污水處理廠的DCS(分布式控制系統)是實現自動化控制和集中管理的核心系統,通常包括以下關鍵部分:
 
 

1. 現場儀表和設備

  • 傳感器和儀表:監測關鍵參數,如流量(流量計)、壓力(壓力變送器)、液位(液位計)、溫度(溫度傳感器)、pH值(pH計)、溶解氧(DO探頭)、濁度、化學需氧量(COD)、生物需氧量(BOD)等。
  • 執行器:控制閥門、電機、泵、曝氣設備等,根據控制信號執行具體操作。

 

2. 現場控制單元(PLC/RTU

  • PLC(可編程邏輯控制器):用于接收現場儀表信號,執行控制邏輯,發送指令給執行器。
  • RTU遠程終端單元:在分布式系統中用于連接遠程設備和主控制系統。

 

3. 通信網絡

  • 工業通信協議:如Modbus、Profibus、Ethernet/IP、HART等,用于實現設備之間的高效通信。
  • 光纖以太網:在大型污水處理廠中,數據傳輸通常依賴光纖或工業以太網。

 

4. DCS主站系統

  • 操作員工作站(HMI):提供圖形化界面,用于監控整個污水處理流程、查看數據和報警信息。
  • 工程師工作站:用于配置和修改控制邏輯、參數設置和系統維護。
  • 歷史數據存儲器:存儲關鍵參數的歷史數據,用于分析和報告。

 

5. 功能模塊

  • 監控模塊:實時監測污水處理工藝各環節運行狀態。
  • 報警系統:實時檢測異常,提供聲音和視覺報警。
  • 數據記錄和報告:存儲歷史數據,生成運行報告、能耗分析等。
  • 控制邏輯
    • 水量控制:調節進水和出水的流量。
    • 曝氣控制:調節曝氣池的溶解氧水平。
    • 加藥控制:根據工藝需求控制藥劑添加量。
    • 污泥管理:控制污泥濃縮和脫水過程。

 

6. 電氣控制系統

  • 配電柜和控制柜:包含電氣元件,如斷路器、繼電器、變頻器(VFD)、軟啟動器等。
  • 不間斷電源(UPS:為關鍵設備提供穩定的電源。

 

7. 污水處理工藝模塊

DCS系統需與以下工藝單元深度集成:
  • 格柵處理(粗/細格柵)
  • 沉砂池
  • 生物處理(曝氣池、活性污泥法、MBR等)
  • 二沉池
  • 消毒池(紫外消毒、加氯消毒等)
  • 污泥脫水

 

8. 高級功能

  • 優化控制:通過算法優化曝氣和加藥,減少能耗和運行成本。
  • 遠程監控與診斷:通過互聯網實現遠程數據訪問和系統維護。
  • AI大數據分析:提高決策支持能力,預測設備故障。
 
一個完善的DCS系統能夠顯著提升污水處理廠的效率和可靠性,實現全流程的自動化和智能化管理。