淺談臨盤污水處理站中的自控系統(tǒng)

劉楓

摘 要：目前，我國水資源證面臨嚴(yán)重的污染問題，做好水資源處理成為現(xiàn)代化發(fā)展的重要工程。自控系統(tǒng)運(yùn)用于污水處理是高科技的嘗試，本文分析了自控系統(tǒng)運(yùn)用于油田污水處理中，并描述了油田污水處理廠的自控系統(tǒng)配置結(jié)構(gòu)，提出了污水處理的相關(guān)問題及建議。

關(guān)鍵詞：自控系統(tǒng)、油田污水處理、運(yùn)用

一、臨盤污水處理站的自控系統(tǒng)

臨盤污水處理自控系統(tǒng)主要采用數(shù)字計算機(jī)及PLC控制柜，建立起了控制性能好和自動化程度高的數(shù)字控制系統(tǒng)，是具有控制與管理雙重功能的過程控制系統(tǒng)。從概念上可分為上位機(jī)和下位機(jī)。

1、上位機(jī)

上位機(jī)是指可以直接發(fā)出操控命令的計算機(jī)，屏幕上可顯示各種信號變化（例如液壓，水位，溫度等）。上位機(jī)包括計算機(jī)和可操作控制面板。計算機(jī)顯示現(xiàn)場傳輸回來的生產(chǎn)參數(shù)，例如水量、壓力、液位、PH值等。控制面板可以直接操作泵的啟停與頻率。

2、下位機(jī)

下位機(jī)指的是直接控制設(shè)備獲取設(shè)備狀況的計算機(jī)。上位機(jī)發(fā)出的命令首先給下位機(jī)，下位機(jī)再根據(jù)此命令解釋成相應(yīng)時序信號直接控制相應(yīng)設(shè)備。下位機(jī)不時讀取設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)（一般為模擬量），轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號反饋給上位機(jī)。

我廠污水處理自控系統(tǒng)主要分為四大部分：來水單元、污水處理單元、污泥處理單元、外輸單元。

2.1、來水單元

目前我廠污水處理站使用的污水進(jìn)站實時監(jiān)測流量計為電磁流量計，通過數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)（控制面板）實現(xiàn)了實時監(jiān)控，適應(yīng)污水站的生產(chǎn)和污水水質(zhì)特點，使用情況良好。實時監(jiān)控也使迅速了解水量的變化情況得以實現(xiàn)。該流量計的測量原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。特點：測量結(jié)果與液體的壓力、溫度、密度、粘度、電導(dǎo)率等物理參數(shù)無關(guān)，因此測量精度高。

2.2、污水處理單元

過濾罐是污水處理的最后一道關(guān)卡，濾料吸附的油和懸浮物通過反沖去除，過濾罐的生產(chǎn)過程全部是自動控制，通過電動閥的開關(guān)自動完成，有效降低了工人的勞動強(qiáng)度。特點：通過液晶顯示屏顯示整個系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，各個閥門的開啟狀況直觀的顯示在屏幕上，使崗位職工對設(shè)備的運(yùn)行狀況了如指掌。

同時我們在過濾罐出口管線上安裝了PH在線檢測儀，該儀器的具有智能化、抗干擾能力強(qiáng)、維護(hù)簡便、顯示信息多，可同時顯示PH值和溫度值的基本特點。PH值的實時監(jiān)控為調(diào)節(jié)藥量提供了依據(jù)，為保障水質(zhì)平穩(wěn)發(fā)揮了重要作用。

2.3、污泥處理單元

污泥沉降排泥工藝共經(jīng)歷了兩個階段：第一個階段是采用滑泥坡將污泥沉積在罐底，罐底的污泥通過底部排泥管上的排泥孔匯集至排泥管內(nèi)由電動閥控制排出污泥；第二個階段是2012年引進(jìn)刮吸泥機(jī)技術(shù)，即在沉降罐內(nèi)安裝刮吸泥機(jī)。工作人員通過自動控制設(shè)備的啟動按鈕，信號經(jīng)過可編程控制器處理后，控制電機(jī)及與排泥管連通的電動蝶閥同時開啟，排泥工作開始。特點：1、操作更加簡單化、精細(xì)化；2、罐內(nèi)污泥沉積量明顯減少，減少清罐費(fèi)用同時將清罐對生產(chǎn)的影響降到最低。

投產(chǎn)以來運(yùn)行平穩(wěn)，大大提高沉降罐排泥水平，濾前水質(zhì)得到大幅度提高，為回注水水質(zhì)的提高打下堅實基礎(chǔ)。

2.4、外輸單元

我們在外輸泵安裝變頻系統(tǒng)后，以安裝在外輸罐的液位顯示計和泵壓作為控制參數(shù)，隨時調(diào)整輸出頻率，控制泵的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而改變泵的運(yùn)行。特點：通過液晶顯示屏顯示注水罐的液位以及泵壓狀況，使崗位職工對生產(chǎn)的運(yùn)行狀況了如指掌。

二、自控系統(tǒng)的建設(shè)存在問題

自控系統(tǒng)在污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用，對于減輕操作工人的勞動強(qiáng)度，提高污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行和管理狀況起到了極大的作用。但是由于污水處理行業(yè)的特殊性、污水環(huán)境的復(fù)雜性，自控系統(tǒng)在污水處理的應(yīng)用也存在著一些問題：

