關(guān)鍵詞： 污水處理、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) 一、簡(jiǎn)介 傳統(tǒng)的活性污泥處理工藝存在基建投資高、運(yùn)行費(fèi)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(gè)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(duì)時(shí)間要求比較嚴(yán)格，對(duì)自控要求比較苛刻。采用SBR工藝的污水處理廠地點(diǎn)分散，設(shè)備量大，各個(gè)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(jī)房控制系統(tǒng)，脫水機(jī)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(jī)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(jī)和吸砂機(jī)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(gè)是污水中的有機(jī)物雜質(zhì)，另一個(gè)就是氧氣的供應(yīng)。所以污水處理廠專門設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)房，通過池底的管道，直接對(duì)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(jī)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(chǎng)總線特性的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。AI儀表相當(dāng)于現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中的各個(gè)控制單元，利用RS485作為現(xiàn)場(chǎng)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(jī)上實(shí)現(xiàn)100%儀表功能操作如實(shí)時(shí)讀取測(cè)量值、給定值、設(shè)置參數(shù)、自動(dòng)/手動(dòng)無擾動(dòng)切換、調(diào)整手動(dòng)輸出值、啟動(dòng)/運(yùn)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(shí)產(chǎn)權(quán)，又是開放式結(jié)構(gòu)，所以系統(tǒng)價(jià)格非常低廉，具有極高的性能/價(jià)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(jī)傳送4個(gè)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(jià)的RS485通訊，AIFCS也具備如FF、PROFIDBUS等高價(jià)現(xiàn)場(chǎng)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(jià)格低，還具備布線簡(jiǎn)單、對(duì)通訊線要求低及通訊距離長等優(yōu)點(diǎn)。 整個(gè)系統(tǒng)分為管理層、操作站和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)3個(gè)層級(jí),也可只分操作站和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)兩個(gè)層級(jí)。 管理層可提供工廠領(lǐng)導(dǎo)瀏覽現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)工況畫面，也可進(jìn)行如使用權(quán)限、系統(tǒng)配置等高級(jí)設(shè)置；操作站供儀表班組和技術(shù)人員進(jìn)行計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控；萬一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，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(chǎng)提供各種控制信號(hào)，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(chǎng)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(jì)算機(jī)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(chǎng)溫度、壓力、流量、液位的測(cè)量與控制，并可以處理開關(guān)量信號(hào)的輸入與輸出。 操作站：使用常用的WINDOWS操作系統(tǒng)個(gè)人計(jì)算機(jī)，如果計(jì)算機(jī)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(chǎng)，應(yīng)采用工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)。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(chǎng)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(qiáng)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(jiǎn)單，支持多機(jī)連網(wǎng)、具備流程圖（可設(shè)置動(dòng)畫）、儀表屏、歷史記錄、實(shí)時(shí)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(jì)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(jì)算機(jī)的RS232接口轉(zhuǎn)換為RS485接口，RS485具有連線簡(jiǎn)單，通常2根線即可連接50-60臺(tái)儀表，通訊距離大于1.2Km，能可靠用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。 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(qiáng)的場(chǎng)合可用工業(yè)專用的帶屏蔽的雙絞線，但實(shí)際上多用價(jià)格便宜購買方便的5類或超5類的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)線，而且效果良好。目前的實(shí)際應(yīng)用中，用9600波特率，采用廉價(jià)的5類雙絞線最長布線已達(dá)3000米。 管理層計(jì)算機(jī)：通常是客戶現(xiàn)有的內(nèi)部企業(yè)管理用的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)（計(jì)算機(jī)、集線器、交換機(jī)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(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，可不設(shè)此層，或簡(jiǎn)單的建立廠長、總工計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)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(duì)污水處理過程進(jìn)行自動(dòng)控制和自動(dòng)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(shí)，將當(dāng)前時(shí)刻運(yùn)行過程中的主要工作參數(shù)（水質(zhì)參數(shù)、流量、液位等）、運(yùn)行狀態(tài)及一定時(shí)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(duì)被控設(shè)備進(jìn)行在線實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)地顯示各現(xiàn)場(chǎng)被控設(shè)備的運(yùn)行工況，以及各現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)參數(shù)。 （3）數(shù)據(jù)管理：依據(jù)不同運(yùn)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(chǔ)生產(chǎn)原始數(shù)據(jù)，供統(tǒng)計(jì)分析使用。利用實(shí)時(shí)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(yàn)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(shí)時(shí)畫面和報(bào)表中去。 （4）報(bào)警功能：當(dāng)某一模擬量（如電流、壓力、水位等）測(cè)量值超過給定范圍或某一開關(guān)量（如電機(jī)啟停、閥門開關(guān)）閥發(fā)生變位時(shí)，可根據(jù)不同的需要發(fā)出不同等級(jí)的報(bào)警。 （5）打印功能：可以實(shí)現(xiàn)報(bào)表和圖形打印以及各種事件和報(bào)警實(shí)時(shí)打印。打印方式可分為：定時(shí)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(chǎng)信號(hào)通過電纜連接到集中控制室,由于工藝線路長、現(xiàn)場(chǎng)控制點(diǎn)分布范圍廣，需要敷設(shè)大量的電纜及橋架,且現(xiàn)場(chǎng)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(gè)主站、五個(gè)子站、兩個(gè)操作員站。采用PLC和控制儀表，用于現(xiàn)場(chǎng)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(gè)級(jí)別，即現(xiàn)場(chǎng)級(jí)、控制級(jí)、管理級(jí)。管理級(jí)集中監(jiān)控各個(gè)分站設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；控制級(jí)主要功能是接收管理層設(shè)置的參數(shù)或命令，對(duì)污水處理生產(chǎn)過程進(jìn)行控制，將現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)輸送到管理層；現(xiàn)場(chǎng)級(jí)通過接收主控主站的命令，實(shí)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(yùn)行穩(wěn)定、可靠。極大地提高了勞動(dòng)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(shí)間和搶修時(shí)間，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，為污水處理廠創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，達(dá)到了節(jié)能、降耗的目的。在生產(chǎn)管理上了一個(gè)新臺(tái)階。