自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在污水深度處理站的應(yīng)用研究

李志鵬

（廈門格侖工程建設(shè)有限公司，福建 廈門 361012）

0 前言

在當(dāng)下污水處理工作是一項(xiàng)綠色可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容，而隨著自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的引入，污水深度處理站的日處理污水量將會(huì)大幅增多。自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用可以最大限度的對(duì)污水進(jìn)行深度處理，主要是依靠相關(guān)崗位的人員通過(guò)對(duì)計(jì)量信息進(jìn)行分析和判斷，從而調(diào)節(jié)生產(chǎn)。在現(xiàn)代化的工業(yè)領(lǐng)域中污水深度處理站要擁有先進(jìn)的計(jì)量設(shè)備和相關(guān)處理技術(shù)，充分的保障污水處理計(jì)量信息的準(zhǔn)確性，借助自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)和計(jì)量軟件能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)污水處理信息的集中顯示，更好的提高了企業(yè)的計(jì)量效率和污水處理水平。

1 工作概況

一般情況下企業(yè)的污水處理站日處理污水量較多，但是處理后符合再利用標(biāo)準(zhǔn)的合格水并不多，大概只占 60%左右。其余的廢水將會(huì)通過(guò)管道輸送到污水深度處理站進(jìn)行二次處理，這一過(guò)程之后達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的用水就會(huì)輸送在注氣站成為鍋爐用水。以油田企業(yè)污水深度處理站為例，生產(chǎn)工藝通常包括除油、除泥、除硅、過(guò)濾以及軟化和外輸?shù)攘鶄€(gè)主要流程，涉及到的控制參數(shù)有溫度、壓力、硬度、渾濁度以及流量和液位等，控制的主要介質(zhì)有污水、污油、空氣、硅泥、藥劑等，并且污水深度處理站的主要設(shè)施包括污水罐、過(guò)濾泵、提升泵、外輸泵以及除油池和浮選機(jī)等。通過(guò)利用計(jì)量?jī)x表中的 PLC、電磁流量計(jì)等進(jìn)行測(cè)量數(shù)值，以調(diào)節(jié)生產(chǎn)活動(dòng)。

2 自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理

2.1 處理站PLC 控制系統(tǒng)

污水深度處理站的中控室控制系統(tǒng)采用的是PLC控制系統(tǒng)，主要用做現(xiàn)場(chǎng)的開關(guān)量信號(hào)以及模擬量信號(hào)。并且PLC系統(tǒng)是一種現(xiàn)場(chǎng)性控制設(shè)備，作為下位控制器時(shí)能夠通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口與上位的計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊聯(lián)系，能夠修改控制系統(tǒng)中的各種參數(shù)和數(shù)據(jù)，同時(shí)PLC也能夠向上位計(jì)算機(jī)發(fā)送測(cè)量得到的參數(shù)結(jié)果，通過(guò)計(jì)算機(jī)的顯示功能幫助相關(guān)崗位人員進(jìn)行分析和判斷，然后實(shí)時(shí)存入到計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)中形成參數(shù)變化記錄。

2.2 自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)工作原理

自動(dòng)化控制系統(tǒng)的工作原理實(shí)際上就是通過(guò)中控室的可編程邏輯控制器完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)中的各種儀表數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和匯總，然后通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)將數(shù)據(jù)傳送到 PLC的模擬量模塊中，再傳輸?shù)缴衔挥?jì)算機(jī)中。也就是說(shuō)上位計(jì)算機(jī)是通過(guò)可編程邏輯控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制的。

3 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成

3.1 中控室和站長(zhǎng)室

污水深度處理站的中控室和站長(zhǎng)室的相關(guān)崗位操作人員基本上都是借助組態(tài)王建立的處理站自動(dòng)化監(jiān)控管理系統(tǒng)來(lái)對(duì)下位機(jī)進(jìn)行有效的控制，并且還能夠通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制的總線以及通訊模塊來(lái)和PLC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享功能，能夠高效的傳達(dá)控制指令，并形成相應(yīng)的設(shè)備執(zhí)行操作。中控室和站長(zhǎng)室在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中充當(dāng)指揮和領(lǐng)導(dǎo)的作用和地位。

3.2 PLC 設(shè)備

污水深度處理站的可編程邏輯控制器（PLC）設(shè)備具有實(shí)現(xiàn)對(duì)處理站液位、流量、壓力等關(guān)鍵數(shù)據(jù)的收集和一些基本控制功能，構(gòu)成可編程邏輯控制器（PLC）的主要配置有主機(jī)架、擴(kuò)展機(jī)架、通訊模塊、電源、CPU接口模塊還有模擬量和數(shù)字量的輸出、輸入模塊等，主要的作用是對(duì)污水深度處理站中主要儀表所測(cè)量的數(shù)值通過(guò)模擬量的通訊模塊傳送到上位計(jì)算機(jī)中，以便于操作人員對(duì)污水處理進(jìn)行有效的控制。

3.3 檢測(cè)及執(zhí)行元器件

當(dāng)前污水深度處理站中自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要監(jiān)測(cè)和執(zhí)行元器件包括現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量的壓力表、溫度表、液位計(jì)以及流量計(jì)和濁度儀、電磁閥等儀表，工作內(nèi)容是對(duì)污水深度處理過(guò)程中各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)和參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，保障污水處理設(shè)備能夠正常運(yùn)行，同時(shí)也對(duì)處理后的合格用水進(jìn)行檢測(cè)，并執(zhí)行相關(guān)傳輸操作，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化對(duì)污水進(jìn)行深度處理的目的。

