污水處理自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)

2013-01-05

核心提示：在節(jié)能減排的新形勢(shì)下，污水處理對(duì)于自動(dòng)化產(chǎn)品提出了更高的要求。良好的質(zhì)量控制，使產(chǎn)品能夠高效穩(wěn)定的運(yùn)行，為保證水廠高效穩(wěn)定運(yùn)行，污水處理對(duì)控制系統(tǒng)的高可靠性要求，要求PLC支持多種冗余方式，能夠更好的提高系統(tǒng)的可靠性，提高水廠、污水廠的運(yùn)行效率，為更嚴(yán)格的水質(zhì)達(dá)標(biāo)提供保證。

　　城市污水處理的特點(diǎn)

　　城市污水處理就是利用各種設(shè)施設(shè)備和工藝技術(shù)，將污水中所含的污染物質(zhì)從水中分離去除，使有害的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)、有用的物質(zhì)，水則得到凈化，并使資源得到充分利用，其生產(chǎn)工藝流程是比較龐雜的。

　　污水處理過(guò)程控制是以物料平衡調(diào)度為主的連續(xù)性較強(qiáng)的慢處理過(guò)程。在污水處理過(guò)程中要用到大量的閥門(mén)、泵、風(fēng)機(jī)及刮泥機(jī)等機(jī)械設(shè)備，它們常常根據(jù)一定的程序、時(shí)間和邏輯關(guān)系定時(shí)開(kāi)、停。主要控制對(duì)象為：柵格、總泵房、沉砂池、生物反應(yīng)池、沉淀池、加氯間、污泥處理裝置、發(fā)電機(jī)房等。

　　因此，基于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備自動(dòng)化功能的全廠綜合自動(dòng)化的主要目標(biāo)重點(diǎn)不僅僅是保證生產(chǎn)處理質(zhì)量，而更現(xiàn)實(shí)的是減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、方便生產(chǎn)管理、提高設(shè)施設(shè)備的利用率、節(jié)能降耗、減員增效。一些發(fā)達(dá)國(guó)家的城市污水處理廠無(wú)不例外均配置了自動(dòng)化技術(shù)水平愈來(lái)愈高的全廠綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)，其顯著效果就是其運(yùn)營(yíng)人員數(shù)量的大幅度減少，節(jié)省成本。

　　據(jù)了解，污水處理廠建設(shè)自控系統(tǒng)，成本一般占設(shè)備的10%，包括控制儀表、流量計(jì)這些等等都在內(nèi)。原來(lái)污水處理廠的管理控制是粗的控制，有了自控系統(tǒng)之后能夠做到精確控制，避免很多失誤，并且能夠減少能源消耗、降低成本。自動(dòng)化產(chǎn)品在污水處理領(lǐng)域的市場(chǎng)前景十分廣闊。

　　由于現(xiàn)代污水處理廠規(guī)模越來(lái)越大，所以自動(dòng)化程度要求越來(lái)越高。污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)具有全自動(dòng)邏輯控制、在線工藝狀態(tài)顯示及參數(shù)記錄、運(yùn)行故障診斷記錄、生產(chǎn)報(bào)表顯示記錄等功能。系統(tǒng)能長(zhǎng)周期安全無(wú)故障運(yùn)行，具有高可靠性。

　　污水處理自動(dòng)化現(xiàn)狀

　　我國(guó)污水處理自動(dòng)化控制起步較晚，進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，污水處理廠才開(kāi)始引入自動(dòng)控制系統(tǒng)，但多是直接引進(jìn)國(guó)外成套自控設(shè)備，國(guó)產(chǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理廠應(yīng)用很少。早在70年代，我國(guó)的水行業(yè)就開(kāi)始應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，到90年代，自動(dòng)化、信息化在水行業(yè)受到了普遍重視。近20年來(lái)，我國(guó)水行業(yè)在自動(dòng)化技術(shù)和信息化技術(shù)應(yīng)用方面得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

　　過(guò)去的二十年，自動(dòng)化技術(shù)與信息技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于水行業(yè)中。尤其是自動(dòng)化技術(shù)，應(yīng)用于閘門(mén)泵站的自動(dòng)化改造、水廠和污水廠的SCADA系統(tǒng)、城市供水調(diào)度系統(tǒng)。隨著無(wú)線通信技術(shù)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和視頻技術(shù)等不斷發(fā)展和普及，已基本實(shí)現(xiàn)了水行業(yè)的“可視化”。

　　但是，與國(guó)際水平相比，我國(guó)的自動(dòng)化和信息化技術(shù)還相對(duì)滯后，整體上還處在國(guó)外80-90年代的水平。主要體現(xiàn)在發(fā)展的不平衡和應(yīng)用水平方面。以智能決策為目標(biāo)的信息化技術(shù)則相對(duì)遲緩，“信息孤島”現(xiàn)象依然嚴(yán)重，自動(dòng)化技術(shù)和信息化技術(shù)缺乏融合，大量的過(guò)程數(shù)據(jù)都靜靜地“躺”在現(xiàn)場(chǎng)，而沒(méi)有發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

