DCS控制系統(tǒng)在污水處理廠的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

王建平

摘要：在現(xiàn)代化的污水處理廠中，自動(dòng)化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)工藝要求、維持設(shè)備正常運(yùn)行、提高工作效率的重要保證，而DCS控制系統(tǒng)可將全廠的工藝、設(shè)備集成為一個(gè)統(tǒng)一的整體，并協(xié)調(diào)運(yùn)行。本文探討DCS控制系統(tǒng)在污水處理廠中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：DCS控制系統(tǒng)；污水處理廠；應(yīng)用

引言

污水處理是根據(jù)生產(chǎn)工藝、設(shè)備材質(zhì)、水質(zhì)條件，采用相應(yīng)處理方法的較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程。基于DSC控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于污水處理，改善水質(zhì)，提高水質(zhì)。達(dá)到循環(huán)使用水資源的目的。

1、DCS控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)介

DCS控制系統(tǒng)（Distributed Control svstem）也稱為集散控制系統(tǒng)，我們也可以將其直翻譯為“分散控制系統(tǒng)”或者“分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)”。它主要是采用系統(tǒng)控制分散而其操作和管理集中的基本設(shè)計(jì)思想，采用多層分級(jí)控制的結(jié)構(gòu)形式以及合作自治的結(jié)構(gòu)形式來完成作業(yè)。分散控制、集中操作和集中管理是其運(yùn)行的主要特征。目前，DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用非常廣泛，例如在電力行業(yè)、冶金行業(yè)、石化行業(yè)等各行各業(yè)都得到了極其廣泛的應(yīng)用。通常情況下，DCS控制系統(tǒng)采用的結(jié)構(gòu)為分級(jí)遞階結(jié)構(gòu)，即每一級(jí)由若干子系統(tǒng)組成，每一個(gè)子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)若干個(gè)特定的有限目標(biāo)，形成金字塔形狀的結(jié)構(gòu)形式。

2、DCS控制平臺(tái)結(jié)構(gòu)與配置

DCS自控平臺(tái)是運(yùn)用自動(dòng)化方法、PC機(jī)方法、網(wǎng)絡(luò)方法、數(shù)據(jù)庫(kù)方法、圖形顯示方法建設(shè)成的多種功能自動(dòng)化平臺(tái)；在保證滿足限定的方法要求及污水處理過程優(yōu)良可靠運(yùn)用、排污達(dá)標(biāo)的目標(biāo)條件下，將污水處理廠經(jīng)營(yíng)決策、管控、調(diào)度、過程優(yōu)化、診斷、檢測(cè)監(jiān)控等功效集成在在線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，運(yùn)用數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)處理構(gòu)建了數(shù)據(jù)平臺(tái)；平臺(tái)由二級(jí)網(wǎng)絡(luò)——污水處理廠經(jīng)營(yíng)管理局域網(wǎng)和過程檢測(cè)產(chǎn)業(yè)局域局域網(wǎng)構(gòu)成；在多級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下，以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)或關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)為主體，完成控制平臺(tái)的4個(gè)功效層：檢測(cè)監(jiān)控檢測(cè)層、過程檢測(cè)控制層、經(jīng)營(yíng)管控層、遠(yuǎn)程訪問層為主體的自控平臺(tái)構(gòu)成；中央總體控制單元為數(shù)據(jù)處理管控中心，設(shè)有3臺(tái)檢測(cè)PC機(jī)和1臺(tái)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；其中檢測(cè)PC機(jī)對(duì)整個(gè)污水廠進(jìn)行檢測(cè)、控制、遙控，數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器作為數(shù)據(jù)處理、運(yùn)用、分析和報(bào)告終端的使用。

