關于污水處理自控系統改造方案的探討

邱洪偉

摘要：污水處理系統將從原來的UNITANK工藝升級到A2O + MBR工藝和制藥污水處理工藝。自動控制系統具有與原始自動控制系統結合的問題，該設計具有高度的特性，靈活性，可靠性和易擴展性。根據原則，控制項目可以涵蓋所有技術過程，對整個工廠設備的中控室進行集中監控，并有效地提高污水處理的自動化程度。

關鍵詞：A2O + MBR流程;升級和轉換;自動控制

引言

隨著城市化和工業化進程的加快，城市污水產生量不斷增加，水質環境污染日益嚴重，城市社會經濟的可持續發展受到制約。需要對污水處理設施進行升級，以滿足國家對污水排放標準的要求，以達到一定水平。可以將原始的UNIT特定NK工藝升級為20+ MBR特定工藝和制藥廢水處理工藝，以對整個工廠設備的中控室進行集中監控，并有效地改善污水處理的自動化程度。

一、概述

經過多年的運行，各種自控設備已經老化或被市場淘汰。中控計算機已達到使用壽命，淘汰了運行軟件，并且與新設備不匹配。工廠采用中控級別，即中央控制站的計算機控制模式。當自動化系統啟動并運行時，中央控制級別可以監視工廠中的所有設備和過程參數，收集和存儲數據，并實現與每個PLC站的對等通信。在特定工廠中，此級別的操作控制是最重要的方法。在正常情況下，將在中央控制級別上對工廠進行操作和監視，設備調試和維護必須在本地或手動控制級別執行，需要對自動控制設備進行升級，以確保工廠其他設備的正常運行。自動控制系統的升級部分包括中央控制設備架構，將原始獨立存儲控制表單升級到服務器，客戶端架構，添加Web圖形發布，數據庫收集和存儲改進。增加PLC通訊模塊并收集數據。

二、總體設想

自動化污水控制系統的總體框架分為三層。第一層是管理層，其主要功能是將控制系統連接到辦公系統，以提供污水處理管理軟件，數據備份和遠程屏幕傳輸功能。第二層是中央控制室中的集中控制層。主控制室配有一臺計算機，用于通過以太網與每個PLC通信。第三層是安裝了PLC控制站的現場控制層，以控制各種設備。

三、管理功能

數據和信息存儲發布層：在總公司中建立實時工廠數據庫服務器和企業信息門戶服務器，并將污水處理廠控制系統的所有數據通過骨干網發送到實時工廠企業級數據庫的。1）信息通過企業信息門戶網站分發給所有用戶。 2）數據備份服務器：為了確保污水處理廠生產數據的安全，在總公司安裝了數據備份服務器。 3）中間服務器：將在總部安裝一個中間服務器，以集成污水處理廠的生產控制數據。 4）Web公共服務器和代理服務器：將在公共辦公室中安裝Web公共服務器，并在網絡管理中心中安裝代理服務器。互聯網上發布的信息是通過Web服務器和代理服務器發布的。

四、中央控制室控制功能

1、在中央控制室中安裝兩臺工業計算機，以統一顯示特定的20 + MBR過程和制藥廢水處理過程，監視和控制整個工廠的設備，并設置每個現場PLC的參數。與辦公室網絡的通信是監視系統控制和管理的核心，并負責調度，控制和管理污水處理廠的整個自動化控制系統。它具有以下功能：過程系統監控功能。監視系統可以通過通信網絡收集自治控制系統中的所有站點。根據系統范圍的操作條件，制造和操作人員執行設備操作條件和各種與控制相關過程的集成部署和控制范圍。查看和控制功能：可以動態查看每個過程的圖形和數據，然后單擊每個設備進行控制。數據處理功能：建立生產歷史數據，存儲生產原始數據以供系統分析和使用，在線數據和歷史數據在數據庫中進行分析和統計，自動控制系統具有各種工藝參數，顯示功率數據曲線等參數信息，累計運行時間，歷史數據保存2年以上。報告功能：根據污水處理廠的生產需求自動生成年，月，日報告，并實現打印，網絡發布等功能。報警功能：可以在各個屏幕上直觀地通知系統異常。警報內容包括設備故障，儀器超限，設定值超限，系統自診斷警報，電源故障警報，通訊故障警報等。手動補充記錄：如果特定設備或傳感器發生故障并且無法連續收集數據，則可以手動補充歷史數據以完成報告數據。

