我國污水處理自動化控制起步較晚,進入20世紀(jì)90年代以后,污水處理廠才開始引入自動控制系統(tǒng),但多是直接引進國外成套自控設(shè)備,國產(chǎn)自動控制系統(tǒng)在污水處理廠應(yīng)用很少。早在70年代,我國的水行業(yè)就開始應(yīng)用自動化技術(shù),到90年代,自動化、信息化在水行業(yè)受到了普遍重視。近20年來,我國水行業(yè)在自動化技術(shù)和信息化技術(shù)應(yīng)用方面得到了長足的發(fā)展,創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
多年來,中國水資源質(zhì)量不斷下降,水環(huán)境持續(xù)惡化,由于污染所導(dǎo)致的缺水和事故不斷發(fā)生,不僅使工廠停產(chǎn)、農(nóng)業(yè)減產(chǎn)甚至絕收,而且造成了不良的社會影響和較大的經(jīng)濟損失,嚴(yán)重地威脅了社會的可持續(xù)發(fā)展,威脅了人類的生存。而且隨著民眾環(huán)保意識的覺醒,對水污染的關(guān)注程度達(dá)到了空前。
根據(jù)《2013-2017年中國污水處理行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》指出,中國13億人口中,有70%飲用地下水,660多個城市中有400多個城市以地下水為飲用水源。但是據(jù)介紹,全國90%的城市地下水已受到污染。
而且受到經(jīng)濟回暖,國家政策推動以及環(huán)保行業(yè)熱度增長等有利因素作用,污水處理行業(yè)整體生產(chǎn)經(jīng)營狀況較好,而且政府也不斷出臺相應(yīng)的政策扶持污水處理企業(yè)的發(fā)展,加之隨著工業(yè)的持續(xù)增長,污水處理的行業(yè)需求將穩(wěn)定增加。
污水處理自動化的機遇和挑戰(zhàn)
過去的二十年,自動化技術(shù)與信息技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于水行業(yè)中。尤其是自動化技術(shù),應(yīng)用于閘門泵站的自動化改造、水廠和污水廠的SCADA系統(tǒng)、城市供水調(diào)度系統(tǒng)。隨著無線通信技術(shù),互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和視頻技術(shù)等不斷發(fā)展和普及,已基本實現(xiàn)了水行業(yè)的“可視化”。
但是,與國際水平相比,我國的自動化和信息化技術(shù)還相對滯后,整體上還處在國外80-90年代的水平。主要體現(xiàn)在發(fā)展的不平衡和應(yīng)用水平方面。以智能決策為目標(biāo)的信息化技術(shù)則相對遲緩,“信息孤島”現(xiàn)象依然嚴(yán)重,自動化技術(shù)和信息化技術(shù)缺乏融合,大量的過程數(shù)據(jù)都靜靜地“躺”在現(xiàn)場,而沒有發(fā)揮其應(yīng)有的作用。
節(jié)能減排作為當(dāng)前水行業(yè)發(fā)展的重要任務(wù)之一,其工作的進展備受矚目。而自動化與信息化技術(shù)作為水行業(yè)發(fā)展中的后助力量,保障著節(jié)能減排工作的有續(xù)進行。它將解決生產(chǎn)水、供水、排水處置及污水處置的過程控制與管理智能化,從而最大限度地減少水資源的浪費,基本實現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置,最大限度的讓水資源循環(huán)利用起來。
在新的形勢下,污水處理對于自動化產(chǎn)品提出了更高的要求。良好的質(zhì)量控制,使產(chǎn)品能夠高效穩(wěn)定的運行,為保證水廠高效穩(wěn)定運行,污水處理對控制系統(tǒng)的高可靠性要求,要求PLC支持多種冗余方式,能夠更好的提高系統(tǒng)的可靠性,提高水廠、污水廠的運行效率,為更嚴(yán)格的水質(zhì)達(dá)標(biāo)提供保證。
為保護用戶的初始投資,要求系統(tǒng)具有很好的開放性,能夠為世界各大著名廠商(如Siemens、AB、GE、Schneider等)的設(shè)備提供完備的驅(qū)動程序庫;支持DDE、OPC(Server及Client)、ODBC等標(biāo)準(zhǔn),支持SQL語言、ActiveX控件;提供大量的函數(shù),可使用VB、VC、Delphi等開發(fā)工具進行第三方開發(fā)。
為了降低系統(tǒng)的能耗、藥耗,要求系統(tǒng)具有豐富的控制算法,如過程控制算法、模糊控制等高級過程控制算法、變頻調(diào)節(jié)控制算法等,能夠集成電能管理、智能控制水泵。同時,具有靈活的開放性。就水處理工程特點而言,在一個項目中可能包含多家供應(yīng)商的產(chǎn)品,要求電控系統(tǒng)具有強大的包容性,并符合IEC國際標(biāo)準(zhǔn)。
為了節(jié)省成本、減少系統(tǒng)維護的工作量,要求控制系統(tǒng)具有易用易維護的特點,要求所有模塊均支持帶電插拔、可通過SD存儲卡對系統(tǒng)程序進行升級、備份,背板上設(shè)計有防混銷以避免插錯模塊,獨特的接線端子設(shè)計,并提供預(yù)接線系統(tǒng)。因為水行業(yè)自動化專業(yè)人員相對較為匱乏,大部分技術(shù)人員主要從事工藝維護,因此希望自動化系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠,既便出故障也只需簡單操作就能快速使系統(tǒng)恢復(fù),最大程度的減少對連續(xù)供水或污水處理的影響。