3、DCS控制平臺(tái)的功效層與數(shù)據(jù)交換

3.1檢測(cè)監(jiān)控層

檢測(cè)監(jiān)控層由作為檢測(cè)監(jiān)控分站的2套具有雙機(jī)熱備、方法能效先進(jìn)的XCU-485運(yùn)算處理單元和多功能測(cè)控儀表、控制設(shè)施構(gòu)成；該功效層完成污水處理廠所有單元過程各類過程參數(shù)、設(shè)施運(yùn)用狀態(tài)、電氣參數(shù)的數(shù)據(jù)采集，單元過程及設(shè)施的控制，并運(yùn)用產(chǎn)業(yè)以局域向檢測(cè)層傳輸數(shù)據(jù)和接收檢測(cè)層控制指令；平臺(tái)在本分層完成了對(duì)細(xì)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(chǎn)環(huán)節(jié)技術(shù)過程變量及電氣設(shè)施的控制和防護(hù)，保證制造生產(chǎn)過程安全、可靠、科學(xué)、高效的運(yùn)用；根據(jù)技術(shù)控制的要求，對(duì)格柵以后的液位差、泵液位、氧曝池DO、進(jìn)出PH值、進(jìn)出流量、污泥濃度、藥液位、藥劑量、供配電平臺(tái)電量等變量同時(shí)完成了監(jiān)測(cè)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(tǒng)的人機(jī)接口單元，能夠很好地監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)過程和對(duì)其進(jìn)行操作，還可以通過網(wǎng)絡(luò)將當(dāng)?shù)氐男盘?hào)傳到管理服務(wù)器上。它的功能可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行闡述：第一、人機(jī)接口功能。在操作控制層的相應(yīng)計(jì)算機(jī)上設(shè)置對(duì)應(yīng)的監(jiān)控界面，以顯示污水處理工藝實(shí)施過程中的方方面面，例如現(xiàn)場(chǎng)的主接線圖、污水處理工藝的流程圖、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、相關(guān)性能參數(shù)和歷史的曲線等，還能與現(xiàn)場(chǎng)控制層互相配合，做好其他操作的執(zhí)行和控制工作等。第二，能夠自動(dòng)地對(duì)污水處理工藝實(shí)施過程中的自動(dòng)操作進(jìn)行有效的監(jiān)視，并做好相應(yīng)信息的記錄、分析和反饋，使相關(guān)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(jù)可循，提高他們的工作質(zhì)量和工作效率。第三、數(shù)據(jù)庫(kù)的功能。操作控制層可以將經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)控制層采集和處理之后的有效信息數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和記錄，并且將其儲(chǔ)存于文件中，形成相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，此外，還能對(duì)值班工作人員在值班時(shí)期的各種操作進(jìn)行記錄。第四、良好的事故記錄功能。操作控制層可以對(duì)相關(guān)模擬信號(hào)的越限報(bào)警進(jìn)行良好的記錄，并且還能夠記錄設(shè)備開頭的相關(guān)故障的發(fā)生時(shí)間，具有良好的事故記錄功能。另外，它還能打印報(bào)表，具有數(shù)據(jù)庫(kù)接口功能。

3.3管控層

本分層構(gòu)建在由管控PC機(jī)和數(shù)據(jù)服務(wù)器構(gòu)成的局域網(wǎng)上；運(yùn)用各種數(shù)據(jù)庫(kù)和專門的管控軟件，完成污水處理廠的制造生產(chǎn)過程、決策調(diào)度過程、多種制造生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管控等功能，并保留具備網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)使用者管理員訪問接口，完成授權(quán)的使用者遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)訪問。該管控層在污水處理中發(fā)揮管理、控制和協(xié)調(diào)作用。

3.4遠(yuǎn)程訪問控制層

運(yùn)用遠(yuǎn)程檢測(cè)軟件完成：（1）遠(yuǎn)程服務(wù)端數(shù)據(jù)庫(kù)訪問（根據(jù)權(quán)限查詢多種管控?cái)?shù)據(jù)、水質(zhì)指標(biāo)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)）；（2）遠(yuǎn)程服務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)訪問（污水處理運(yùn)用中遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)檢測(cè)）；（3）污水處理過程變量實(shí)時(shí)信息各種圖像遠(yuǎn)程顯示；（4）污水處理階段變量與歷史信息客戶端顯示；（5）實(shí)時(shí)運(yùn)用情況畫面遠(yuǎn)程檢測(cè)；（6）水質(zhì)變量在線記錄與遠(yuǎn)程監(jiān)控；（7）數(shù)據(jù)庫(kù)遠(yuǎn)程維護(hù)；（8）遠(yuǎn)端鍵盤情況記錄提?。z測(cè)遠(yuǎn)端鍵盤輸入項(xiàng)目）；（9）遠(yuǎn)程方法支持（領(lǐng)域?qū)＜液图夹g(shù)骨干運(yùn)用操作遠(yuǎn)程PC機(jī)間接處理現(xiàn)場(chǎng)平臺(tái)管控、應(yīng)用程序控制、安裝設(shè)置環(huán)境、過程狀態(tài)等）。

4、結(jié)語

污水處理廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)涉及的內(nèi)容較多，自動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)污水廠的工藝、規(guī)模、廠區(qū)布置，擴(kuò)建的可能性、技術(shù)性的可靠性、經(jīng)濟(jì)的合理性等因素綜合考慮，只有技術(shù)安全可靠、系統(tǒng)界線簡(jiǎn)單易操作維護(hù)才能確保系統(tǒng)安全運(yùn)行，從而使DCS控制系統(tǒng)在水處理過程中達(dá)到應(yīng)有的效果。