提要:介紹了廣西第一個利用外國政府貸款興建的市政工程--桂林市第四污水凈化廠自控系統及其構成、功能、故障與報警、運行與維護等，并結合實踐，談了對引進設備的工作體會。

關鍵詞:　污水凈化廠　自控系統　分析

0　概述

         為了適應桂林市城市建設和旅游事業發展對環境保護的需要，桂林市市政公用事業管理局排水工程管理處于1995年12月引進國外成套設備，建成了一座一期設計規模為10萬m3/d的現代化污水凈化廠--桂林市第四污水凈化廠(以下簡稱"四廠")。四廠是廣西第一個利用外國政府貸款興建的市政工程，廠區所有主要設備均為整機進口，設備運行及監測均可由計算機自動控制。該自動控制系統自1996年2月正式投入運行四年多以來，情況良好，達到了設計要求。

下面結合參加該系統安裝、調試及運行維護的實踐，作一粗淺分析，并就其引進工作談幾點體會。　


1　系統構成

1.1　控制裝置構成

        該裝置計算機監控系統為主機選用美國COMPAQ 80486計算機，分站選用法國TELEMECANIQUE TSX7型可編程控制器(PLC)的集散型自動化控制系統。軟件為采用AQUAMONITOR7平臺開發的專用軟件包。

        自動檢測裝置包括電能、進水流量、pH值、溶解氧、氧化還原、回流污泥流量、剩余污泥流量及水位、水溫等八類過程自動檢測儀表，其輸出均為模擬量信號(4～20mA)。

該系統基本控制思想是：功能和危險分散，監督和管理集中。　

1.2　受控對象構成

受控對象包括鼓風機、水下推進器和大部分泵共計45臺設備，其輸出狀態信號均為開關量。　

1.3　系統工作原理

        現場自動檢測儀表對生產中各個參數自動、連續地進行檢測，同時將信號反饋給現場PLC和中心控制室計算機，并在中控室模擬屏和計算機顯示器上顯示出來；PLC和計算機比較程序中設定的工藝參數，自動地調節某臺設備的工況(啟動、停止或調速)，從而自動滿足生產過程需要。

2　系統功能　

2.1　人機界面及功能

         人機界面是操作者和系統交互聯系的平臺，它直接面向操作者，是用戶認識評價一個系統的首要部分。本系統采用在DOS環境下運行的AQUAMONITOR7軟件包把圖形、文字有機地結合在一起，立體感強，操作簡便，直觀舒適。操作者可用鼠標完成對軟件的全部操作，包括菜單選擇、畫面切換、實時數據顯示、歷史數據前/后翻頁、報表生成及打印、故障查詢及復位、文件管理、參數設定等等，每頁圖形均固定有即時報警信息欄、向上翻頁、回到主菜單、打開報警顯示屏，操作人員姓名注冊顯示、故障/維修/模擬報警實時顯示等功能。本軟件包不足之處在于它采用的是英文界面，而在現在的給排水引進項目中，一般都預先提出使用中文界面軟件，外方也能滿足。　

2.2　自動控制過程

(1)選定所有受控對象運行模式為自動。

(2)輸入或選擇有關模擬量上、下限值等。

2.2.1　進水泵

         在全自控狀態，5＃進水泵為備用，其余4臺泵根據泵房液位高低和各自累計工作時間多少決定自動開停順序。將設定的進水泵房液位高度，如6m定為100%，2m定為0%，則液位高度在0～25%時，第1臺泵啟動，25%～50%時，第2臺泵啟動，50%～75%時，第3臺泵啟動，75%～100%時，第4臺泵啟動。反之，當液位從75%～100%降到75%以下，則1臺泵先停，隨著液位逐漸下降到0，其余3臺泵相繼停機。

2.2.2　粗格柵

進水泵前粗格柵根據設定的柵前后液位差(如ΔH＝10cm)或定時(如ΔT＝5min)開停機。

2.2.3　細格柵

進水泵后細格柵自動工作原理同粗格柵。

2.2.4　刮砂橋和砂泵

         細格柵后一道工序--沉砂池刮砂橋，則根據設定的運行周期(如每隔8h啟動1次)自動控制開機，砂泵也同時運行，待砂橋在池上往返運動一個來回后，砂橋、砂泵自動停機。

2.2.5　進水流量和pH計

        從沉砂池出來的污水流經巴氏計量槽，此處的超聲波流量計記錄瞬時流量和累計流量，瞬時流量如超過設定的上、下限值則報警；計量槽后的pH計可同時自動檢測進水pH值和水溫，如這兩個模擬量超出測量范圍也會報警。

