關(guān)鍵詞： 污水處理、計算機監(jiān)控系統(tǒng) 一、簡介 傳統(tǒng)的活性污泥處理工藝存在基建投資高、運行費用高以及電耗高等問題。SBR（Sequence Batch Reactor）序批式處理工藝是近年來國際上比較先進(jìn)的污水處理方法。雖然在上個世紀(jì)初，國外就已經(jīng)研究出這種工藝，但是至今國內(nèi)各大污水處理廠真正采用它的還不多。主要原因就是它對時間要求比較嚴(yán)格，對自控要求比較苛刻。采用SBR工藝的污水處理廠地點分散，設(shè)備量大，各個工作段位要求銜接緊密，設(shè)備間密切配合，這正給AIFCS系統(tǒng)提供了用武之地。SBR污水處理控制系統(tǒng)主要包括：進(jìn)水泵房控制系統(tǒng)、旋流沉砂池控制系統(tǒng)、主反應(yīng)池控制系統(tǒng)、出水泵房控制系統(tǒng)、鼓風(fēng)機房控制系統(tǒng)，脫水機房控制系統(tǒng)等。城市污水管網(wǎng)收集到的污水經(jīng)泵站加壓到進(jìn)水泵房，在這里大的固體雜質(zhì)被格柵機過濾掉，然后較稀的污水被提升泵送到旋流沉砂池。在這里，污水由于攪拌機和吸砂機的作用，其中的固體顆粒又被去除。下一道工序是污水先被送到SBR池的厭氧池，目的是去磷、脫氮，然后流入好氧池，這里有相應(yīng)的菌種來分解、凈化污水。反應(yīng)池中的污泥細(xì)菌生態(tài)系統(tǒng)維持存活的主要條件一個是污水中的有機物雜質(zhì)，另一個就是氧氣的供應(yīng)。所以污水處理廠專門設(shè)有鼓風(fēng)機房，通過池底的管道，直接對污水進(jìn)行曝氣。經(jīng)過處理達(dá)標(biāo)的污水可直接排放，多余的污泥被排泥泵送到脫水機房，通過脫水處理，污泥被壓干制成餅，用作肥料。 二、AIFCS系統(tǒng) AIFCS是宇電公司開發(fā)的基于AI儀表并具備現(xiàn)場總線特性的計算機監(jiān)控系統(tǒng)。AI儀表相當(dāng)于現(xiàn)場總線系統(tǒng)中的各個控制單元，利用RS485作為現(xiàn)場通訊總線，采用宇電自行開發(fā)的AIBUS通訊協(xié)議，可在上位機上實現(xiàn)100%儀表功能操作如實時讀取測量值、給定值、設(shè)置參數(shù)、自動/手動無擾動切換、調(diào)整手動輸出值、啟動/運行/停止程序，并具備開關(guān)量輸入/輸出操作能力。由于自己掌握100%知識產(chǎn)權(quán)，又是開放式結(jié)構(gòu)，所以系統(tǒng)價格非常低廉，具有極高的性能/價格比。 采用AIBUS協(xié)議的AI儀表在9600波特率下能在40ms內(nèi)向上位機傳送4個重要數(shù)據(jù)，比采用MODBUS協(xié)議的進(jìn)口儀表速度高3-10倍以上，因此即使采用廉價的RS485通訊，AIFCS也具備如FF、PROFIDBUS等高價現(xiàn)場總線系統(tǒng)同等的使用效果，并可以組建大型系統(tǒng)，而不象通常進(jìn)口儀表那樣只能應(yīng)用于小型系統(tǒng)。RS485不僅價格低，還具備布線簡單、對通訊線要求低及通訊距離長等優(yōu)點。 整個系統(tǒng)分為管理層、操作站和工業(yè)現(xiàn)場3個層級,也可只分操作站和工業(yè)現(xiàn)場兩個層級。 管理層可提供工廠領(lǐng)導(dǎo)瀏覽現(xiàn)場實時工況畫面，也可進(jìn)行如使用權(quán)限、系統(tǒng)配置等高級設(shè)置；操作站供儀表班組和技術(shù)人員進(jìn)行計算機實時監(jiān)控；萬一計算機系統(tǒng)發(fā)生故障時，儀表操作人員可依傳統(tǒng)儀表使用方法直接操作儀表；工業(yè)現(xiàn)場提供各種控制信號，如模擬量輸入/輸出和開關(guān)量輸入/輸出至儀表。系統(tǒng)組成： 現(xiàn)場控制儀表：AIFCS是基于AI系列儀表，利用RS485通訊接口和AIBUS協(xié)議與計算機通訊，AI系列儀表種類齊全，性能優(yōu)異，可很好的適應(yīng)各種工業(yè)現(xiàn)場溫度、壓力、流量、液位的測量與控制，并可以處理開關(guān)量信號的輸入與輸出。 操作站：使用常用的WINDOWS操作系統(tǒng)個人計算機，如果計算機放在有空調(diào)的操作室內(nèi)，可以用普通PC，如果放在干擾大，溫度高的工業(yè)現(xiàn)場，應(yīng)采用工業(yè)級計算機。最新的進(jìn)展是也可用WINDOWS CE的嵌入式操作系統(tǒng)的工業(yè)觸摸屏（平板電腦），它更適合現(xiàn)場操作。 組態(tài)軟件：客戶可選擇多種商品組態(tài)軟件，如組態(tài)王、MCGS、華富、三維等公司產(chǎn)品，宇光可提供組態(tài)服務(wù)，客戶也可根據(jù)需要自行組態(tài)，組態(tài)軟件能做出功能強大，畫面美觀的系統(tǒng)。宇電全新開發(fā)的AIFCS網(wǎng)絡(luò)版軟件使用簡單，支持多機連網(wǎng)、具備流程圖（可設(shè)置動畫）、儀表屏、歷史記錄、實時記錄和打印功能，查詢數(shù)據(jù)方便性和記錄精確度遠(yuǎn)優(yōu)于無紙記錄儀?？