　　污水自動(dòng)化產(chǎn)品的需求

　　節(jié)能減排作為當(dāng)前水行業(yè)發(fā)展的重要任務(wù)之一，其工作的進(jìn)展備受矚目。而自動(dòng)化與信息化技術(shù)作為水行業(yè)發(fā)展中的后助力量，保障著節(jié)能減排工作的有續(xù)進(jìn)行。它將解決生產(chǎn)水、供水、排水處置及污水處置的過(guò)程控制與管理智能化，從而減少水資源的浪費(fèi)，基本實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置，讓水資源循環(huán)利用起來(lái)。

　　在新的形勢(shì)下，污水處理對(duì)于自動(dòng)化產(chǎn)品提出了更高的要求。良好的質(zhì)量控制，使產(chǎn)品能夠高效穩(wěn)定的運(yùn)行，為保證水廠高效穩(wěn)定運(yùn)行，污水處理對(duì)控制系統(tǒng)的高可靠性要求，要求PLC支持多種冗余方式，能夠更好的提高系統(tǒng)的可靠性，提高水廠、污水廠的運(yùn)行效率，為更嚴(yán)格的水質(zhì)達(dá)標(biāo)提供保證。

　　為保護(hù)用戶(hù)的初始投資，要求系統(tǒng)具有很好的開(kāi)放性，能夠?yàn)槭澜绺鞔笾麖S商的設(shè)備提供完備的驅(qū)動(dòng)程序庫(kù)；支持DDE、OPC（Server及Client）、ODBC等標(biāo)準(zhǔn)，支持SQL語(yǔ)言、ActiveX控件；提供大量的函數(shù)，可使用VB、VC++、Delphi等開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行第三方開(kāi)發(fā)。

　　為了降低系統(tǒng)的能耗、藥耗，要求系統(tǒng)具有豐富的控制算法，如過(guò)程控制算法、模糊控制等高級(jí)過(guò)程控制算法、變頻調(diào)節(jié)控制算法等，能夠集成電能管理、智能控制水泵。同時(shí)，具有靈活的開(kāi)放性。就水處理工程特點(diǎn)而言，在一個(gè)項(xiàng)目中可能包含多家供應(yīng)商的產(chǎn)品，要求電控系統(tǒng)具有強(qiáng)大的包容性，并符合IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

　　為了節(jié)省成本、減少系統(tǒng)維護(hù)的工作量，要求控制系統(tǒng)具有易用易維護(hù)的特點(diǎn)，要求所有模塊均支持帶電插拔、可通過(guò)SD存儲(chǔ)卡對(duì)系統(tǒng)程序進(jìn)行升級(jí)、備份，背板上設(shè)計(jì)有防混銷(xiāo)以避免插錯(cuò)模塊，獨(dú)特的接線端子設(shè)計(jì)，并提供預(yù)接線系統(tǒng)。因?yàn)樗袠I(yè)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)人員相對(duì)較為匱乏，大部分技術(shù)人員主要從事工藝維護(hù)，因此希望自動(dòng)化系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠，既便出故障也只需簡(jiǎn)單操作就能快速使系統(tǒng)恢復(fù)，減少對(duì)連續(xù)供水或污水處理的影響。

　　典型自動(dòng)化產(chǎn)品的趨勢(shì)

　　監(jiān)控軟件

　　隨著自動(dòng)化控制在污水處理中已得到的廣泛應(yīng)用，監(jiān)控軟件也有了飛速的發(fā)展。中央監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為污水廠日常監(jiān)控、運(yùn)營(yíng)管理和維護(hù)的中心。我國(guó)目前對(duì)廣域污水自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的逐步建設(shè)和完善也越來(lái)越重視。監(jiān)控軟件正朝著大型化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。結(jié)合中小型污水處理廠的特點(diǎn)，廣域監(jiān)控是今后污水廠監(jiān)控系統(tǒng)重要發(fā)展趨勢(shì)之一。業(yè)內(nèi)人士表示，監(jiān)控組態(tài)軟件能增加具有操作系統(tǒng)核心防護(hù)功能，能應(yīng)對(duì)各種意外情況，盡可能防止系統(tǒng)崩潰！

　　自動(dòng)控制系統(tǒng)

　　污水處理廠的自動(dòng)控制系統(tǒng)要求能夠?qū)崿F(xiàn)“集中管理、分散控制”的監(jiān)控模式，使得局部故障不影響主體正常運(yùn)行，將風(fēng)險(xiǎn)分散，確保系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)內(nèi)部的配置和調(diào)整靈活，構(gòu)建彈性化，可根椐不同工藝處理要求及用戶(hù)需求進(jìn)行優(yōu)化。并具備很好的開(kāi)放性、兼容性和擴(kuò)展性，可應(yīng)用不同品牌的軟硬件進(jìn)行整合，可無(wú)縫的把分期建設(shè)的系統(tǒng)融為一體。

　　自控系統(tǒng)要充分考慮與廠外污水廠、泵站、水務(wù)局自控系統(tǒng)接口，可采用多種通信解決方案，組成廣域網(wǎng)統(tǒng)一監(jiān)控。并實(shí)用、完整的系統(tǒng)監(jiān)控管理功能，能有效的實(shí)現(xiàn)工藝處理的控制、診斷和調(diào)度，采用先進(jìn)的節(jié)能降耗控制技術(shù)，節(jié)能效率高。

上海帕特泵業(yè)制造有限公司

2013年01月05日星期六

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