制藥廠污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

【摘 要】制藥工業(yè)廢水的特點(diǎn)是成分復(fù)雜、有機(jī)物含量高、毒性大、色度深和含鹽量高，屬難處理的工業(yè)廢水。隨著我國(guó)醫(yī)藥工業(yè)的發(fā)展，制藥廢水已逐漸成為重要的污染源之一。本文對(duì)制藥廠污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】制藥；污水；自動(dòng)控制

制藥工業(yè)廢水的特點(diǎn)是成分復(fù)雜、有機(jī)物含量高、毒性大、色度深和含鹽量高，屬難處理的工業(yè)廢水[1-5]。隨著我國(guó)醫(yī)藥工業(yè)的發(fā)展，制藥廢水已逐漸成為重要的污染源之一。污水處理是采用物理、生物、及化學(xué)的方法對(duì)工業(yè)廢水和生活污水進(jìn)行處理以分離水中的固體污染物并降低水中的有機(jī)污染物和富營(yíng)養(yǎng)物，從而減輕污水對(duì)環(huán)境的污染[6-8]。自動(dòng)控制（automaticcontrol）是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置，使機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過程的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行[9]。自動(dòng)控制系統(tǒng)：指能夠完成自動(dòng)控制任務(wù)的設(shè)備，一般由控制裝置和被控對(duì)象組成。測(cè)量元件：用以測(cè)量被控量或干擾量；比較元件：將被控量與給定值進(jìn)行比較；執(zhí)行元件：根據(jù)比較后的偏差，產(chǎn)生執(zhí)行作用，去操縱被控對(duì)象[10-14]。本文對(duì)制藥廠污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。

1.工藝流程

污水進(jìn)入沉沙池沉淀后進(jìn)入中和池，再進(jìn)入調(diào)節(jié)沉淀池。污水由調(diào)節(jié)沉淀池進(jìn)入?yún)捬醭剡M(jìn)行生物分解，降低高分子有機(jī)物后在與經(jīng)過中和池處理的低濃度廢水一同進(jìn)入調(diào)節(jié)沉淀池2，再經(jīng)組合生物池后進(jìn)入二沉池，最后進(jìn)入后處理池處理后排放。

2.系統(tǒng)構(gòu)成

根據(jù)工藝流程，PLC系統(tǒng)分九個(gè)控制站及一個(gè)遠(yuǎn)程I/0站。九個(gè)控制站為配電房控制室、風(fēng)機(jī)房控制室、沉砂池、調(diào)節(jié)沉淀池1、調(diào)節(jié)沉淀池2、厭氧池、組合生物池、二沉池、后處理池。自控系統(tǒng)主要風(fēng)管風(fēng)量計(jì)、pH儀、溶解氧儀（DO）、變頻器、進(jìn)出水流量計(jì)、化學(xué)需氧量?jī)x（COD）、污泥濃度儀（ss）及超聲波液位計(jì)和液位差計(jì)、各PLC控制站和中控室上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)操作站組成，通過光纖以太網(wǎng)相連，與設(shè)備配套的PLC控制站采用MODUBUS通訊方式與PLc2撐通訊。受控設(shè)備包括進(jìn)水提升泵、攪拌器、推流器、刮吸泥機(jī)、細(xì)格柵、砂水分離器、電動(dòng)閘門等設(shè)備。

3.系統(tǒng)工作原理

污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)PLC的性能提出了更高的要求，其必須具備以下幾大功能特點(diǎn)：首先本身必須穩(wěn)定可靠，并具有預(yù)先處理數(shù)據(jù)和集中傳輸數(shù)據(jù)的能力；其次，控制分站本地控制器可以獨(dú)立承擔(dān)控制分區(qū)的基本控制任務(wù)；再次，當(dāng)某控制站的控制量出現(xiàn)變化時(shí)，可按預(yù)定方案和程序采取相應(yīng)的算法，對(duì)相關(guān)區(qū)域的控制對(duì)象。因此，它必須至少有如下功能模塊，數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)處理功能；通信功能、容錯(cuò)功能、自動(dòng)診斷功能?，F(xiàn)場(chǎng)儀表對(duì)生產(chǎn)中各個(gè)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)并將信號(hào)傳送給控制中心，PLC和上位計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件中設(shè)定的工藝參數(shù)進(jìn)行比較，自動(dòng)地控制設(shè)備的進(jìn)行，從而滿足生產(chǎn)的需要。

