污水处理自动化控制系统的应用研究
时间：2012-12-27 16:45:13 第一对焦：RSView
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污水处理自动化控制系统的应用研究
2011-11-21 14:25:26
冯锋（江苏省金州恒智工程有限公司）
根据英国《每日邮报》报道，今年10月，人类人口进入70亿时代，本世纪末将突破100亿。这样一来，水资源危机将日趋严重。为了保护环境，节约用水，我国近年来对城市污水处理的投入大幅度增加，在一般的大、中城市都建立起了污水处理厂。但限于各方面的原因，大部分的污水处理厂都是人工操作状态，技术和管理跟不上，运行成本也相当惊人。据有关调查资料，目前我国各地区污水处理的平均电耗为0.29KW·h / m3，比发达国家落后10到20年，电耗差不多是发达国家的两倍。如何提高我国城市污水处理自动化控制水平，是亟待解决的问题。本文根据自己工作中的实际，结合某厂实际，提出城市污水处理自动化控制系统的设计，希望对普遍的自动化控制系统运用提供启发。
1.自动化控制系统的总体构成设计
在总体设计中，应充分考虑污水处理工艺流程各个部分的特性，覆盖污水处理的各个环节，如沉砂池——最初沉淀池——反应槽——最终沉淀池——消毒设备——污泥处理等。这一自动化控制系统应该包括中央控制室监控系统、可编程控制器（PLC），检测仪表，闭路监控，避雷等。该系统应该能够及时全面地反映出污水处理过程的运行工况、工艺参数的变化等信息，保证适用性强，开放性好，保证出水水质，节省成本，保证提高运行管理水平。 这一系统可以分为现场控制层和管理监控层两个部分。现场控制层通过现场控制器实施控制。这是一个实时监控的体系，24小时全方位实现监控。它实现了污水处理所有环节的过程参数和设备运行状态监控；它还实现对电气参数的数据采集，对单元过程、设备进行控制。它利用网络向监控层传送数据，按照监控层的控制指令，实现对现场设备的数据采集、报警、控制和连锁等。管理监控层全面采用组态软件，数据传输、通讯通过开放式通讯协议进行实现。在运行的过程中，将形成实时数据库，同步完成画面的组态设置。不仅如此，这一大监控层，还能参与生产数据报表计算和统计，通过大量的数据信息，同步降低管理的强度，使管理更加科学化、系统化和规范化，有力地促进管理水平的飞跃。 2.自动化控制系统设备选型 监控系统的选型。按照某污水处理厂的设计，采用工业控制机 IPC610（研华股份有限公司生产）作为计算机控制系统中的上位监控计算机。显示器，选用相关配套产品。之所以采用该产品，是因为在以往的实践中，确认其可以在工业应用环境下，有效地提高设备的使用寿命。上位组态软件采用RSview监控组态软件包（诶比集团生产）。现场控制站内的可编程控制器选用ControlLogix系列（诶比集团生产），显示器选用该系列的配套产品。工业以太网交换机选用ED6008 系列（摩沙公司生产），其通讯介质为光纤。各个就地控制站选用SLC 系列控制器（诶比集团生产），通过DeviceNet或DH+实现与现场控制站连接。 仪表选型。建议采用进口设备，下列产品经市场检验，为优质产品，如瑞士 ZüLLIG公司生产的溶解氧分析仪；美国哈希公司生产的在线COD分析仪表；日本TOMOE公司生产的电动调节阀门；德国恩德斯豪斯公司生产的浓度分析仪表；德国莱比信公司生产的空气流量计等。 3.控制系统设计的细节说明 第一，设置超声波液位差计，在粗、细格栅前后均进行设置，链接到现场和中央控制室电脑显示器。通过控制数据，确定合理的工艺值，一旦前后液位差值出现异常，自动启动相关程序，实现对粗、细格栅的连锁启停。 第二，在旋流沉砂池里面设置PH 计，实时监测瞬时进水PH 值。根据设计要求，我们根据测算，确定科学合理的PH值为4.0～9.0，当PH值出现异常时，中控室电脑就会发出声光报警信号。 第三，在进水管里面安装电磁流量计，实时监测进水流量。如果液位值出现异常，我们设计的自动化系统，会发出报警信号，自动启动相关程序，实现对五台进水提升泵的启停。 第四，在缺氧池里面设置溶解氧（DO）在线测定仪1台，在好氧池中也设置1台。然后确定合理的监测溶解氧数值（缺氧池1.0mg/L左右；好氧池2.0～2.5mg/L左右），当DO值出现异常时，中控室电脑就会发出报警信号。此时，操作人员根据需要，打开所需的曝气机，使溶解氧恢复到正常范围内。 第五，在好氧池中设置两台污泥浓度计，实时监测污泥浓度，根据监测值，在中央控制室内，远程控制，增加排泥或者是增加污泥回流量。
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