DCS控制系统在污水处理厂的应用标准

王建平

摘要：在现代化的污水处理厂中，自动化技术是实现工艺要求、维持设备正常运行、提高工作效率的重要保证，而DCS控制系统可将全厂的工艺、设备集成为一个统一的整体，并协调运行。本文探讨DCS控制系统在污水处理厂中的应用。

关键词：DCS控制系统；污水处理厂；应用

引言

污水处理是根据生产工艺、设备材质、水质条件，采用相应处理方法的较为复杂的系统工程。基于DSC控制系统广泛应用于污水处理，改善水质，提高水质。达到循环使用水资源的目的。

1、DCS控制系统的简介

DCS控制系统（Distributed Control svstem）也称为集散控制系统，我们也可以将其直翻译为“分散控制系统”或者“分布式计算机控制系统”。它主要是采用系统控制分散而其操作和管理集中的基本设计思想，采用多层分级控制的结构形式以及合作自治的结构形式来完成作业。分散控制、集中操作和集中管理是其运行的主要特征。目前，DCS控制系统的应用非常广泛，例如在电力行业、冶金行业、石化行业等各行各业都得到了极其广泛的应用。通常情况下，DCS控制系统采用的结构为分级递阶结构，即每一级由若干子系统组成，每一个子系统实现若干个特定的有限目标，形成金字塔形状的结构形式。

2、DCS控制平台结构与配置

DCS自控平台是运用自动化方法、PC机方法、网络方法、数据库方法、图形显示方法建设成的多种功能自动化平台；在保证满足限定的方法要求及污水处理过程优良可靠运用、排污达标的目标条件下，将污水处理厂经营决策、管控、调度、过程优化、诊断、检测监控等功效集成在在线网络环境下，运用数据多层相互连通和连接，为完成污水处理的管控集成化及综合数据处理构建了数据平台；平台由二级网络——污水處理厂经营管理局域网和过程检测产业局域局域网构成；在多级网络结构下，以实时数据库或关系数据库为主体，完成控制平台的4个功效层：检测监控检测层、过程检测控制层、经营管控层、远程访问层为主体的自控平台构成；中央总体控制单元为数据处理管控中心，设有3台检测PC机和1台数据数据库服务器；其中检测PC机对整个污水厂进行检测、控制、遥控，数据数据库服务器作为数据处理、运用、分析和报告终端的使用。

3、DCS控制平台的功效层与数据交换

3.1检测监控层

检测监控层由作为检测监控分站的2套具有双机热备、方法能效先进的XCU-485运算处理单元和多功能测控仪表、控制设施构成；该功效层完成污水处理厂所有单元过程各类过程参数、设施运用状态、电气参数的数据采集，单元过程及设施的控制，并运用产业以局域向检测层传输数据和接收检测层控制指令；平台在本分层完成了对细格栅、上升泵、下沉池、氧化曝气生物池、再沉池、存泥池、脱水池等主要制造生产环节技术过程变量及电气设施的控制和防护，保证制造生产过程安全、可靠、科学、高效的运用；根据技术控制的要求，对格栅以后的液位差、泵液位、氧曝池DO、进出PH值、进出流量、污泥浓度、药液位、药剂量、供配电平台电量等变量同时完成了监测和控制。

3.2操作控制层

操作控制层是污水处理厂DCS控制系统的人机接口单元，能够很好地监视现场的生产过程和对其进行操作，还可以通过网络将当地的信号传到管理服务器上。它的功能可以从以下几个方面进行阐述：第一、人机接口功能。在操作控制层的相应计算机上设置对应的监控界面，以显示污水处理工艺实施过程中的方方面面，例如现场的主接线图、污水处理工艺的流程图、设备的运行状态、相关性能参数和历史的曲线等，还能与现场控制层互相配合，做好其他操作的执行和控制工作等。第二，能够自动地对污水处理工艺实施过程中的自动操作进行有效的监视，并做好相应信息的记录、分析和反馈，使相关工作人员的故障检查工作、故障诊断工作和故障排除工作更加有据可循，提高他们的工作质量和工作效率。第三、数据库的功能。操作控制层可以将经过现场控制层采集和处理之后的有效信息数据进行传输和记录，并且将其储存于文件中，形成相应的数据库，此外，还能对值班工作人员在值班时期的各种操作进行记录。第四、良好的事故记录功能。操作控制层可以对相关模拟信号的越限报警进行良好的记录，并且还能够记录设备开头的相关故障的发生时间，具有良好的事故记录功能。另外，它还能打印报表，具有数据库接口功能。

3.3管控层

本分层构建在由管控PC机和数据服务器构成的局域网上；运用各种数据库和专门的管控软件，完成污水处理厂的制造生产过程、决策调度过程、多种制造生产经营管控等功能，并保留具备网络安全保护的远程数据库使用者管理员访问接口，完成授权的使用者远程数据库访问。该管控层在污水处理中发挥管理、控制和协调作用。

3.4远程访问控制层

运用远程检测软件完成：（1）远程服务端数据库访问（根据权限查询多种管控数据、水质指标检验数据）；（2）远程服务数据库访问（污水处理运用中远程实时检测）；（3）污水处理过程变量实时信息各种图像远程显示；（4）污水处理阶段变量与历史信息客户端显示；（5）实时运用情况画面远程检测；（6）水质变量在线记录与远程监控；（7）数据库远程维护；（8）远端键盘情况记录提取（检测远端键盘输入项目）；（9）远程方法支持（领域专家和技术骨干运用操作远程PC机间接处理现场平台管控、应用程序控制、安装设置环境、过程状态等）。

4、结语

污水处理厂自动化控制系统涉及的内容较多，自动系统设计时要根据污水厂的工艺、规模、厂区布置，扩建的可能性、技术性的可靠性、经济的合理性等因素综合考虑，只有技术安全可靠、系统界线简单易操作维护才能确保系统安全运行，从而使DCS控制系统在水处理过程中达到应有的效果。