作者：沈曉林 陳剛 楊家新 蘇曉軒 文章來源：安利（中國）日用品有限公司
圖1 系統(tǒng)工藝流程
安利公司的新污水處理系統(tǒng)結(jié)合公司污水系統(tǒng)分布范圍廣、污水水質(zhì)變化大，且具有氧化性、高抑制性和高排放標準的實際，采用了具有先進水平的自動化控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了水質(zhì)在線分析和實時監(jiān)測，達到了對設備運行、加藥量等參數(shù)的最優(yōu)化控制。
安利（中國）日用品有限公司是一家大型的中外合作日化生產(chǎn)企業(yè)，主要產(chǎn)品包括紐崔萊營養(yǎng)保健食品、雅姿美容產(chǎn)品及家居科技產(chǎn)品等。公司位于廣州經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)內(nèi)，設有占地近14.1萬m2的現(xiàn)代化生產(chǎn)基地。公司自1995年建廠之初就設有SBR工藝的污水處理設施一套。隨著公司產(chǎn)能日益增大，原有系統(tǒng)面臨處理能力有限等諸多問題的挑戰(zhàn)；同時為了提高污水處理效率、降低處理能耗，節(jié)約運行費用，公司于2005年投資興建了一座新污水處理站。
新污水處理系統(tǒng)針對SBR污水處理工藝多參量（如液位、流量、壓力、生物指標等）、多任務（如污水輸送、風量控制、水泵的啟停等）、多設備（如水泵、鼓風機、閥門等） 且具有隨機性、時變性和耦合性的特點，結(jié)合安利公司污水系統(tǒng)分布范圍廣（每個生產(chǎn)區(qū)域均有污水收集系統(tǒng)），污水水質(zhì)變化大，且具有氧化性、高抑制性（LAS: 300mg/L）和高排放標準的實際，采用了具有先進水平的自動化控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了水質(zhì)在線分析和實時監(jiān)測，達到了對設備運行、加藥量等參數(shù)的最優(yōu)化控制。整個系統(tǒng)主控單元采用PLC、變頻器等自控產(chǎn)品，運用信息交換網(wǎng)絡與綜合管理系統(tǒng)來進行自動化管理，使污水處理系統(tǒng)在安全、穩(wěn)定、高效運行的同時，達到了節(jié)能降耗的目的。
污水處理設施介紹
整個系統(tǒng)主要由污水收集部分（包括各集水井、污水管網(wǎng)、污水提升泵等）；污水處理部分（包括集水調(diào)節(jié)池、絮凝沉淀池、厭氧水解池、SBR反應池、污泥脫水設施等）；在線監(jiān)測部分（包括ORP儀、超聲波液位計、DO儀、pH計、COD檢測儀等）以及自動化控制等部分組成。
圖2 系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖
自控系統(tǒng)簡介
該自控系統(tǒng)采用了西門子S7-300PLC作為中央數(shù)據(jù)處理控制單元；監(jiān)控系統(tǒng)采用了可視程度高、功能強大的WinCC工控軟件；同時增加了觸摸屏TP270作為輔助備用監(jiān)控操作。它實現(xiàn)了從進水到污泥濃縮等工藝、各級控制設備的集中監(jiān)視和控制的功能：現(xiàn)場檢測儀、泵、閥等設備現(xiàn)場信號直接采集進入PLC，通過交換機將其采集的信號用工業(yè)以太網(wǎng)傳送至中心控制室的WinCC監(jiān)控計算機，將運算結(jié)果直接在工控機上顯示，中控室操作人員通過終端了解設備運行狀況、污水處理情況等相關數(shù)據(jù)下達調(diào)度指令，直接控制現(xiàn)場設備，實現(xiàn)對設備的運行監(jiān)控、事故和故障報警的人工干預及監(jiān)控系統(tǒng)各種參數(shù)的修改和設置等，實現(xiàn)準確而有效的在線監(jiān)控。
系統(tǒng)功能
操作人員在操作設備前必須進行登錄。根據(jù)不同操作人員的級別，系統(tǒng)自動判斷封鎖操作人員所能進行的操作。當報警發(fā)生時，當前操作員被記錄存檔。當客戶機用戶登陸瀏覽時，系統(tǒng)根據(jù)用戶名和密碼顯示和控制屏幕上的畫面及操作。無權限的用戶只能瀏覽畫面，不能修改設備控制參數(shù)。
監(jiān)控系統(tǒng)以圖形或圖像的方式將工藝流程、設備狀態(tài)以及工藝布置圖顯示在主控機上。通過I/O輸入輸出數(shù)據(jù)、曲線等方式，監(jiān)視各個液位、COD、氧化還原電位、溫度、pH值、DO值、泵閥的開關狀態(tài)、瞬時流量和累計流量等現(xiàn)場的監(jiān)控點。
系統(tǒng)將采集到的電氣量、非電氣量、開關量（狀態(tài)量周期性采集和報警量中斷性采集）、 脈沖量等數(shù)據(jù)任務按定義周期自動進行存儲。存儲的數(shù)據(jù)可按曲線或數(shù)據(jù)列表的方式進行顯示，并提供歷史數(shù)據(jù)顯示、查詢等功能。這樣更加方便工作人員利用實時數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行比較和分析，得出一些有用的經(jīng)驗參數(shù)，對現(xiàn)有控制參數(shù)做出修正，以優(yōu)化控制；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。同時，通過工業(yè)以太網(wǎng)和交換機，與管理人員的顯示終端連接起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，使得相關人員能隨時掌控污水系統(tǒng)的運行狀況，及時作出調(diào)度和決策，提高了系統(tǒng)的運行管理水平。
當某一模擬量（如流量、pH值、液位等）測量值超過設定范圍或某一開關量（如電機啟停、閥門開關）發(fā)生故障時，系統(tǒng)可快速檢測并根據(jù)組態(tài)發(fā)出不同等級的聲光報警提醒監(jiān)控人員注意。報警發(fā)生時間、確認時間及排除時間、報警值、限位值、當前操作員等相應信息自動進行存檔。報警可手動消音，報警信息可存儲半年，以便進行故障分析和查詢。
小結(jié)
經(jīng)過幾年的運行后，系統(tǒng)的各參數(shù)監(jiān)測值已經(jīng)基本穩(wěn)定。在處理效率、處理成本及降低勞動者強度等方面，該自控系統(tǒng)有較大的優(yōu)越性，詳細數(shù)據(jù)如表1、表2所示。
此控制系統(tǒng)運行準確、穩(wěn)定、可靠，實現(xiàn)了對污水處理系統(tǒng)的安全運行監(jiān)視、實時控制與調(diào)整、數(shù)據(jù)采集處理及查詢、設備運行維護管理等多項功能，操作簡單方便；大大提高了生產(chǎn)效率，有效地解決了生產(chǎn)中的很多問題，如處理過程中的突發(fā)故障報警等；降低了由于處理不及時造成的設備故障所產(chǎn)生的維護費用；減少了工人的勞動強度，達到了節(jié)能、降耗的目的；為污水處理創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。