1、管理人員對自控系統(tǒng)的重視程度

由于自控系統(tǒng)價格昂貴，使用維護(hù)難度高，特別是，人力成本較低，使得上級不愿意在自控系統(tǒng)方面進(jìn)行資金和人員投入，甚至取消自動化系統(tǒng)，完全依賴人工進(jìn)行現(xiàn)場操作和控制，從而形成了一個思維慣性，對自動化的重視程度明顯不足。

2、自控系統(tǒng)的安裝和使用前充分考慮污水站的工作條件

自控系統(tǒng)在現(xiàn)場安裝時，一些功能設(shè)計沒有仔細(xì)地考慮污水處理現(xiàn)場的實際生產(chǎn)條件，與工藝流程等不相吻合，不僅造成巨大的資源浪費(fèi)，而且，使得操作人員難以駕馭，最后不得不逐漸棄用或大幅改造。

3、自控系統(tǒng)的技術(shù)維護(hù)工作不到位

自控系統(tǒng)的很多問題產(chǎn)生于使用過程，對系統(tǒng)產(chǎn)生的一些小問題，如果不及時處理，很可能使系統(tǒng)的故障逐步擴(kuò)大，以致產(chǎn)生較大的問題，甚至全部癱瘓，影響正常的生產(chǎn)運(yùn)行。

三、自控系統(tǒng)改進(jìn)建議

1、自控系統(tǒng)的安裝和使用前充分考慮污水站的工作條件

自控系統(tǒng)在現(xiàn)場安裝時，一些功能設(shè)計沒有仔細(xì)地考慮現(xiàn)場的實際生產(chǎn)條件，與工藝流程等不相吻合，不僅造成巨大的資源浪費(fèi)，而且，使得操作人員難以駕馭，最后不得不逐漸棄用或大幅改造。

建議：應(yīng)從污水處理站的具體生產(chǎn)情況分析，自控系統(tǒng)是否滿足生產(chǎn)的應(yīng)用場合、工藝流程、穩(wěn)定性、靈敏度和耐用性等方面的要求。重點考慮每個污水處理站都有不同的生產(chǎn)情況。比如污水處理量的大小、是否有精細(xì)過濾裝置等等。

2、引進(jìn)自控技術(shù)方面人才或加強(qiáng)人員的培訓(xùn)

自控系統(tǒng)具有一定的技術(shù)難度，需要具備一定專業(yè)技能和經(jīng)驗的人才能勝任其設(shè)計、制造、軟件開發(fā)、系統(tǒng)調(diào)試及維護(hù)工作。特別是大部分現(xiàn)場檢測設(shè)備是進(jìn)口產(chǎn)品，還需要有相應(yīng)的英語水平，未經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)盲目上崗容易出現(xiàn)肓目操作、誤操作等問題。

建議：引進(jìn)自控技術(shù)方面專業(yè)人才或加強(qiáng)人員的培訓(xùn)，有專人負(fù)責(zé)自控系統(tǒng)的調(diào)試與維護(hù)工作，并開展現(xiàn)場實戰(zhàn)演練等。

3、定期進(jìn)行正確的清洗與保養(yǎng)維護(hù)工作

在線的儀表探頭長期浸沒在污水中，污水中的一些纏繞性的雜質(zhì)極易裹在探頭上，造成在線數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確性，嚴(yán)重的可能會造成探頭損壞，使在線儀表的定期保養(yǎng)和維護(hù)工作難度增大，增加設(shè)備維護(hù)成本。

建議：應(yīng)加強(qiáng)儀表和系統(tǒng)選型的規(guī)范工作，建立自控系統(tǒng)及相關(guān)儀表的配置使用標(biāo)準(zhǔn)，研發(fā)新型的在線儀表探頭，以適應(yīng)污水處理的特殊環(huán)境，便于維修維護(hù)，降低成本。

4、制定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案

由于油田生產(chǎn)開發(fā)過程存在特殊性，如在進(jìn)行污水站工藝改造、水處理設(shè)備非正常運(yùn)行、供電電壓不穩(wěn)定、電磁干擾等情況時，可能造成程序錯誤或運(yùn)算錯誤，應(yīng)及時對做出相應(yīng)的調(diào)整，避免對儀器造成的損壞。

建議：安裝帶屏蔽層的隔離變壓器，并應(yīng)當(dāng)制定切實有效的應(yīng)急預(yù)案，在發(fā)生緊急情況時，可強(qiáng)制執(zhí)行。

四、自控系統(tǒng)發(fā)展趨勢

自動控制在水務(wù)行業(yè)的作用已經(jīng)不僅僅體現(xiàn)在降低人工成本的簡單層面，更多的將體現(xiàn)在精細(xì)化管理、信息化管理、集團(tuán)化管理、智能化控制以及數(shù)據(jù)挖掘等方面，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式顯然已經(jīng)無法滿足這一要求，從而產(chǎn)生了對自控新技術(shù)的強(qiáng)勁需求。

現(xiàn)在，污水處理站的自動化、信息化水平已經(jīng)成為衡量一個污水處理站現(xiàn)代化水平和競爭力的重要標(biāo)志，在一定程度上決定了其未來市場地位，其重要性不言而喻。

但是，誠如前面所提，污水處理行業(yè)自控的建設(shè)、應(yīng)用以及人才培養(yǎng)等方面還存在很多問題，還需要我們共同探討、共同努力來解決這些問題。