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圖1  系統(tǒng)工藝流程

　　安利公司的新污水處理系統(tǒng)結(jié)合公司污水系統(tǒng)分布范圍廣、污水水質(zhì)變化大，且具有氧化性、高抑制性和高排放標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際，采用了具有先進(jìn)水平的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了水質(zhì)在線分析和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，達(dá)到了對(duì)設(shè)備運(yùn)行、加藥量等參數(shù)的最優(yōu)化控制。

　　安利（中國(guó)）日用品有限公司是一家大型的中外合作日化生產(chǎn)企業(yè)，主要產(chǎn)品包括紐崔萊營(yíng)養(yǎng)保健食品、雅姿美容產(chǎn)品及家居科技產(chǎn)品等。公司位于廣州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)，設(shè)有占地近14.1萬(wàn)m2的現(xiàn)代化生產(chǎn)基地。公司自1995年建廠之初就設(shè)有SBR工藝的污水處理設(shè)施一套。隨著公司產(chǎn)能日益增大，原有系統(tǒng)面臨處理能力有限等諸多問(wèn)題的挑戰(zhàn)；同時(shí)為了提高污水處理效率、降低處理能耗，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用，公司于2005年投資興建了一座新污水處理站。

　　新污水處理系統(tǒng)針對(duì)SBR污水處理工藝多參量（如液位、流量、壓力、生物指標(biāo)等）、多任務(wù)（如污水輸送、風(fēng)量控制、水泵的啟停等）、多設(shè)備（如水泵、鼓風(fēng)機(jī)、閥門(mén)等） 且具有隨機(jī)性、時(shí)變性和耦合性的特點(diǎn)，結(jié)合安利公司污水系統(tǒng)分布范圍廣（每個(gè)生產(chǎn)區(qū)域均有污水收集系統(tǒng)），污水水質(zhì)變化大，且具有氧化性、高抑制性（LAS: 300mg/L）和高排放標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際，采用了具有先進(jìn)水平的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了水質(zhì)在線分析和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，達(dá)到了對(duì)設(shè)備運(yùn)行、加藥量等參數(shù)的最優(yōu)化控制。整個(gè)系統(tǒng)主控單元采用PLC、變頻器等自控產(chǎn)品，運(yùn)用信息交換網(wǎng)絡(luò)與綜合管理系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行自動(dòng)化管理，使污水處理系統(tǒng)在安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行的同時(shí)，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。

　　污水處理設(shè)施介紹

　　整個(gè)系統(tǒng)主要由污水收集部分（包括各集水井、污水管網(wǎng)、污水提升泵等）；污水處理部分（包括集水調(diào)節(jié)池、絮凝沉淀池、厭氧水解池、SBR反應(yīng)池、污泥脫水設(shè)施等）；在線監(jiān)測(cè)部分（包括ORP儀、超聲波液位計(jì)、DO儀、pH計(jì)、COD檢測(cè)儀等）以及自動(dòng)化控制等部分組成。

圖2  系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

　　自控系統(tǒng)簡(jiǎn)介

　　該自控系統(tǒng)采用了西門(mén)子S7-300PLC作為中央數(shù)據(jù)處理控制單元；監(jiān)控系統(tǒng)采用了可視程度高、功能強(qiáng)大的WinCC工控軟件；同時(shí)增加了觸摸屏TP270作為輔助備用監(jiān)控操作。它實(shí)現(xiàn)了從進(jìn)水到污泥濃縮等工藝、各級(jí)控制設(shè)備的集中監(jiān)視和控制的功能：現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀、泵、閥等設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)直接采集進(jìn)入PLC，通過(guò)交換機(jī)將其采集的信號(hào)用工業(yè)以太網(wǎng)傳送至中心控制室的WinCC監(jiān)控計(jì)算機(jī)，將運(yùn)算結(jié)果直接在工控機(jī)上顯示，中控室操作人員通過(guò)終端了解設(shè)備運(yùn)行狀況、污水處理情況等相關(guān)數(shù)據(jù)下達(dá)調(diào)度指令，直接控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)控、事故和故障報(bào)警的人工干預(yù)及監(jiān)控系統(tǒng)各種參數(shù)的修改和設(shè)置等，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確而有效的在線監(jiān)控。

