[摘 要]：本文叙述了采用SIMATICS7-300可编程控制器实现炼油污水处理工艺设备的控制，具体介绍了控制系统的结构、任务分配和实现、控制方式及程序设计思路。关键词；炼油污水；PLC BAF 炼油厂污水是一种难处理的工业废水，它是原油炼制、加工及油品水洗等过程中产生的一类废水，污染物的种类多、浓度高，对环境的危害大。陕西某炼油厂为了改善炼油废水对环境的污染，对现有曝气生物滤池污水处理装置进行改造，在原有A／O曝气池的基础上增加BAF曝气装置。改造后的装置对SS、COD、BOD和氨氮具有很好的处理功能。BAF装置运行管理采用PLC程序控制系统，经实际系统调整、测试，已达到预期的效果。 1 污水处理工艺污水一级处理采用原有的调节均质、隔油和气浮等除油工艺，去除大部分油类和悬浮物。二级处理采用泥法和膜法相结合的两段生化工艺，其中一段采用活性污泥法A／O曝气池，用于去除大部分的有机负荷；二段采用两级BAF装置，进一步去除有机物，并对悬浮物进行截留，确保处理后排水水质完全达标。在污水处理中，曝气池是全厂的核心建筑，污水在池中通过生物的净化作用达到去除有机物的目的。因微生物为好氧菌，如供氧量过少会造成细菌大量死去，不利于微生物的生长，会直接影响处理效果。但供氧量过大，不仅使能耗提高，增大运行费用，而且会形成小而重的易沉淀絮体使水质恶化。因此控制水中的含氧量是污水处理过程控制中关键的任务之一。 2 BAF工艺控制原理滤池状态分为正常工作、反冲洗、备用及故障4种状态，滤池上的在线仪表主要是溶解氧检测仪表、流量计和滤池压差检测仪表。 下面对BAF工艺正常工作控制和反冲洗状态作简要介绍。（1）正常工作控制滤池在正常工作状态时，曝气阀及进水调节阀开启，其他阀门关闭，曝气风机变频运行，整个滤池自动运行，核心控制参数为：滤速、出水溶解氧水平及运行周期控制。溶解氧的控制要求是通过计算机给这些DO仪设定一个测量范围，当进水量达到平衡，池中悬浮物浓度合乎标准时，一旦水中含氧突破这个范围，PLC就会收到现场溶解氧仪反馈回来的报警信号。PLC便根据现场测量值来调节鼓风量。鼓风机的开启台数由PLC根据溶解氧的平均值来控制。PLC每隔5min判断一次曝气池内的溶解氧值，溶解氧低于设定下限时调频风机增加风量。若调频风机已达到最大值，则增开一台普通风机，溶解氧高于设定上限时调频风机减少风量；若调频风机已达最小值，则关闭一台普通风机。（2）反冲洗控制当滤池具备反冲洗条件时要停止正常工作，需排队才能进入反冲洗工况。反冲洗程序为3段式冲洗：气冲洗、气水混合冲洗、水冲洗。 3 控制方式、主要测控点和控制设备 3.1 根据BAF工艺要求，工艺设备的控制设有3种方式：（1）现场操作箱硬手动控制；（2）PLC联锁自动控制；（3）中控室电脑键盘远程控制（软手动）。这3种控制方式相互补充。正常运行时是以PLC的自动控制为主，必要时以硬手动或软手动控制作为补充。 3.2 主要测控点（1）数字I/O：曝气机工作状态；进出水阀、曝气阀、排气阀的开闭状态，反冲洗水泵、反冲洗鼓风机启停状态；反冲洗水阀、气阀开闭状态。（2）模拟I/O：进水水量、进水阀阀位；滤床水头损失、液位；溶解氧、曝气量。 3.3 主要控制设备（1）BAF曝气供风系统，污水处理厂生化系统有6台1）90-1.7离心鼓风机，其中一台用变频风机。（2）空气反冲洗供风设备，选用JAS-200型罗茨鼓风机作为滤池反冲洗供风设备。（3）反冲洗水泵，选用3台CZ200-315型离心水泵。（4）安装在曝气池不同地点的6个溶解氧测试仪。 4 控制系统结构控制系统主要包括上位机和下位机的硬件，共同组成一个控制系统。图3为控制结构系统图。上位机为现有工业计算机，采用西门子公司CP5611网卡通过PROFIBUS-S7数据通讯网络完成计算机与PLC之间的数据通讯，上位机的画面组态软件采用西门子公司的WINCC完成用户二次软件的开发。 西门子S7系列PLC作为控制系统的核心，可以提供强大的控制、网络和组态功能，以及良好的扩展能力和通讯能力，容易实现分布式的系统结构，该PLC主要包括以下几部分：（1）CPU模块：采用西门子S7-315-2DP，主要用来执行用户程序，控制I/O模块与上位机通讯。（2）电源模块：PS307，通过背板总线向模块供电。（3）I/0模块：包括SM321数字量输入模块、SM322数字量输出模块、SM331模拟量输入模块和SM332模拟量输出模块，用于现场控制设备的接口。现场各个监控点的物理参数，由对应的传感器或变送器检测出来并转变为4～20mA电流信号，然后送到相应PLC内，PLC通过各种模块接口采样信号；控制信号由PLC输出后以4～20mA电流形式送到执行机构，控制执行机构的动作。 5 控制系统功能及编程实现 5.1 控制系统功能根据对现场污水处理工艺的了解和操作人员的具体要求和建议，把系统的控制功能实现分为上位机实现和下位机实现。上位机主要功能为显示工艺流程、电机及电磁阀等电器的运行状态及控制、故障报警、故障发生的部位及处理方法；显示液位、溶解氧等模拟量，设计保存期为一年，供随时打印。下位机主要用于实现工艺逻辑控制及控制算法；并可直接控制电机，风机及各类阀门。同时通过A/D转换器采集现场控制单元的输入信号。现场控制单元为控制仪表，主要完成从现场采集模拟信号，变送为标准信号，经过A/D转换，进行数字PID调节运算后，控制各种执行机构。 5.2 控制系统编程根据工艺要求所确定的联锁步骤对现场电动阀门、曝气机、鼓风机和水泵等电气设备开关的控制采用顺序控制、时限控制和条件控制相结合的原则进行设计。控制方式联锁自动或手动可以相互切换，在手动条件下，自动联锁控制不能完成，只有等切换到自动状态时，所属的联锁程序才能够自动执行。 6 结束语系统以PLC为核心，利用PLC强大的过程检测与控制功能，实现了炼油污水处理BAF装置中溶解氧、液位等参数的在线监测与自动控制。本系统投入运行以来，运行稳定可靠，处理后的污水达到了国家污水排放标准，完全达到了最初设计的功能，实现了对BAF污水处理的集散控制和管理。
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