集散控制系統在污水處理系統中的應用分析

任翠宏 朱巍 葉婷婷

甘肅銀光聚銀化工有限公司 甘肅白銀 730900

通過深入分析可發現，當前相關行業應用的污水處理方式較多，引入的工業控制技術也呈多樣化趨勢，但大部分地區是將集散控制系統作為污水處理控制關鍵技術，提升了污水處理的自動化水平。本文以聚銀化工公司污水處理控制系統現狀為研究切入點，分析集散控制系統在污水處理系統中的應用。

1 污水處理概述

據相關報道顯示，目前污水處理廠樣式較多，且應用的工業控制技術也呈多樣化。為實現污水處理廠附近站點的有效連接，需要強化集散控制系統的應用，積極引入計算機技術與PLC技術，以此對污水處理廠進行自動化控制。

污水處理技術主要包括：①人工手動控制，這類控制方式成本較低、且控制難度較小，一般應用在小規模污水處理廠；②半自動控制，這類控制技術受到成本的影響，目前只應用在小型或中型污水處理廠；③全自動控制技術，是目前應用最為廣泛的控制技術，也是未來污水處理廠技術的主要發展方向[1]。

污水處理自動控制技術難點：①系統問題，通過調查可發現污水處理廠本身規模較大，且處理工藝較為復雜，各個站點位置分散，變量因素較多，難以實現集中管控；②調量問題，污水處理本身是批次生產的過程，通過將污水分批次引入到化學反應池內，進行分批次凈化。每批次進水，將會增加控制難度。且批次控制時間較短，控制系統剛穩定，控制過程就已經結束，對系統的影響較大，難以實現調量的合理控制；③連鎖控制，污水處理工藝各個環節本身是互鎖關系，受到傳感器誤差、價格的影響，會降低控制系統的時效性，無法保障傳感器讀數的精準性；④能耗問題，污水處理廠使用的設備能耗較高，且多為大功率設備，在進行控制系統設計階段，需要綜合考慮設備因素，以設備的合理應用作為最終目的，強化設備保護，積極引入節能理念；⑤其他問題，污水處理本身工作環境較為惡劣，且設備滯后問題較為嚴重，內外因素均會影響系統運行。

2 集散控制系統

集散控制系統（[化]distributed control system (簡稱DCS) ），該系統的核心技術為計算機技術（computer technology）、圖形顯示技術（graphical display technics ）、通信技術（[計]communication technology ）、控制技術（control technique）。

系統內部設置有一個工程師站，其中配備有1名操作員，且現場配備有專門的控制站+系統網絡[2]。集散控制系統借助某種通信網絡，可連接現場附近的控制站與工程師控制中心、操作員站，強化溝通，以此實現現場生產設備分散、集中管控。

3 集散控制系統在污水處理系統中的應用

3.1 系統組成

污水處理集散控制系統設計，需要綜合考慮以下幾點：①參照污水處理實際工況，合理設計工藝參數、控制目標、測量值、設定值等，積極建設數字模型，詳細、全面分析系統處理單位，研究工藝控制流程，依據分析結果分解工藝流程，以此判斷控制效果，獲得工藝流程集散控制的設計構想；②參照干擾源振幅，確定工藝過程控制任務，強化工藝過程保護、優化，促使工藝穩定，并積極協調各個單位之間的關系，實現整體工藝的控制[3]。本文研究的污水處理集散控制系統，主要包括：2臺上位機、3個下位現場控制站、2個遠程I/O口組成。該系統應用的是西門子公司生產的WINCC監控軟件，西門子公司生產的S7-300系列PLC硬件。

污水處理集散控制系統主要由現場控制單元、通信技術單元、入機口單元組成。

3.2 系統技術

該項目系統污水處理工藝主要包括：（1）在通用格柵上加旋流沉砂工藝，將污水內的雜質與泥沙去除；（2）選擇奧貝爾氧化溝進行生化處理；（3）先加藥接著使用帶式壓濾機脫水工業進行污泥處理[4]。

本項目污水預處理主要包括粗格柵井、污水提升泵房、細格柵井、旋流沉砂池，借助預處理工藝，可將污水中的可見垃圾、雜質、雜物去除。當污水進入到處理區粗格柵內，粗格柵會將大件雜物去除，并將雜物集中輸送到壓榨機，經過壓榨之后外運，污水直接進入到提升泵房。

借助泵房內的超聲波濾位計，可進行污水液位測量，以此判斷水泵的工作狀況，經過處理的污水進入到細格柵內，篩除小體積物質，細格柵中的差位傳感器，可測量液位高低，以此控制設備運行。經過細格柵處理的水會進入到旋流沉砂池內，將污水進行砂水分離，去除污水中的砂石，以此實現污水的清潔[5]。

本項目的控制系統主要設置有三個控制層，包括：集中控制層、遠程監控控制層、現場控制層。由現場控制層屬于系統最底層，主要負責現場設備運行監控及信號監測，在內部設置了傳感器、控制電柜、儀表等設備。現場控制層與集中控制層通信，能夠將采集到的信息傳遞到集中控制層面，也可供集中控制層下發指令，對設備進行遠程監控。

4 結語

本文研究的污水處理集散控制系統，雖說實際應用具備很高的自動化水平，但實際控制還存在著一些不足。隨著行業的發展與進步，對工藝操作與設備控制提出了更高的要求，只有化工企業不斷加強自控系統技術，完善系統整體性能，提升系統預警反應，強化系統網絡擴展能力，才可切實發揮出集散控制系統在污水處理中的應用價值。