污水處理廠自控系統改造問題分析

李昌柏

摘要：傳統的自動控制系統，是單純開展污水處理廠設備的管理和控制，以遠程操控方式，解決污水處理廠運行中存在的問題。但隨著社會發展，污水中有害元素的增多，傳統的管控方式已經無法滿足現今需求。為此，就需要對自動控制系統加以改造和優化，在原有功能基礎上，增設預警、報警功能，從而實現污水處理廠的自動化、智能化管控，提高污水處理效率。

關鍵詞：污水處理廠;自控系統;改造問題

為控制污水污染，增大我國水資源利用率，污水處理廠有必要加大新技術、新材料、新系統的應用，對傳統的自控系統予以改造升級，從而降低污水中有害物質的含量，削弱對環境的影響。本文就對污水處理廠中自控系統改造問題加以分析，提出了對應解決方案，以達到水資源保護目標。

1? 自控系統

自控系統在污水處理廠中占據重要位置，一方面可實現對儀器設備運行情況及數據的監測和控制，另一方面可對工藝流程實行科學把控，加強污水處理高效性、可靠性，保護水環境。再者，自控系統可做好通信及信息資源共享，為各部門工作開展及方案調整提供充足依據，在保證工作質量的基礎上，降低污水處理廠運營中能源的損耗，彰顯智能化、自動化管控效果[1]。

2? 自控系統現狀

我國分布的污水處理廠多為中小型企業，在自控系統設置和應用上，多是通過PLC控制或中央控制室控制這兩種模式實現的，但由于小型污水處理廠自身特點及所在區域環境的不同，自控系統配置也會存在差異性，系統設備運行也會隨之發生改變，為相關管理和后期維護帶來較大難度。部分污水處理廠因自控系統存在資金損耗、人力浪費問題，為污水處理廠帶來較大經營壓力。

另外，一些污水處理廠在前期設計和建設中，并未安裝自控閥門，導致自控系統在啟動和管理時需要借助人力，將自控系統從原來的自動化轉變成半自動或手動化，不利于污水處理工作的順利開展。

鑒于此，我國就有必要加大污水處理廠自控系統的研究改造力度，結合現存問題，采取科學有效的措施方案，提高自控系統運轉效率，加強自動化、智能化管理，以改進污水處理質量，減少能源、成本的損耗，為企業發展貢獻力量。

3? 具體項目探討

3.1 項目簡介

某市中小型污水處理廠，按照現有的進出水指標要求，在處理過程中，有效剔除污水中含有的懸浮物、有機物、氮磷等雜質。為此，在實際設計中，采取A2/0+高效過濾池的處理工藝，該方式技術成熟度高、靈活性強、出水質量有保障，可滿足現有的規范指標要求。在處理過程的監管中，直接采用PLC和WINCCV7.0監控軟件。

3.2 自控系統運行現狀

參照7年時間的運行數據可知，自控系統運行穩定性強、出現故障概率較低，能夠有效改進出水水質。同時自控系統運行中，可對設備運行狀態加以實時監督，維護信息數據收集可靠性，及時發現和解決故障問題，降低危險系數[2]。但隨著時間的推移，一些外電網運行中的干擾，使得自控系統出現了一些故障，主要表現在如下幾個方面：

首先，原有的CPU模塊存儲卡無法完成程序的在線下載。其次，控制室中的DI模塊存在電流傳輸過大，電阻燒焦現象;濾池內的DI模塊出現連接器損壞問題，無法正常使用。再次，濾池與預處理機房中的CPU模塊在上電測試中無任何反應，檢查發現，內部主板芯片燒毀。最后，加藥加氯設備的工作狀態無法上傳到指定位置，無法做到實時監控和分析。

由于設備使用時間較長，一些設備已經無法做到動態聯網處理，進而降低自控系統運行有效性。兩處PLC控制站故障，無法調試恢復;部分儀表失去功能。由于污水處理廠生產技術和業務的改進，原系統已不能滿足對整個生產過程和關鍵設備的實時全方位監控。綜合上述原因，我公司決定對該市污水處理廠自控系統實施升級改造。

