浅谈临盘污水处理站中的自控系统

刘枫

摘 要：目前，我国水资源证面临严重的污染问题，做好水资源处理成为现代化发展的重要工程。自控系统运用于污水处理是高科技的尝试，本文分析了自控系统运用于油田污水处理中，并描述了油田污水处理厂的自控系统配置结构，提出了污水处理的相关问题及建议。

关键词：自控系统、油田污水处理、运用

一、临盘污水处理站的自控系统

临盘污水处理自控系统主要采用数字计算机及PLC控制柜，建立起了控制性能好和自动化程度高的数字控制系统，是具有控制与管理双重功能的过程控制系统。从概念上可分为上位机和下位机。

1、上位机

上位机是指可以直接发出操控命令的計算机，屏幕上可显示各种信号变化（例如液压，水位，温度等）。上位机包括计算机和可操作控制面板。计算机显示现场传输回来的生产参数，例如水量、压力、液位、PH值等。控制面板可以直接操作泵的启停与频率。

2、下位机

下位机指的是直接控制设备获取设备状况的计算机。上位机发出的命令首先给下位机，下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据（一般为模拟量），转换成数字信号反馈给上位机。

我厂污水处理自控系统主要分为四大部分：来水单元、污水处理单元、污泥处理单元、外输单元。

2.1、来水单元

目前我厂污水处理站使用的污水进站实时监测流量计为电磁流量计，通过数据传输到上位机（控制面板）实现了实时监控，适应污水站的生产和污水水质特点，使用情况良好。实时监控也使迅速了解水量的变化情况得以实现。该流量计的测量原理是基于法拉第电磁感应定律。特点：测量结果与液体的压力、温度、密度、粘度、电导率等物理参数无关，因此测量精度高。

2.2、污水处理单元

过滤罐是污水处理的最后一道关卡，滤料吸附的油和悬浮物通过反冲去除，过滤罐的生产过程全部是自动控制，通过电动阀的开关自动完成，有效降低了工人的劳动强度。特点：通过液晶显示屏显示整个系统的运行状况，各个阀门的开启状况直观的显示在屏幕上，使岗位职工对设备的运行状况了如指掌。

同时我们在过滤罐出口管线上安装了PH在线检测仪，该仪器的具有智能化、抗干扰能力强、维护简便、显示信息多，可同时显示PH值和温度值的基本特点。PH值的实时监控为调节药量提供了依据，为保障水质平稳发挥了重要作用。

2.3、污泥处理单元

污泥沉降排泥工艺共经历了两个阶段：第一个阶段是采用滑泥坡将污泥沉积在罐底，罐底的污泥通过底部排泥管上的排泥孔汇集至排泥管内由电动阀控制排出污泥；第二个阶段是2012年引进刮吸泥机技术，即在沉降罐内安装刮吸泥机。工作人员通过自动控制设备的启动按钮，信号经过可编程控制器处理后，控制电机及与排泥管连通的电动蝶阀同时开启，排泥工作开始。特点：1、操作更加简单化、精细化；2、罐内污泥沉积量明显减少，减少清罐费用同时将清罐对生产的影响降到最低。

投产以来运行平稳，大大提高沉降罐排泥水平，滤前水质得到大幅度提高，为回注水水质的提高打下坚实基础。

2.4、外输单元

我们在外输泵安装变频系统后，以安装在外输罐的液位显示计和泵压作为控制参数，随时调整输出频率，控制泵的转速，进而改变泵的运行。特点：通过液晶显示屏显示注水罐的液位以及泵压状况，使岗位职工对生产的运行状况了如指掌。

二、自控系统的建设存在问题

自控系统在污水处理系统中的应用，对于减轻操作工人的劳动强度，提高污水处理系统的运行和管理状况起到了极大的作用。但是由于污水处理行业的特殊性、污水环境的复杂性，自控系统在污水处理的应用也存在着一些问题：

1、管理人员对自控系统的重视程度

由于自控系统价格昂贵，使用维护难度高，特别是，人力成本较低，使得上级不愿意在自控系统方面进行资金和人员投入，甚至取消自动化系统，完全依赖人工进行现场操作和控制，从而形成了一个思维惯性，对自动化的重视程度明显不足。

2、自控系统的安装和使用前充分考虑污水站的工作条件

自控系统在现场安装时，一些功能设计没有仔细地考虑污水处理现场的实际生产条件，与工艺流程等不相吻合，不仅造成巨大的资源浪费，而且，使得操作人员难以驾驭，最后不得不逐渐弃用或大幅改造。

3、自控系统的技术维护工作不到位

自控系统的很多问题产生于使用过程，对系统产生的一些小问题，如果不及时处理，很可能使系统的故障逐步扩大，以致产生较大的问题，甚至全部瘫痪，影响正常的生产运行。

三、自控系统改进建议

1、自控系统的安装和使用前充分考虑污水站的工作条件

自控系统在现场安装时，一些功能设计没有仔细地考虑现场的实际生产条件，与工艺流程等不相吻合，不仅造成巨大的资源浪费，而且，使得操作人员难以驾驭，最后不得不逐渐弃用或大幅改造。

建议：应从污水处理站的具体生产情况分析，自控系统是否满足生产的应用场合、工艺流程、稳定性、灵敏度和耐用性等方面的要求。重点考虑每个污水处理站都有不同的生产情况。比如污水处理量的大小、是否有精细过滤装置等等。

2、引进自控技术方面人才或加强人员的培训

自控系统具有一定的技术难度，需要具备一定专业技能和经验的人才能胜任其设计、制造、软件开发、系统调试及维护工作。特别是大部分现场检测设备是进口产品，还需要有相应的英语水平，未经专业培训盲目上岗容易出现肓目操作、误操作等问题。

建议：引进自控技术方面专业人才或加强人员的培训，有专人负责自控系统的调试与维护工作，并开展现场实战演练等。

3、定期进行正确的清洗与保养维护工作

在线的仪表探头长期浸没在污水中，污水中的一些缠绕性的杂质极易裹在探头上，造成在线数据的不准确性，严重的可能会造成探头损坏，使在线仪表的定期保养和维护工作难度增大，增加设备维护成本。

建议：应加强仪表和系统选型的规范工作，建立自控系统及相关仪表的配置使用标准，研发新型的在线仪表探头，以适应污水处理的特殊环境，便于维修维护，降低成本。

4、制定相应的应急预案

由于油田生产开发过程存在特殊性，如在进行污水站工艺改造、水处理设备非正常运行、供电电压不稳定、电磁干扰等情况时，可能造成程序错误或运算错误，应及时对做出相应的调整，避免对仪器造成的损坏。

建议：安装带屏蔽层的隔离变压器，并应当制定切实有效的应急预案，在发生紧急情况时，可强制执行。

四、自控系统发展趋势

自动控制在水务行业的作用已经不仅仅体现在降低人工成本的简单层面，更多的将体现在精细化管理、信息化管理、集团化管理、智能化控制以及数据挖掘等方面，传统的生产方式显然已经无法满足这一要求，从而产生了对自控新技术的强劲需求。

现在，污水处理站的自动化、信息化水平已经成为衡量一个污水处理站现代化水平和竞争力的重要标志，在一定程度上决定了其未来市场地位，其重要性不言而喻。

但是，诚如前面所提，污水处理行业自控的建设、应用以及人才培养等方面还存在很多问题，还需要我们共同探讨、共同努力来解决这些问题。