功能。操作控制層可以將經過現場控制層采集和處理之后的有效信息數據進行傳輸和記錄，并且將其儲存于文件中，形成相應的數據庫，此外，還能對值班工作人員在值班時期的各種操作進行記錄。第四、良好的事故記錄功能。操作控制層可以對相關模擬信號的越限報警進行良好的記錄，并且還能夠記錄設備開頭的相關故障的發生時間，具有良好的事故記錄功能。另外，它還能打印報表，具有數據庫接口功能。

3.3管控層

本分層構建在由管控PC機和數據服務器構成的局域網上；運用各種數據庫和專門的管控軟件，完成污水處理廠的制造生產過程、決策調度過程、多種制造生產經營管控等功能，并保留具備網絡安全保護的遠程數據庫使用者管理員訪問接口，完成授權的使用者遠程數據庫訪問。該管控層在污水處理中發揮管理、控制和協調作用。

3.4遠程訪問控制層

運用遠程檢測軟件完成：（1）遠程服務端數據庫訪問（根據權限查詢多種管控數據、水質指標檢驗數據）；（2）遠程服務數據庫訪問（污水處理運用中遠程實時檢測）；（3）污水處理過程變量實時信息各種圖像遠程顯示；（4）污水處理階段變量與歷史信息客戶端顯示；（5）實時運用情況畫面遠程檢測；（6）水質變量在線記錄與遠程監控；（7）數據庫遠程維護；（8）遠端鍵盤情況記錄提取（檢測遠端鍵盤輸入項目）；（9）遠程方法支持（領域專家和技術骨干運用操作遠程PC機間接處理現場平臺管控、應用程序控制、安裝設置環境、過程狀態等）。

4、結語

污水處理廠自動化控制系統涉及的內容較多，自動系統設計時要根據污水廠的工藝、規模、廠區布置，擴建的可能性、技術性的可靠性、經濟的合理性等因素綜合考慮，只有技術安全可靠、系統界線簡單易操作維護才能確保系統安全運行，從而使DCS控制系統在水處理過程中達到應有的效果。