蛻粢部勺孕性O(shè)計軟件，宇光可提供協(xié)議內(nèi)容及技術(shù)支持。 RS232/RS485轉(zhuǎn)換器：用于將計算機的RS232接口轉(zhuǎn)換為RS485接口，RS485具有連線簡單，通常2根線即可連接50-60臺儀表，通訊距離大于1.2Km，能可靠用于工業(yè)現(xiàn)場。 通訊連線：RS485接口應(yīng)采用雙絞線連接，不能用電源花線、絞線或電話線連接，干擾很強的場合可用工業(yè)專用的帶屏蔽的雙絞線，但實際上多用價格便宜購買方便的5類或超5類的計算機網(wǎng)絡(luò)線，而且效果良好。目前的實際應(yīng)用中，用9600波特率，采用廉價的5類雙絞線最長布線已達(dá)3000米。 管理層計算機：通常是客戶現(xiàn)有的內(nèi)部企業(yè)管理用的計算機局域網(wǎng)（計算機、集線器、交換機等），不需要為建立AIFCS系統(tǒng)增加額外的硬件投資，只需要配備組態(tài)軟件即可。如果客戶管理尚未實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，可不設(shè)此層，或簡單的建立廠長、總工計算機與現(xiàn)場操作站的連網(wǎng)即可。 三、系統(tǒng)配置 1、總體控制要求及功能污水處理廠自控系統(tǒng)的要求是對污水處理過程進(jìn)行自動控制和自動調(diào)節(jié)，使處理后的水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到要求的范圍。在公司中控室發(fā)出上傳指令時，將當(dāng)前時刻運行過程中的主要工作參數(shù)（水質(zhì)參數(shù)、流量、液位等）、運行狀態(tài)及一定時間段內(nèi)的主要工藝過程曲線等信息上傳到公司中控室。功能如下： （1）控制操作：在中心控制室能對被控設(shè)備進(jìn)行在線實時控制，如啟停某一設(shè)備，調(diào)節(jié)某些模擬輸出量的大小，在線設(shè)置某些參數(shù)等。 （2）顯示功能：用圖形實時地顯示各現(xiàn)場被控設(shè)備的運行工況，以及各現(xiàn)場的狀態(tài)參數(shù)。 （3）數(shù)據(jù)管理：依據(jù)不同運行參數(shù)的變化快慢和重要程度，建立生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)庫，存儲生產(chǎn)原始數(shù)據(jù)，供統(tǒng)計分析使用。利用實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和分析，得出一些有用的經(jīng)驗參數(shù)，有利于優(yōu)化SBR池的準(zhǔn)閉環(huán)控制，并把一些必要的參數(shù)和結(jié)果顯示到實時畫面和報表中去。 （4）報警功能：當(dāng)某一模擬量（如電流、壓力、水位等）測量值超過給定范圍或某一開關(guān)量（如電機啟停、閥門開關(guān)）閥發(fā)生變位時，可根據(jù)不同的需要發(fā)出不同等級的報警。 （5）打印功能：可以實現(xiàn)報表和圖形打印以及各種事件和報警實時打印。打印方式可分為：定時打印、事件觸發(fā)打印。 2、控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如果采用常規(guī)集中控制方式，將現(xiàn)場信號通過電纜連接到集中控制室,由于工藝線路長、現(xiàn)場控制點分布范圍廣，需要敷設(shè)大量的電纜及橋架,且現(xiàn)場環(huán)境惡劣、其施工難度非常大。因此根據(jù)工藝劃分，系統(tǒng)共設(shè)了三個主站、五個子站、兩個操作員站。采用PLC和控制儀表，用于現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和控制，并借助AIFCS，方便控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建立?？刂葡到y(tǒng)分為三個級別，即現(xiàn)場級、控制級、管理級。管理級集中監(jiān)控各個分站設(shè)備的運行狀態(tài)；控制級主要功能是接收管理層設(shè)置的參數(shù)或命令，對污水處理生產(chǎn)過程進(jìn)行控制，將現(xiàn)場狀態(tài)輸送到管理層；現(xiàn)場級通過接收主控主站的命令，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和設(shè)備控制。 四、結(jié)束語 此控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠。極大地提高了勞動生產(chǎn)率，該系統(tǒng)有效地解決了生產(chǎn)中的很多問題，如減少了生產(chǎn)過程中的突發(fā)故障，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備時間和搶修時間，減少了工人的勞動強度，為污水處理廠創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，達(dá)到了節(jié)能、降耗的目的。在生產(chǎn)管理上了一個新臺階。