3.3 改造方案

3.3.1 基礎改造

基礎改造目的是解決系統故障，恢復功能效用。針對上文提到的一些故障問題，可采取以下處理方式：其一，PLC控制站故障。一方面可直接更換復合系統要求的CPU控制器，另一方面更換兼容性好、容量較大的內存卡。還可以通過更換DP通訊頭90度出角的方式加以改善。

其二，加氯加藥監控故障。人員可將加氯加藥裝置運行信息數據直接連接到濾池中的PLC站內，如果該PLC站有足夠的預留I/O點，則可以直接增加。如果沒有足夠的預留I/O點，則增加相應模塊。需要增加的信號點數為：DI：15，DO：5，AI：2。接入信號后，開展PLC編程及上位軟件編程。

其三，中控室軟件更新時，出現與環保部門聯網問題，可將以往中控室中上位軟件加以更新和優化，安裝WINCC組態軟件，以滿足聯網要求，加強信息傳遞的實時性，提高信息查詢效率。

其四，部分功能無法使用問題。先對自控系統及相關軟件進行全面檢查和了解，找出存在的問題項，及導致功能無法發揮的原因，之后借助PLC控制編程系統完成軟件系統的重新編制和處理，根據功能要求做好科學調試，恢復系統功能，加強自控效果。

3.3.2 系統優化

自控系統的調整工作是在滿足功能需求，做好過程監控，保證出水水質的基礎上開展的。根據目前發展需求，優化自控系統需做到以下幾點：

首先，為維持進口水質分析儀表間的正常通訊，需要在PLC站內設置通訊模塊，檢測進出口水質的COD、氨氮參數，隨時統計瞬時流量和累計流量，并上報環保局在線監測系統。

其次，由于該污水處理廠位于化工生產園區，為保障園區內污水的及時凈化處理，改進出水量監測效率，特在廠外回用泵后的主管增加了一臺電磁流量計，與進口水量對比分析[3]。

再次，系統內增加鼓風機風量和壓力儀表設備，實現對鼓風機風力和壓力變化參數的實時監測和掌握，獲取的數據信息直接顯示在界面上。

最后，增加污泥濃度，對排污濃度、排泥時間加以控制，改善淤泥處理效果。

加大信息化建設力度。

結合目前污水處理廠發展實況，在自控系統改造和優化中，應加大信息技術的融入，構建信息化管理平臺，為信息信號傳遞、設備儀器監控提供可靠依據，確保自控系統功能的充分發揮。

一是借助信息技術開展電能管控。在信息技術作用下實現電力數據的實時獲取，借助與現有系統間的通訊，了解不同階段、不同車間電能使用情況，且利用信息平臺，加快電能使用數據的查詢和獲取，為電能調度和管理提供依據，減少能源損耗。

二是成本分析。利用信息技術可對污水處理廠運行中支出的各項成本費用進行匯總和分析，了解費用支出情況，再借助與水量等信息的對比，找出是否存在超支問題，加以調整和優化，做好企業經濟效益的科學把控。

三是數據倉庫的構建。在信息技術支持下，可建立存管時間長，容量大的數據倉庫，以此完成報表的快速制作和修改，通過不同形式的報表顯示污水處理廠運行情況、損耗情況等，從而為系統優化及工作調整提供助力，提高污水處理效率。

4? 結語

污水處理廠中自控系統改造雖然還存在一些問題有待解決，但隨著先進技術的引進，結構的優化調整，現存問題將逐漸被解決，改善自控系統運行水平，促使其性能的充分發揮，以此改進污水處理質量，維護我國用水環境。

參考文獻：

[1]胡穎.污水處理廠自動控制系統設計分析[J].數字技術與應用.2019（10）：22-23.

[2]安玲.自動化控制在污水處理廠的應用分析[J].信息記錄材料.2020（09）：79-80.

[3]付騰飛，丁世剛.城鎮污水處理廠工藝升級改造分析探討[J].環境與發展.2019（04）：63-64.

（連云港市自來水有限責任公司，江蘇 連云港 222000）