摘 要主要介紹了佛山三山污水處理廠污水處理自控系統(tǒng)其構(gòu)成、功能、控制模式、故障與報警、運行與維護等，并結(jié)合實踐經(jīng)驗，總結(jié)了自動化在線儀表的日常維護保養(yǎng)問題。
　　關(guān)鍵詞污水處理廠；在線儀表；自控系統(tǒng)；PLC控制
　　　　三山污水處理廠位于佛山南海市三山港鎮(zhèn)，營順油庫對面。該工程規(guī)劃總規(guī)模5萬m3/d，分兩期建設(shè)，一期工程設(shè)計污水處理能力2..5萬m3/d，
　　采用了A2O（厭氧 缺氧 好氧）工藝。一期工程于2009年7月進入調(diào)試期。該工程自動化程度較高，多數(shù)設(shè)備運行及數(shù)據(jù)監(jiān)測可由計算機自動控制。自動控制系統(tǒng)調(diào)試完成并投入運行后，運營、管理效果良好。下面就該系統(tǒng)構(gòu)成、功能、控制模式、故障與報警、運行與維護等作一粗淺介紹。
　　1系統(tǒng)構(gòu)成
　　1）控制裝置構(gòu)成。根據(jù)A2O污水處理的工藝流程、自控設(shè)計藍(lán)圖、設(shè)備I/O點數(shù)布置，PLC系統(tǒng)分六個控制站及兩個遠(yuǎn)程I/O站。六個控制站為配電房控制室PLC1#站，風(fēng)機房控制室PLC2#站，A2O生化池2-1#遠(yuǎn)程I/O站，二沉池2-2#遠(yuǎn)程I/O站，與設(shè)備配套的脫水機房加藥系統(tǒng)PLC工作站、兩個脫水機PLC工作站及紫外線消毒PLC工作站。自控系統(tǒng)主要由各檢測儀表、各PLC控制站和中控室上位監(jiān)控計算機操作站組成， 現(xiàn)場控制站和上位機通過光纖以太網(wǎng)相連，與設(shè)備配套的PLC控制站采用MODUBUS通訊方式與PLC2#通訊，并由PLC2#控制站將加藥系統(tǒng)，脫水機系統(tǒng)，紫外線消毒系統(tǒng)等三個PLC站的控制設(shè)備的運行狀態(tài)及數(shù)據(jù)傳送到上位計算機。
　　自動檢測裝置包括變頻器、進出水流量計、風(fēng)管風(fēng)量計、pH儀、溶解氧儀（DO）、化學(xué)需氧量儀（COD）、污泥濃度儀（SS）及超聲波液位計和液位差計等八類自動檢測儀表，除各流量計的累計流量輸出信號為脈沖，其余儀表測量數(shù)據(jù)的輸出信號均為模擬量4～20mA。
　　2）設(shè)備構(gòu)成。受控設(shè)備包括進水提升泵，粗、細(xì)格柵、吸砂行車，砂水分離器、攪拌器、推流器、刮吸泥機、電動閘門，羅茨風(fēng)機、脫水機等40多臺設(shè)備，除進水提升泵，曝氣羅茨風(fēng)機輸出狀態(tài)為開關(guān)量及模擬量（控制頻率），其余設(shè)備的輸出狀態(tài)信號為開關(guān)量。脫水間自動加藥系統(tǒng)、脫水機系統(tǒng)、紫外線消毒系統(tǒng)、恒壓供水系統(tǒng)在上位計算機只能監(jiān)視其狀態(tài)，控制操作需在現(xiàn)場PLC控制站中的觸摸屏上進行，其余設(shè)備可在計算機進行控制。
　　2系統(tǒng)功能
　　2.1系統(tǒng)工作原理
　　現(xiàn)場儀表對生產(chǎn)中各個參數(shù)自動、連續(xù)地進行檢測，同時將信號傳送給現(xiàn)場PLC，現(xiàn)場PLC通過計算后得出的數(shù)值在上位機的監(jiān)控軟件相應(yīng)的畫面和報表中顯示出來；PLC和上位計算機監(jiān)控軟件中設(shè)定的工藝參數(shù)進行比較，自動地調(diào)節(jié)某臺設(shè)備的工況（運行頻率，啟動或停止），也可手動對某臺設(shè)備進行控制，從而滿足生產(chǎn)的需要。
　　2.2自動控制過程