2、顯示畫面劃分：分為以下過程畫面，每個過程畫面都有一個子畫面，每個畫面都可以切換，操作員可以通過單擊畫面上的設備進行控制。全廠范圍的整體過程圖像：全廠范圍的污水處理過程流程的直觀視圖，包括特定的20 + MBR和制藥污水處理過程，此圖像僅顯示關鍵過程參數值，然后單擊以進入每個過程塊。預處理區域屏幕：包括原始系統預處理區域，二級提升泵站，各級格柵和曝氣砂礫池，顯示過程參數和設備各部分的運行狀態。對于第一級泵站和第二級泵站的水量分布，有必要創建一個子圖像以均勻顯示第二級泵站的過程參數。生化池部分：顯示厭氧和好氧生物池的設備數據和設備運行狀態。膜罐部件：顯示膜罐中每個設備的數據以及設備的運行狀態。鼓風機室屏幕：顯示好氧池鼓風機和膜池鼓風機的各種運行指示器以及設備的運行狀態。再生水泵房屏幕：顯示再生水泵房的水位值，再生水泵房的設備數據以及設備的運行狀態。氯消毒室屏幕：顯示氯消毒室的設備數據和設備的運行狀況。制藥廢水處理過程屏幕：顯示制藥廢水處理過程，每個設備的數據以及設備的操作。

3、大屏幕顯示系統：安裝了兩個連接到工業控制系統的大屏幕，通過通訊界面，污水處理廠的過程圖像和視頻監控圖像清晰的顯示在大屏幕上。

4、每個PLC控制站的功能

PLC1：控制預處理區，輔助提升泵站，階梯式網格和輔助提升泵站中的四個軸流泵的遠程控制閘門，該控制方法必須確保主提升泵站和輔助提升泵站的協調操作。1）PLC機柜被配置為輔助提升泵站的設備之間的PLC1主站。主站的I / O點是四個軸流泵，對階梯式網格和兩級提升泵站的遠程控制門進行控制，并將遠程I / O站安裝在預處理區域中。 2）PLC2：用于控制生化池設備。這主要包括生化池設備，潛水攪拌器，污泥回流泵，混合液體回流泵和甲醇室設備。潛水攪拌器有兩種控制方法：溶解氧控制和時間控制。污泥回流泵的控制方法是污泥回流率管理。可以根據進水量，進水水質或控制中心工業控制屏幕的操作員輸入的數據自動添加。 3）PLC3：用于控制氯化室，中間水箱和中間水泵室中的設備。主要包括二氧化氯發生器，中槽儀器和中槽水泵。 4）PLC4泥漿區：用于控制氯化室，中間水箱和中間水泵室中的設備。主要包括二氧化氯發生器，中槽儀器和中槽水泵。 5）PLC5是制藥廢水處理組件。 6）膜池和鼓風機設備都有自己的PLC，這些PLC保留太網接口，并通過太網集成到自動控制系統中。

結束語

在此自動控制系統升級中，可以通過圖形曲線更改設置，以使程序在后臺運行，從而使圖形切換操作更流暢。另一種是更改數據存儲路徑。從驅動器C存儲到驅動器D的原始數據為計算機的C驅動器騰出了空間。第三個是冗余設置，該設置允許兩臺計算機相互備份以確保自動控制的安全操作。以上設置滿足自動控制系統轉換的要求，因此自動控制系統工作可靠，故障率低，它充分反映了特定工廠的設備狀態和生產信息，大大減輕了工人的勞動強度，提高了工作效率。

參考文獻：

[1]龐立，姜愷，史新祁.集成架構技術在大型污水廠升級改造方案中的應用[J].軟件.2009（11）：57-60.

[2]A2/O工藝升級改造工程的實施效果與問題分析.

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