4 自動(dòng)化計(jì)量實(shí)現(xiàn)的功能

4.1 動(dòng)態(tài)顯示圖表參數(shù)

在污水深度處理站的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)顯示圖標(biāo)參數(shù)是一個(gè)重要的功能，使操作人員能夠在中控室中的上位計(jì)算機(jī)比較明顯的觀察到現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)污水處理水罐以及水池的液位情況，其中包括污水輸水管的壓力信息和流量信息以及水泵的開停信息等都可以用計(jì)算機(jī)中的動(dòng)畫形式清除直觀的表現(xiàn)出來(lái)，以便于相關(guān)操作人員能夠根據(jù)各項(xiàng)設(shè)備的工況進(jìn)行合理的污水處理操作。

4.2 顯示現(xiàn)場(chǎng)各儀表的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)

自動(dòng)化計(jì)量能夠?qū)崿F(xiàn)的一個(gè)主要功能就是能夠充分的顯示出現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)儀表的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),并且在一定程度上還能夠反映出每個(gè)儀表中各個(gè)參數(shù)的變化情況，操作人員可以在中控室和站長(zhǎng)室通過(guò)上位計(jì)算機(jī)的操作控制對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的儀表數(shù)值隨時(shí)進(jìn)行調(diào)用和顯示，極大的便利了相關(guān)人員的操作和決策過(guò)程，是自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)所具有的優(yōu)勢(shì)之一，同時(shí)如果操作人員有需要還可以對(duì)檢測(cè)到的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行歷史查詢和打印，從而使一定時(shí)間段的儀表檢測(cè)數(shù)據(jù)變化更加直觀。

4.3 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示

自動(dòng)化計(jì)量最大的特點(diǎn)就體現(xiàn)在無(wú)需人為進(jìn)行記錄操作，自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)直接能夠?qū)⒏鱾€(gè)設(shè)備以及儀表檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和信號(hào)轉(zhuǎn)換，最終匯集到上位計(jì)算機(jī)的顯示屏，由于數(shù)字量和模擬量模塊的快速處理功能實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化計(jì)量的實(shí)時(shí)顯示功能，信息在傳輸?shù)缴衔挥?jì)算機(jī)的同時(shí)也儲(chǔ)存在了數(shù)據(jù)庫(kù)中，操作人員可以在任一時(shí)間對(duì)歷史記錄進(jìn)行查詢、刪除以及打印等操作，也可以實(shí)時(shí)顯示用于操作人員實(shí)時(shí)監(jiān)控。

4.4 自動(dòng)報(bào)警

自動(dòng)化控制系統(tǒng)的自動(dòng)化計(jì)量不僅僅只有測(cè)量?jī)x表數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行的功能，它還能夠在控制變量出現(xiàn)異常時(shí)發(fā)出警報(bào)。在污水深度處理站正常工作時(shí)，一旦監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的溫度、壓力、液位等數(shù)值超過(guò)了預(yù)設(shè)的相關(guān)參數(shù)，就會(huì)發(fā)出提醒信號(hào)警示操作人員對(duì)異常變量立即進(jìn)行調(diào)節(jié)。這一過(guò)程中當(dāng)自動(dòng)警報(bào)響起，操作人員需要按照相關(guān)操作標(biāo)準(zhǔn)按下可編程邏輯控制器（PLC）中的報(bào)警確認(rèn)按鈕，即可停止警報(bào)，并且操作人員還要根據(jù)計(jì)算機(jī)中顯示的報(bào)警畫面和信息反饋到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中進(jìn)行故障排查和檢測(cè)，然后對(duì)比報(bào)警信息和記錄最終實(shí)現(xiàn)故障排除。

4.5 其他功能

自動(dòng)化計(jì)量還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)污水處理設(shè)備比如閥的開度進(jìn)行自動(dòng)控制和手動(dòng)控制調(diào)節(jié)，是一種有效的現(xiàn)場(chǎng)控制管理功能和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)化控制服務(wù)的功能。除此之外通過(guò)開發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)連接（OBDC）接口也能夠?qū)崿F(xiàn)第三方的商業(yè)數(shù)據(jù)接入，從而更好的對(duì)自動(dòng)化計(jì)量參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，保障污水深度處理可以在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中高效率的進(jìn)行污水處理工作。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在污水深度處理站中應(yīng)用先進(jìn)的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)以及自動(dòng)化計(jì)量軟件能夠很好的實(shí)現(xiàn)污水處理數(shù)據(jù)的收集和集中顯示并實(shí)行有效控制。因此完善的計(jì)量設(shè)備和科學(xué)合理的計(jì)量技術(shù)能夠?yàn)槲鬯幚硐到y(tǒng)的基礎(chǔ)工作提供一定的技術(shù)保障，比如可以應(yīng)用于斜板除油池以及浮選機(jī)通過(guò)可編程邏輯控制器實(shí)現(xiàn)收油和排泥工作流程的自動(dòng)化，相比于傳統(tǒng)的人工和舊設(shè)備來(lái)說(shuō)大幅度縮短了操作時(shí)間，提高了污水的處理效率。另外在自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的支持下可以實(shí)現(xiàn)借助可編程邏輯控制器對(duì)多介質(zhì)過(guò)濾器進(jìn)行自動(dòng)操作，使污水深度處理的參數(shù)更加準(zhǔn)確、操作更加便捷，促進(jìn)了污水深度處理技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，進(jìn)而更好的建營(yíng)造生態(tài)文明的社會(huì)主義和諧發(fā)展氛圍。