制药厂污水处理中 DCS控制系统的运用探究

制药厂污水处理中 DCS控制系统的运用探究

张毅 刘芳义

杭州中美华东制药江东有限公司 浙江杭州 310000

摘 要：由于污水的处理工作是比较复杂的一项工作内容，对于制药厂的污水处理更加应该利用先进的科学技术和工艺。根据制药厂对污水处理的工艺要求可知,其具体是采用厌氧-缺氧-好氧生化处理法.DCS控制系统作为基本的电控系统,上位机以工控机显示工艺流程、控制、显示报警信号等控制,下位机由PLC控制,现场控制单元为控制仪表等设备。在药厂污水处理中科学的运用该系统，可以完全解决了制药厂设备分散,难以控制的难题,促进了制药厂污水处理的自动化水平。

关键词：制药厂；污水处理；DCS控制系统；运用

前 言：

污水处理是一项复杂且重要的系统工程，其具体是根据生产工艺、设备材质和水质条件为基础，并且采用相应的先进技术处理方法，来改善和提高水质，最终将处理过的水质进行回收或者排放。而制药厂的污水处理是采用的生化法进行作业，利用PLC技术来自动的完成污水处理的全过程控制，将制药厂污水的处理变为自动化处理，极大的提高了制药厂污水处理效率。

PLC技术的工艺流程

在制药厂的污水处理中，其处理系统采用的是厌氧-缺氧-好氧生化处理法，具体的工艺流程可分为四部分：

第一：预处理系统工艺。首先将制药厂污水按照浓度进行分类排序预处理，高浓度的污水首先需要在沉砂池中进行沉淀，沉淀过后将其放入中和池进行酸碱中和处理，然后将其放入厌氧池进行微生物分解，最终将分解后的污水放入调剂沉淀池。对于低浓度污水应首先将其放入沉砂池进行沉淀，随后将其放入入中和池进行酸碱中和处理，然后直接将中和池中的废水放入调节沉淀池，将其与上述的高浓度废水进行混合^[1]。

第二：生化处理系统。当废水进入调节沉淀池之后，将其放入高效生物组合池中进行兼氧-好氧曝气，在微生物的作用下，可以将污水中的有机污染物进行氧化分解，来作为微生物的营养供应，在微生物进行繁殖的同时，也将废水进行了净化。

第三：沉淀系统和后处理系统。在废水经过好氧曝气的处理去除有机污染物之后，将其放入二沉淀池中进行固液分离处理，将分离后的水放入处理池进行假药处理，然后将加要处理后的清水外排，将分离出来的泥垢等物质流入集泥池，然后将这些污垢进行浓缩、加药混合、絮凝反应之后进入脱水工房实施脱水工作，最后剩下的泥饼一部分用于施肥，另一部分用于打包外运填埋。具体工艺流程图如图一。

图一：PLC技术工艺流程图

DCS控制平台的结构与配置

DCS自控平台是运用自动化方法、PC机方法、网络技术方法、数据库方法以及图形显示法建设而成的多功能自动化平台^[2]。该技术是保证满足限定的方法和要求以及污水处理过程优良可靠运用、排污达标的目标条件下，将制药厂污水的经营决策、管控以及过程优化等过程综合在在线网络环境下，同时将数据多层进行相互通知连接，将污水处理的管控集成化和数据的综合处理所搭建的一种数据平台。该平台是由污水处理厂经营管理局域网和过程检测产业局域网的二级网络所组成，同时在多级网络的结构下，可以将实时数据库为主体，进而完成控制平台的四个功效层：检测监控检测层、过程检测控制层、经营管控层和远程访问层，将这四个功效层相互组成，形成了自控控制平台。其中该平台的数据处理管控中心为中央总控制单元，其中设有3台检测PC机和1台数据库服务器。

四、自动控制系统的组成

根据上述工艺要求，该自动系统的电控系统采用DCS控制系统，以工控机显示工业流程的控制、现实报警信号的为上位机，PLC控制为下位机，控制仪表等设备为现场控制单元的三级分布式控制系统。PLC和工控机之间采用串口通讯，PLC和控制仪表之间采用标准信号进行传输。

上位机

上位机是通用的工控计算机，其主要功能包括现实具体工艺流程、电机以及电磁阀等运行状态以及控制、故障报警和故障发生部位的处理方法。其中对于温度、液位、料位、溶解氧以及PH值模拟量进行精确显示，随后将数据存入固态硬盘，将保存期限设置为一年，以便定时或者随时打印。

下位机

下位机一般采用西门子SIMATICS7-300通用性PLC，其主要是实现工艺逻辑控制以及控制算法。

现场控制单元

现场控制单元主要是有控制仪表组成，用于控制系统中数据的模拟量，其主要是为了完成从现场采集的模拟信号、将其变送为标准信号，然后经过A/D转换，送PLC进行调节运算，对各执行机构进行相关控制。

制药厂污水处理中DCS控制平台的功效层与数据的交换

检测监控层

检测监控层是由2套具有双热机设备、方法能效较为先进的XCU-485运算处理单元和多功能检测仪表等控制设施组成。此功效层可以完成所有污水处理过程的各类参数、设备运行的状态和电气参数等数据采集。对于单元过程以及对设施的控制，同时运用污水处理产业通过局域网向检测层所接收和输送的数据来发出检测层的控制指令。对于该分层中的细格栅和上升泵、下沉池以及氧化曝气池等各种过程制造的生产过程中技术的变量和电器设施的保护和控制都起到了促进作用，该技术对于格栅后面的液位差、进出PH值等变量进行了同时的监测和控制。

过程检测层

该分层主要是由平台中数据的交换以及数据的显示组成的控制平台，其组成是由连接在产业以局域网上的作为操作站的3台产业控制PC机和DLP大显示屏幕等设施构成，其中管控网络上的平台数据服务器运用的安全保护也在本分层来完成过程的检测层和管控层的数据交换。本分层对于污水处理过程中的检测数据的集中显示和管控、现场控制单元的监控状态、数据显示的各种图文状态以及实时数据的详细处理要求来执行控制指令。该分层在控制状态下不仅可以完成PID以及多种常规平台的控制，而且为其优化污水检测、专家检测、预测检测等先进的智能检测等功效搭建了一定程度的扩展平台，同时此分层还包含了自控平台的实时数据库。

管控层

管控层是一种数据库的访问技术，其主要是由管控PC机和数据服务器构成的局域网中，运用各种数据库以及专业的管控软件，使其完成污水处理厂的制造生产过程，其中包括污水处理的决策调度过程，和多种制造生产经营过程的有效管控功能。该层可以保留具备网络安全保护的远程数据库访问者的管理员访问接口，在完成使用权的使用者可以通过远程数据库进行数据访问。管控层在制药厂污水处理中发挥着管理、控制和协调的巨大作用。

远程访问控制层

远程访问控制层是运用检测软件来完成数据访问的。其中包括远程服务端数据库访问、远程服务数据访问、污水处理过程变量实时信息各种图像的远程现实、污水处理阶段变量与历史信息客户端显示、实时运用情况画面远程检测、水质变量在线记录与远程监控等。

结 语：

在制药厂污水处理中应用新型的PLC自动控制技术，可以有效的增加污水处理的效率，经过各路程的严格管控，最终达到高质量的污水处理，在制药厂污水处理过程与发展中起着重要的作用。

参考文献：

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