某城镇污水处理厂自控系统升级改造

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【摘要】自动化控制是城镇污水处理厂生产运行中重要一环。以往的自动化控制强调对设备的远程操控。随着运行经验的积累以及运行环境的变化，自动化控制逐步向报警、预警等智能化方向发展。本文介绍了某城市污水处理厂自控控制系统的升级改造。

【关键词】城市污水处理厂；自动化控制；升级

随着经济发展和对水环境问题的日益严重，污水处理厂建设的建设、运营的要求也越来越高。目前，大部分污水厂采用自动化控制，从而达到节省劳动力、提高运行效率的作用。因管网建设等原因，大部分污水处理厂的设计进水标准与实际情况都有较大差异。同时，随着对环境问题的关注，排放标准也不断提高。因此，在污水处理厂自控系统运行一段时间后，应根据实际的运行情况进行升级改造，必要时需要更新换代。本文所提到的污水厂运行至今已有13年，原自控系统已具有一定的局限性，此次升级改造更关注运行的稳定性以及出水安全性。

1、 概况

某污水处理厂首期工程于2002年10投产，二期工程于2008年12月投产，总规模为20万立方米/日。员工总数为24人，其中，运行班为10人，四班三运转。全厂生产采用自动化控制系统，正常设备操作完全是通过自控系统进行。随着运行时间的增长，外部进水条件的变化以及出水水质要求的不断提高，原自控系统的局限性也日渐明显。为此，结合十年来的运行经验，以及实际生产情况，该厂于2014年进行自控系统升级改造。

2、 原自控系统现状

2.1工艺流程

2.2原自控系统

2.2.1原自控系统简介

原自动化控制系统包括监控和编程软件、显示终端、开发系统、辅助设备、扩展容量和操作台、控制箱柜。同时还设有CCTV电视监控系统，将所有的监控及管理计算机连成一个局域网。设置污水处理厂管理系统、监控主站，根据现场构筑物的位置及工艺过程确定控制站点。根据工艺过程的要求和设备的特点设置控制站点并组成控制网络。控制过程实现三级控制：第一、现场机旁手动控制；第二、就地控制站单元集中自动和单动（软手动）控制；第三、中央控制室全厂集中控制。本次升级改造主要第三项内容进行改造。

原自动化控制系统可以实现生产设备的远程控制，远程监控，但未能根据生产的需要，实现智能化控制。

2.2.2、原系统存在的问题

1）自控系统运行近6年，存在一定的系统垃圾。会出现部分运行速度慢、程序运行死机现象。

2）报警窗口不明显，易忽略。原系统所有报警都出现在一个工具条内，并且新的报警和以往存在的报警同时存在，易出现视觉疲劳，不能引起操作人员重视；

3）工艺矩阵不能自动显示，对于经验不丰富的操作人员，容易出现操作失误；

4）手工排泥，完全依靠操作人员的经验排泥，不利于污泥的稳定控制。

3、 自控系统的升级改造

3.1、增设预警功能

自动化系统不但能实现生产的自动化控制，还能在生产过程中，根据事先设定的判断条件，实现预警功能，确保生产的稳定性。

3.1.1、一级预警：对于一级报警，需设单独报警框，红色闪烁显示，同时加声音报警，报警消除需要输入密码

1）出水阀与空气阀同时开启，一级报警；

2）出水阀与搅拌器同时开启，一级报警；

3）COD≥40mg/l（排放标准为60mg/l）

4）氨氮≥6mg/l（排放标准为8mg/l）

5）关键设备故障（水泵、鼓风机、进出水闸门、反冲洗闸门）

6）水利负荷超标报警：出水流量报警，当出水流量超过一定区间时报警，≥启出水阀门的数量*1300；≤启动出水阀门的数量*800

3.1.2、二级预警：二级报警，系统报警栏列出，加声音报警

1） 进水水位异常

2） 污泥浓度高于设定值；

3） 溶解氧大于设定值；

4） 出水pH与进水pH值之差超过设定值

3.2、增设自控控制功能

1） 自动排泥设置，将排泥泵的开启和关闭纳入矩阵。

2） 管理员可对其运行阶段、运行时间进行设置

3.3矩阵自动显示功能

当矩阵运行到某一阶段时，自动显示该阶段的设备运行状态。而不必再用查询功能。

3.4、操作人员权限管理

通过对操作人员的权限设置，不同的操作人员对于系统具有不同的浏览、修改、操作的权限，从而避免操作人员的误操作。

其中管理员有权对一级、二级报警进行类别和警戒值的设定。而一般用户只能在界面内操作。

4、 结论

因该污水厂工艺为UNITANK 工艺，设备多、自动化程度高。同时，因为该污水厂地处工业区，进水水量和水质都不稳定，因此，自动控制系统的报警、预警功能的作用更加突出。升级后的系统经过一年的试用调整，运行情况稳定，达到了预期的目的。