污水厂自动化及仪表通信问题的探讨

污水厂自动化及仪表通信问题的探讨

王洋

龙江环保集团股份有限公司， 黑龙江 哈尔滨 150090 摘要：伴随着我国科技水平的发展， 自动化仪表被广泛应用在污水厂中。 在水资源污染问题日益凸显的今天，各国都加大投入以寻找化解水危机。而污水处理厂的自动化无疑提高了运营效率。首先，安装一个新的操作仪表板，让它监控所有的基于网络的应用程序，提供一站式服务。但因其自动化程度高，涉及多个专业，因而在实际使用中一旦出现问题，一般的污水厂很难仅依靠自身技术力量解决所有问题。为此，笔者研究探讨了污水处理厂自动化控制及其仪表操作控制等问题的处理。

关键词：污水厂；自动化；仪表；通信问题

引言

污水厂自控及仪表系统可以说是整个污水处理系统的中心环节和核心系统，它的技术水平直接影响了相关系统的工作效率和工作水平。由于我国在相关领域的起步较晚，所以相关的专业人员培养体系和研究体系建设都比较简陋，特别是自控及仪表系统的研究难度较高，对于精度的要求极为严格，所以导致近年来我国相关系统的民用领域整体水平都比较落后，不但导致了系统耗能过大，还影响了工作效率的提升。因此有关部门和厂家一定要提高重视程度，加强技术重视，提高系统更新换代水平。

1 仪表设计原则

仪表的设计要立足于工艺。在进行一个工程的设计前，必须了解清楚工艺流程，每个检测点的工艺参数，安装位置环境。根据具体的工艺流程，结合工艺参数如温度、压力等，再来进行仪表的选型设计。

仪表的设计应该严格按照国家相关规程规范，相关设计手册进行。

在污水处理工艺中，现场仪表不仅负责工艺参数的采集，以保证控制系统的正常运行和控制，还是环保监控的重要保证。所以仪表尽量选用精度高，质量好，维护量小的先进可靠、性能稳定的仪表。仪表的设计还应该注意多了解类似污水处理工程中通常使用的仪表类型，多看看以前工程的设计图纸，多请教有经验的设计人员，以便能吸取经验教训，不犯同样的错误，把设计做到最优。例如在选用分体式电磁流量计时，安装在地下的传感器就应该选用IP68潜水型防护等级；所有安装在户外的变送器都应设置仪表保护箱，冬季温度一般低于0摄氏度的地区还应该设计导压管的伴热和仪表保护箱的伴热。

2 自动化控制系统概述

2.1 主要组成

自动化控制系统中包括可编程控制器、监控上位机、现场仪表、计算机操作站等部分。其中，可编程控制器、计算机设定了系统运行所需的逻辑程序及工艺标准、参数项目，可以根据系统要求对设备工况进行调节，或根据系统运行要求手动控制设备设施。现场仪表通过检测系统运行各个参数，将收集到的各类信号反馈到可编程控制器、计算机当中进行显示、控制。

2.2 工作原理

中央控制系统对自动化系统进行监控、管理，挂接在相应的网络结构当中，执行管理、控制命令，针对污水处理厂中存在的污泥池、初沉池、污泥脱水机房、鼓风机房、曝气沉砂池、储泥池、生物反应池、提升泵房、加氯加药间、上清调节池、反冲洗废水调节池、变电所、再生水送水泵房、再生水蓄水池等设备设施进行管控，并将用户指令、数据、通信等事项接入到系统当中，实现对污水处理厂自动化控制系统的操作、监视。现场成套设备通过系统总线通信以通信方式进行指令、数据传输，通过现场控制柜对仪表、设备进行控制，借助标准信号线采集和控制系统数据，最终实现污水处理系统的自动化控制目标。

3 提高我国自控及仪表系统技术水平的途径

3.1 加强对于自控及仪表系统通讯水平的重视程度

要想有效的保障自控及仪表系统的运行稳定性，就一定要加大力度来保障通讯系统的稳定性，以此来确保相关系统能够尽可能标准的完成控制信号传递，所以有关部门和相关人员一定要加强通讯系统的建设力度，全面的打造出符合标准的完善的通讯系统来支撑系统运转。首先，要加强与相关机构的合作，根据污水厂特定的工作环境来开发出针对性的通讯系统，保障通讯系统的稳定性。其次，要加强对于通讯系统相关硬件的质量要求，以高质量的硬件来带动通讯系统运行，延长工作周期。