2.2.6　水下推進器

厭氧池和缺氧/好氧池水下推進器設定為"自動"運行狀態后將連續運行，除非故障或手動停機。

2.2.7　羅茨鼓風機

        鼓風機為污水生化處理的關鍵性設備。傳統的羅茨鼓風機旋轉活塞片呈"8"字型，存在著噪音大，出口風壓風量均為定值，不可調節之缺點。本工程共引進GM130L型羅茨鼓風機5 臺(1＃、2＃為一組，4＃、5＃為另一組，3＃風機備用)，風機活塞片側面近似呈三片夾角為120℃的橢圓，其中1＃、5＃風機設有變頻調速裝置用于調整風機的轉速，起到調節風量大小的作用。供氣干管共2根，每組風機各供1根，3＃風機兼作備用，并與2根主管連通。每根供氣干管對應1座缺氧/好氧池，PLC根據每組缺氧/好氧池出水口溶解氧計自動檢測到的溶解氧值比較決定各組風機的開、停或1＃、5＃變頻調速羅茨鼓風機的轉速，以保證池中溶解氧滿足工藝要求。

2.2.8　回流污泥泵

        5＃回流污泥泵為備用，其余4臺泵工作程序同進水泵；不同的是，它們的開停除受回流污泥泵房液位高低控制外，還受進水流量大小變化控制。每臺泵在以上任一開機控制條件滿足后即可開機。反之，當兩個關機控制條件同時滿足后才會停機。

2.2.9　二沉池刮泥橋和浮渣泵

         從2座缺氧/好氧池出來的泥水混合物都進入一座中心配水周邊積泥的結合井，并通過結合井將污水均勻配至4個二沉池；二沉池采用中心進水、周邊出水輻流式沉淀池，每池設1臺 2/3式機械刮泥橋和1臺依浮渣井液位高低自動開/停的浮渣泵，浮渣泵將刮泥橋上附有的浮渣刮板從池面刮入浮渣井的浮渣輸送到剩余污泥泵房。由于比重不同，在二沉池中停留一段時間的泥水混合物即進行分離，上清液溢進出水槽作為尾水排放到廠外農渠，而沉降后污泥則依自重流向回流污泥泵房。

2.2.10　剩余污泥泵

         剩余污泥泵房底部通過閥門與回流污泥泵房連通，3臺剩余污泥泵依時間程序定時開機，直至將設定體積的泥、渣排至濃縮池待處理。　

2.3　系統的調試完善過程

本系統有幾項功能作了較重要的改進完善。

         第一項是關于水泵的自控啟動。由于外方對中國的國情不夠了解，沒有考慮到在用電高峰季節，污水凈化廠在生產中會出現停電現象，因此當送電時(特別是在雨季)，進水泵房、回流泵房的液位可能已經達到甚至超過100%。此時，5臺110kW進水泵會出現幾乎同時啟動現象，強大的瞬時啟動沖擊電流足以引起為進水泵供電的MCC2 500kVA變壓器過載跳閘；另外，5 臺160kW鼓風機和5臺22kW回流泵也會在送電后由于缺氧/好氧池中溶解氧過低和回流泵房液位超過100%，而出現幾乎同時啟動現象，這同樣會引起為它們供電的MCC3 1 000kVA變壓器過載跳閘。因此，我們要求外方將廠區所有受控對象按工藝要求設定好自動啟動順序，并為大功率設備間留有足夠的啟動間隔時間，從而圓滿解決了送電后過載跳閘現象。

        原DOS子菜單被激活后，系統脫離監控狀態，供用戶在DOS狀態下完成諸如文件復制、刪除這樣的工作。對于日常值班操作工人，并不要求他們做這些工作，而這項功能出現在主菜單中，會經常引發操作工人的好奇或誤操作而激活它，這樣的弊端是在脫離監控這段時間，系統無法接收實時數據，造成數據丟失。于是我們向外方提出將"文件管理"這樣的DOS 操作功能轉移到"報表"子菜單中去。這樣一方面每天或每月可將系統自動生成的報警、報表數據庫文件完成從硬盤到軟盤的復制，并刪除那些被復制過的文件，保證硬盤空間余量；另一方面，在做這些文件管理工作時，系統可不再脫離實時監控狀態，從而保證了自動記錄數據的連續性和完整性。增加"報表"功能，同時刪除DOS子菜單，并把其"文件管理 "功能移植到"報表"子菜單中去，是對本系統自控功能所做的第二項改進完善。第三項是增加振鈴、報警功能。

         四廠安排人員"三班制"值班，每班的操作人員均擔負定時取水樣和到室外巡視、運砂、除渣工作。當他們在室外時，如何及時知道有無故障呢?于是，我們安裝了一個振鈴報警系統，當有報警時，報警信息不僅出現在中控室計算機和模擬屏上，還可通過PLC給安裝于廠區中央的一個警鈴以動作信號，從而振鈴報警，這樣到室外取樣或巡視的操作人員即可迅速趕到中控室了解情況，然后酌情排除故障。該振鈴報警系統簡單、經濟、可靠，在實踐中取得了