　　1）PLC1#站。PLC1#站主要控制進水提升泵房及粗細(xì)格柵系統(tǒng)設(shè)備。主要監(jiān)測數(shù)據(jù)為提升泵運行電流、頻率，進水泵房超聲波液位，粗格柵超聲波液位差及儲泥池超聲波液位。監(jiān)控設(shè)備為：粗格柵、進水提升泵、細(xì)格柵，吸砂行車，砂水分離器，儲泥池推流攪拌機。本站實現(xiàn)以下主要功能：根據(jù)進水泵房液位控制提升泵的啟停，粗格柵前后液位差或時間周期控制格柵機的啟停，粗格柵螺旋輸送機與格柵機聯(lián)動；根據(jù)液位控制提升泵的啟停臺數(shù)，按照運行時間，先開先停某臺水泵；根據(jù)液位差或時間周期控制細(xì)格柵機的啟停，細(xì)格柵螺旋輸送機與細(xì)格柵機聯(lián)動；實現(xiàn)砂水分離器和吸砂行車系統(tǒng)的聯(lián)動運行。
　　2）PLC2#站。PLC2#站控制系統(tǒng)由PLC2柜，2-1#遠(yuǎn)程I/O柜，2-2#遠(yuǎn)程I/O柜組成。PLC2柜監(jiān)控對象主要為曝氣羅茨風(fēng)機，主要檢測信號為曝氣羅茨風(fēng)機運行電流，頻率，風(fēng)管壓力，風(fēng)管瞬時流量及累計流量，進水瞬時流量及累計流量。2-1#遠(yuǎn)程I/O柜監(jiān)控對象為生化池12臺攪拌機，6臺內(nèi)回流污泥泵，除臭系統(tǒng)；檢測信號主要有生化池DO（溶解氧）、SS（濁度）。2-2#監(jiān)控對象為二沉池兩臺刮吸泥機，二沉池配水井的兩臺外回流污泥泵，兩臺剩余污泥泵，及兩臺電動閘門，主要檢測信號為出水COD，出水瞬時流量及累計流量，出水PH。本站實現(xiàn)以下主要功能：根據(jù)好氧池上的DO儀檢測值，通過控制風(fēng)機變頻器的運行頻率，實現(xiàn)對好氧區(qū)域DO的調(diào)節(jié)，達(dá)到最佳處理效果；DO的設(shè)定值可人工任意設(shè)定，控制范圍在設(shè)定值的上下區(qū)間內(nèi)；遠(yuǎn)程控制攪拌器、外回流污泥泵，剩余污泥泵，刮吸泥機等設(shè)備；采集各個設(shè)備狀態(tài)及儀表信號。
　　3）加藥系統(tǒng)PLC控制站。脫水機房自動加藥系統(tǒng)，管理和控制污泥處理的加藥系統(tǒng)設(shè)備。
　　4）脫水機PLC控制站。兩套脫水機PLC柜分別控制兩套脫水機設(shè)備。根據(jù)工藝要求控制泥切割機，進泥螺桿泵，脫水機。
　　5）紫外線消毒系統(tǒng)PLC控制站及恒壓供水控制站。紫外線消毒系統(tǒng)采用紫外線燈對出水進行消毒，PLC柜為設(shè)備配套提供。二沉池上清液經(jīng)出水管進入紫外線消毒系統(tǒng)消毒后大部分排出，小部分由恒壓供水系統(tǒng)將輸送回廠區(qū)進行回用。
　　3控制模式
　　粗格柵、細(xì)格柵、吸砂行車、提升泵、攪拌器、推流器、曝氣羅茨風(fēng)機、回流泵、刮吸泥機等設(shè)備的控制模式均分就地控制和遠(yuǎn)程控制兩種模式：就地控制由現(xiàn)場設(shè)備控制柜對設(shè)備進行操作；遠(yuǎn)程控制是由操作員通過中控室上位機操作界面控制設(shè)備的啟停；下面主要談?wù)勥h(yuǎn)程自動控制模式。
　　1）粗、細(xì)格柵。粗格柵、細(xì)格柵前后各安裝了1套超聲波液位差計，通過格柵前后的液位差來反映格柵阻塞程度，并傳輸?shù)絇LC控制器，進行分析計算。當(dāng)液位差超過預(yù)設(shè)的數(shù)值，則啟動格柵機，清除垃圾，保障正常過水，且合理的減少了設(shè)備磨損。粗、細(xì)格柵還可根據(jù)設(shè)定的啟停時間間隔自動控制格柵的啟停。
　　2）吸砂行車系統(tǒng)。細(xì)格柵后一道工序--沉砂池吸砂行車系統(tǒng)及砂水分離器則根據(jù)設(shè)定的運行周期（如每隔0.5h啟動1次）自動控制開機。
　　3）水下攪拌機。各水下攪拌器在操作畫面中如設(shè)定為“自動”運行狀態(tài)后將連續(xù)運行，除非故障或手動停機。