　　系統(tǒng)功能

　　操作人員在操作設(shè)備前必須進(jìn)行登錄。根據(jù)不同操作人員的級(jí)別，系統(tǒng)自動(dòng)判斷封鎖操作人員所能進(jìn)行的操作。當(dāng)報(bào)警發(fā)生時(shí)，當(dāng)前操作員被記錄存檔。當(dāng)客戶機(jī)用戶登陸瀏覽時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)用戶名和密碼顯示和控制屏幕上的畫(huà)面及操作。無(wú)權(quán)限的用戶只能瀏覽畫(huà)面，不能修改設(shè)備控制參數(shù)。

　　監(jiān)控系統(tǒng)以圖形或圖像的方式將工藝流程、設(shè)備狀態(tài)以及工藝布置圖顯示在主控機(jī)上。通過(guò)I/O輸入輸出數(shù)據(jù)、曲線等方式，監(jiān)視各個(gè)液位、COD、氧化還原電位、溫度、pH值、DO值、泵閥的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、瞬時(shí)流量和累計(jì)流量等現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控點(diǎn)。

　　系統(tǒng)將采集到的電氣量、非電氣量、開(kāi)關(guān)量（狀態(tài)量周期性采集和報(bào)警量中斷性采集）、 脈沖量等數(shù)據(jù)任務(wù)按定義周期自動(dòng)進(jìn)行存儲(chǔ)。存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可按曲線或數(shù)據(jù)列表的方式進(jìn)行顯示，并提供歷史數(shù)據(jù)顯示、查詢等功能。這樣更加方便工作人員利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和分析，得出一些有用的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，對(duì)現(xiàn)有控制參數(shù)做出修正，以優(yōu)化控制；并把一些必要的參數(shù)和結(jié)果顯示到實(shí)時(shí)畫(huà)面和報(bào)表中去。同時(shí)，通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)和交換機(jī)，與管理人員的顯示終端連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，使得相關(guān)人員能隨時(shí)掌控污水系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，及時(shí)作出調(diào)度和決策，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行管理水平。

　　當(dāng)某一模擬量（如流量、pH值、液位等）測(cè)量值超過(guò)設(shè)定范圍或某一開(kāi)關(guān)量（如電機(jī)啟停、閥門(mén)開(kāi)關(guān)）發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)可快速檢測(cè)并根據(jù)組態(tài)發(fā)出不同等級(jí)的聲光報(bào)警提醒監(jiān)控人員注意。報(bào)警發(fā)生時(shí)間、確認(rèn)時(shí)間及排除時(shí)間、報(bào)警值、限位值、當(dāng)前操作員等相應(yīng)信息自動(dòng)進(jìn)行存檔。報(bào)警可手動(dòng)消音，報(bào)警信息可存儲(chǔ)半年，以便進(jìn)行故障分析和查詢。

　　小結(jié)

　　經(jīng)過(guò)幾年的運(yùn)行后，系統(tǒng)的各參數(shù)監(jiān)測(cè)值已經(jīng)基本穩(wěn)定。在處理效率、處理成本及降低勞動(dòng)者強(qiáng)度等方面，該自控系統(tǒng)有較大的優(yōu)越性，詳細(xì)數(shù)據(jù)如表1、表2所示。

　　此控制系統(tǒng)運(yùn)行準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠，實(shí)現(xiàn)了對(duì)污水處理系統(tǒng)的安全運(yùn)行監(jiān)視、實(shí)時(shí)控制與調(diào)整、數(shù)據(jù)采集處理及查詢、設(shè)備運(yùn)行維護(hù)管理等多項(xiàng)功能，操作簡(jiǎn)單方便；大大提高了生產(chǎn)效率，有效地解決了生產(chǎn)中的很多問(wèn)題，如處理過(guò)程中的突發(fā)故障報(bào)警等；降低了由于處理不及時(shí)造成的設(shè)備故障所產(chǎn)生的維護(hù)費(fèi)用；減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，達(dá)到了節(jié)能、降耗的目的；為污水處理創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。