3.2 确保在线监测数据实时稳定传输

必须保证仪表电压的稳定性，延长仪表的使用寿命，瞬间的高电压冲击或断电使仪表容易烧坏或数据监测中断。

污水厂在运行的过程中就放生了多次因雷击晃电使供电电压不稳定，使超声波液位计、电磁流量计的变送器损坏的情况，为了解决这个问题，在不同岗位安装防雷放晃电保护装置，并定期检查该保护装置的动作情况和有效性，从而避免了因电压不稳损坏仪表情况的发生。分析仪表的电源均有稳定性强的DCS供电，DCS每日巡检两次，其配套的UPS系统也定期进行充放电的试验，以保证供电的不间断。

另外，进口仪表的备件、部件昂贵而且购买时间较长，影响仪表的使用、维修，而以目前企业的维修技术还不到修复的水平，只能更换。

例如：一块用的住质量较好的因使用时间长、电压不稳等原因而损坏的超声波液位计或电磁流量计变送器，如果更换需要10000～20000元，一支因磕碰或维护不当损坏的pH计、DO探头购买需10000余元，而pH计电计正常的使用周期一般也只有两年，一般的企业很难支付这一昂贵费用，进口仪表的标准化校对困难，一般的质量检测部门都无法检测，国产仪表的普及和水平仍跟不上，价格优势不能很好的体现，一定程度上影响了自动化监测仪表在污水处理厂的应用。

3.3 检测、控制仪表

根据水质检测要求及污水厂工艺过程控制需要，按工艺流程配置必需的检测仪表，如：溶解氧检测仪、污泥浓度检测仪、Ｐｈ／温度计、ＣＯＤ检测仪、氨氮检测仪、超声波液位计等工艺检测仪表。这些过程检测仪表检测参数主要有：

ａ：进厂水：流量，ＰＨ值，ＣＯＤ，氨氮

ｂ：提升泵房：液位

ｃ：ＣＡＳＴ生物池：液位，溶解氧，污泥浓度

ｄ：滤池、混凝池：液位

ｅ：出厂水：流量，ＰＨ值，ＣＯＤ，氨氮仪表一般要求：现场仪表应具有多参数检测、在线式连续检测、自动运算、线性校正、自动温度补偿、现场数字显示、故障诊断等智能化功能。仪表检测信号设计采用４～２０ｍＡ模拟量输出。

仪表的选型原则主要考虑仪表的稳定性、可靠性和性价比，选择技术成熟、测量可靠精确、便于水厂设备管理及维护、使用寿命长的仪器仪表。

3.4 建立健全自控及仪表系统维护工作体系

自控及仪表系统维护工作体系无疑是提高污水处理工作水平和工作效率的重要保障，因此有关部门一定要尽快健全相关维护体系，为维护工作奠定基础。要加强维护工作体系各部门之间的交流，可以设置专门的紧急电话，制定值班表，将维修人员进行合理排班，以保障可以及时的联系到维修人员对控制系统进行维修，缩减其引发的经济损失。不仅如此，要定期进行控制系统的安全隐患排查工作，在设备监控之外还要进行实地检查，共同保障系统的长期稳定运行。

4 结语

这些年我国新建了很多污水处理厂，污水处理效果和稳定性是很重要的。所以要重视设计过程，在设计过程中不断地积累设计经验，到现场解决实际出现的各种问题，总接经验教训。污水处理系统的仪表，无论在数量上、类型上，应用工况都是很多很广泛的。做好污水处理系统的仪表设计，了解特殊分析仪表的测量原理是件很有意义的工作。

除了加强设计外，按照行业相关施工规范进行施工，也是至关重要的。其实有时往往现场反映的检测不准确，很多时候都是由于没有正确施工造成的。只有做到设计施工两不误，才能保证一个工程得以顺利投产和良好稳定运行

参考文献：

[1]曾涛.污水厂自控系统的故障分析[J].城市建设理论研究,2016(10).

[2]周宇.污水处理厂自控系统的设计与应用研究[J].能源与环境,2016(05).