　　4）提升泵。集水池共設(shè)置3臺提升泵，兩臺變頻，一臺工頻。根據(jù)提升泵房的液位值，為實現(xiàn)進水提升泵的自動控制，粗格柵機前后的超聲波液位差計，采集集水池的液位信號，實時傳輸?shù)絇LC控制器及上位機，進行系統(tǒng)分析，與預(yù)設(shè)值進行比較，自動判斷決定啟動泵的類型和臺數(shù)。
　　5）羅茨風(fēng)機。風(fēng)機房一期共安裝兩臺220KW曝氣羅茨風(fēng)機，PLC根據(jù)生化池內(nèi)DO反饋值與設(shè)定值比較，并根據(jù)偏差和變化趨勢調(diào)節(jié)風(fēng)機變頻器的頻率及控制風(fēng)機的啟動臺數(shù)，使DO保持在給定值。系統(tǒng)設(shè)置了羅茨風(fēng)機超壓力保護。
　　6）回流泵。內(nèi)外回流泵在操作畫面中如設(shè)定為“自動”運行狀態(tài)后將連續(xù)運行，除非故障或手動停機。系統(tǒng)設(shè)置了低液位保護，液位過低系統(tǒng)將強制所有的泵停機并報警。
　　7）進出水流量。進水泵房每臺提升泵至細(xì)格柵之間的直管段各安裝一臺電磁流量計傳感器，共安裝三臺電磁流量計傳感器；每臺變送器顯示相應(yīng)提升泵提升污水的瞬時流量，累計流量。瞬時流量之4-20mA信號，累計流量之脈沖信號傳送至鼓風(fēng)機房PLC中。出水流量計安裝于出水流量計井，流量信號傳送至2-2#PLC控制站。進出水流量信號再通過光纖以太網(wǎng)傳送至中控制室電腦，在監(jiān)控畫面及報表系統(tǒng)中顯示。
　　8）二沉池刮吸泥橋。從2座好氧池出來的污水都進入二沉池配水井，并通過二沉池配水井將污水均勻流至2個二沉池；二沉池采用中心進水、周邊出水輻流式沉淀池，每池設(shè)1臺全橋式周邊刮泥機。由于比重不同，在二沉池中停留一段時間的泥水混合物即進行分離，上清液經(jīng)出水管道進入紫外線消毒池消毒后作為出水排放或由恒壓供水泵提取作為回用水。刮泥機把泥刮向池中心，流向污泥泵房，污泥泵房泥水混合液一部分通過外回流污泥泵回流至生化池；一部分通過剩余污泥泵輸送到儲泥池，之后儲泥池內(nèi)泥水混合物由污泥螺桿泵抽至脫水機房進行壓濾脫水處理。
　　4故障與報警
　　系統(tǒng)擁有完備的參數(shù)保護和報警功能，設(shè)備出現(xiàn)故障，如：泵的低液位停機保護、設(shè)備過載保護，參數(shù)的超出高低限報警等。當(dāng)發(fā)生報警時上位機畫面中會自動彈出一個報警提示窗口，在該窗口中顯示了發(fā)生報警的設(shè)備名稱和報警狀態(tài)。點擊“確認(rèn)”或者“總確認(rèn)”按鈕，再點擊關(guān)閉按鈕才能正確關(guān)閉該報警。
　　5維護與保養(yǎng)
　　每天應(yīng)定時巡查，查看設(shè)備的運行是否正常，聽設(shè)備的運轉(zhuǎn)聲音是否正常，如發(fā)現(xiàn)異常，為確保設(shè)備不被損壞應(yīng)及時停機并由通知專業(yè)人員進行維修，部分設(shè)備需注意適時加油。
　　自動檢測儀表故障報警主要是由于被測參數(shù)超出測量范圍或儀表本身誤差累積造成測量值偏離真實值過多而報警。對于一些精密儀表、探頭而言，污水廠的工作環(huán)境是比較惡劣的。因此，對它們必須定期維護與保養(yǎng)。
　　1）保持自動化檢測儀表傳感器的清潔。由專人定期清洗探頭，保證數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確性。特別是DO，SS，PH儀等直接與污水接觸的分析儀表，必須定期由專人清洗，每一個月清洗1次，保證儀表的正常工作；清洗時要求使用柔軟的材料，以免損壞儀表。
　　2）定期校正各種儀表。儀表在長期運行過程中難免會產(chǎn)生測量誤差，為了保證儀表測量的準(zhǔn)確性，對分析儀表需每月定期校正1次；而且要求水質(zhì)化驗技術(shù)人員利用化驗室儀器檢測相應(yīng)的項目，并與現(xiàn)場儀表測量結(jié)果比較，如果偏差太大，那么應(yīng)適時對儀表進行校正，確保儀表測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。