4.控制模式

吸砂行車、提升泵、攪拌器、粗格柵、細(xì)格柵、推流器、回流泵、刮吸泥機(jī)等設(shè)備的控制模式均分現(xiàn)場(chǎng)控制和遠(yuǎn)程控制兩種模式。遠(yuǎn)程控制是由操作員通過中控室上位機(jī)操作界面進(jìn)行控制。粗格柵、細(xì)格柵前后各安裝液位計(jì)，液位計(jì)將液位高低傳輸?shù)絇LC控制器。當(dāng)液位差到達(dá)預(yù)設(shè)的數(shù)值，則啟動(dòng)格柵機(jī)，保障正常過水。各水下攪拌器在中控室均有狀態(tài)顯示并可通過控制臺(tái)進(jìn)行操作。細(xì)格柵后一道工序一沉砂池吸砂行車系統(tǒng)按設(shè)定的運(yùn)行周期自動(dòng)控制開機(jī)并可以改為手動(dòng)控制。所有提升泵均可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。采集集水池內(nèi)均設(shè)置液位計(jì)，液位計(jì)信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸?shù)絇LC控制器與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，自動(dòng)判斷決定是否啟動(dòng)泵。PLC根據(jù)生化池內(nèi)DO反饋值與設(shè)定值比較，趨勢(shì)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)變頻器的頻率。沉淀池設(shè)1臺(tái)全橋式周邊刮泥機(jī)。泥水混合物分離后，上清液經(jīng)出水管道出，刮泥機(jī)把泥刮向池中心，流向污泥泵房。每臺(tái)提升泵均安裝一臺(tái)電磁流量計(jì)傳感器，每臺(tái)變送器顯示相應(yīng)提升泵提升污水的瞬時(shí)流量，累計(jì)流量之脈沖信號(hào)傳送至鼓風(fēng)機(jī)房PLC中。后處理池安裝pH儀、水流量計(jì)、化學(xué)需氧量?jī)x對(duì)水進(jìn)行檢測(cè)，水合格后進(jìn)行排放。

5.故障與報(bào)警

系統(tǒng)擁有報(bào)警功能，設(shè)備出現(xiàn)故障，上位機(jī)畫面中會(huì)自動(dòng)彈出一個(gè)報(bào)警提示窗口，顯示報(bào)警的設(shè)備名稱和報(bào)警狀態(tài)。系統(tǒng)擁有泵的低液位停機(jī)保護(hù)、設(shè)備過載保護(hù)，參數(shù)的超出高低限報(bào)警等。當(dāng)產(chǎn)線設(shè)備故障后，設(shè)備維護(hù)人員即可立即收到報(bào)警信息前往故障現(xiàn)場(chǎng)。

6.維護(hù)與保養(yǎng)

為防止設(shè)備性能劣化或降低設(shè)備失效的概率，按事先規(guī)定的計(jì)劃或相應(yīng)技術(shù)條件的規(guī)定進(jìn)行的技術(shù)管理措施。每天應(yīng)定時(shí)巡查，如發(fā)現(xiàn)異常，為確保設(shè)備不被損壞應(yīng)及時(shí)停機(jī)并由通知專業(yè)人員進(jìn)行維修，部分設(shè)備需注意適時(shí)加油。污水廠的工作環(huán)境是比較惡劣的，對(duì)于一些精密儀表和探頭必須定期維護(hù)與保養(yǎng)。儀表必須定期校正，探頭必須專人定期清洗。DO，SS，PH儀等直接與污水接觸的分析儀表，每一個(gè)月清洗1次。水質(zhì)化驗(yàn)技術(shù)人員利用化驗(yàn)室儀器檢測(cè)相應(yīng)的項(xiàng)目，并與現(xiàn)場(chǎng)儀表測(cè)量結(jié)果比較，確保儀表測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

【參考文獻(xiàn)】

[1]相會(huì)強(qiáng)，劉芬，劉雪蓮.自動(dòng)控制在污水處理中的應(yīng)用[J].儀器儀表學(xué)報(bào)，2005（S2）.

[2]亢紅波.污水處理控制系統(tǒng)開發(fā)及冗余技術(shù)研究[D].西安電子科技大學(xué)，2006.

[3]胡包鋼，應(yīng)浩.模糊PID控制技術(shù)研究發(fā)展回顧及其面臨的若干重要問題[J].自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2001（04）.

[4]馮忠，陳湘閩.現(xiàn)場(chǎng)總線在污水處理廠控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].有色冶金設(shè)計(jì)與研究，2005（01）.

[5]歐林林，王先路，陳長(zhǎng)琦，朱武，謝源.活性污泥系統(tǒng)中溶解氧模糊控制器的研究[J].自動(dòng)化與儀表，2003（02）.

[6]崔宗超.基于現(xiàn)場(chǎng)總線的城市污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].重慶大學(xué)，2006.

[7]王華豐，王文海.生物反應(yīng)池溶解氧的模糊控制研究[J].自動(dòng)化與儀表，2004（04）.

[8]侯加全，張曉清.城南污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2005（01）.

[9]趙捷.污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].測(cè)控技術(shù)，2005（12）.

[10]何志剛，阮鴻雁.PROFIBUS總線在城市污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].機(jī)電一體化，2004（06）.

[11]蘇云青.淺談供水行業(yè)加藥加氯的自動(dòng)控制[J].中國(guó)科技信息，2005（12）.

[12]王先路，謝源，陳長(zhǎng)琦，朱武，干蜀毅，崔村燕.模糊控制在污水處理中的應(yīng)用[J].自動(dòng)化與儀表，2002（01）.

[13]熊紅艷，郭華芳，章云.模糊控制和PID控制結(jié)合的凈水廠投藥控制系統(tǒng)[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2005（02）.

[14]王孝武，孫水裕，唐成宏，鄭德軍.工業(yè)自動(dòng)化結(jié)合辦公自動(dòng)化的應(yīng)用研究[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2003（36）.