炼油厂产生的废水主要包括油废水、碱废水、硫废水、盐废水、酚废水和生活废水等。其污染物种类繁多，密度高，是比较难处理的工业废水。我国水资源严重不足，为了实现可持续发展战略，炼油厂需要不断提高污水处理技术，保证符合工业污水国家排放标准。经过数十年的发展，中国炼油厂污水处理自动化技术的水平和应用范围大大提高，特别是近年来，随着检测技术、软件技术、网络技术等一系列技术的快速发展和先进控制理论的提出和普及，DCS系统广泛应用于炼油厂污水处理自动化生产。过去用的污水处理系统稳定性较差，使用时间长容易出故障，需要工艺人员手动才能完成。而DCS系统优点在于分散控制，对污水处理的每个过程分别控制，由控制中心集中操作修改设定值，整个生产过程形成大的串级控制系统。因此，使用DCS系统不仅可以提高控制效率，节省人力，还可以克服过程中的干扰，提高系统的鲁棒性，提高生产效率。

2污水处理工艺流程

我的炼油厂污水处理采用自流式水力流程，污水经调节配水、中和、浮选、均质、水解、生化处理后，合格水经原污水管道排入长江，整个工艺复杂，自动化程度高。整个污水处理工艺主要由以下工序组成。

2.1污水处理部分

2.1.1调节配水

调节配水环节是将预处理后的含油、含碱、大排水沟污水通过管道送入计量配水槽，通过电磁流量计量，重力流入中和池。

2.1.2中和

中和池采用机械搅拌混合反应，依据PH值在线仪显示值自动控制酸碱泵投加酸碱，调节中和池出水PH值在给定的范围内。

2.1.3一、二级浮选

中和后的污水，首先进入一级浮选(浮选机)，去除污水中的浮油、乳化油和部分浮选固体、胶体状物质。然后浮选机的出水通过浮选池的井进入二级浮选(浮选池)。浮选池采用部分回流加压溶解气浮，浮选池的出水部分通过回流泵的加压进入溶解气罐作为溶解气水。

2.1.4均质与水解

炼油污水经浮选处理后，流入均质池，通过潜水搅拌机的搅拌，在池内与氧化沟的剩余活性污泥充分混合，混合液流入水解池，进行厌氧生物处理。水解池出水进入氧化沟配水井，通过电磁流量计计量后，流入氧化沟。

2.1.5氧化和二沉

氧化沟转盘的转速通过变频调速器调节，氧化沟出水设有调节堰板，调节池液位，调节转盘浸没深度。

污水经氧化沟处理后，流入二沉池进行重力分离。池内设有刮水吸泥机，连续吸收上层活性好的污泥和下层活性差的污泥，用静水压力分别吸收回流污泥池井。

2.1.6后过滤和排放

二沉池出水流入待过滤池，合格水通过泵上升沿原直径820*10管线排放到长江，不合格水流入调节池。部分水经核桃壳过滤器处理，其出水仍返回待过滤池，核桃壳过滤器反冲水进入调节池。

2.2污泥处理部分

污泥进入污泥浓缩池后，通过浓缩减小体积，浓缩后的污泥排入浓缩污泥池，上清液流入排水池。供给泵将浓缩污泥从浓缩污泥池提升到带式过滤器脱水，脱水的泥饼从螺旋输送机送到污泥堆积场，过滤液流入排水池。

排水池设有液位控制系统，排水池中的污水由排水泵自动送入调节池。

2.3生活给水部分

新鲜水经转子流量计测量后，进入净水器混凝池，充分反应后，流入沉淀池，沉淀的污泥从底部排泥阀排入污水池，上清液流入过滤池，最后流入清水池，消毒后，恒压给水装置

污水池设有液位控制系统，污水泵自动将污水送入氧化槽配水井。

2.4锅炉

来自给排水间的生活水经浮动床进行离子交换后，进入软化水箱，通过泵2801＃或2802＃，间断补水至锅炉进水管。从锅炉出来的热水通过配管送到各供暖包和氧化二沉区、中和浮选区的下水道顶部。

3污水处理的控制系统

根据污水处理站工艺流程比较复杂的特点，我们采用直流S系统自动控制污水处理流程。DCS系统是以通信网络为纽带的多级控制系统，由过程控制级和过程监控级组成，整合了计算机、通信、显示和控制技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理，具有高可靠性、开放性、安全性和易操作性。

3.1DCS系统结构

控制系统由工程师站、操作员站、I/O站和过程控制网组成，通过以太坊与管理计算机相连，实现远程查询监控。工程师站内设有组织软件平台，修改过程参数，进行系统维护的操作员站内操作员监视生产过程的I/O站监视整个工业过程，由主控制卡、数据转发卡、I/O卡、供电单元等构成。为了确保系统的可靠性，主控制卡、数据转发卡是冗馀配置。

3.3系统功能

DCS系统简化整个控制系统，操作人员在控制中心操作即可。因此，需要友好、功能丰富的人机界面作为交互，大幅度提高效率，降低对操作者的要求，节约人工费。接口的具体功能如下:

1)显示整个处理过程的过程图和各具体过程的控制过程图，以此为中心显示现场参数、生产状态等，便于查询。

2）可以根据调度要求以及现场情况方便对过程设定值进行调整或直接对现场设备进行操作。

3）显示报警信息以及具体的报警位置、状态等。

3.3.2数据记录与分析

建立历史数据库，记录生产中一些重要的过程数据、报警信息和操作人员的操作记录，作为今后进行生产技术优化和控制系统改造的重要依据，有利于分析生产过程中存在的漏洞，及时修正。

3.3.3通信功能

通信包括与各种现场设备、控制器之间的通信，以及管理系统与调度系统之间的通信。与现场设备之间一般采用4~20mA标准信号通信，与管理系统和调度系统的通信可通过TCP/IP协议通过有线或无线的方式在局域网内实现。

3.3.4工艺控制功能

这是DCS最重要的功能，整套DCS解决方案需要构建整个生产过程的控制系统，实现对各种设备的监控和操作。根据工艺要求，各生产环节分别监控和控制。

3.4控制过程

3.4.1液位控制

如图为液位控制的控制流程图，使用差压变送器测量容器中的液位，进入控制器与设定值的偏差为e，使用PID算法根据偏差计算控制器输出，控制出口阀的开度，控制液位。

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(理想PID)

(工业PID)

其特点是能更好地控制振动，原理简单，易于实现。缺点是鲁棒性不强，需要根据经验整理控制器，随着设备老化和系统变化，控制系统的特性也发生变化，PID控制器的工作性能受到影响。此外，PID控制器不适用于滞后较大的系统，如加药量控制。污水处理DCS系统内置有PID控制模块，易于实现，性能稳定，主要应用于液位控制、流量控制和水压控制。

3.4.2PH控制

如图为PH控制流程图，主要通过加酸和加碱量来调节PH值，一方面考虑当前PH值的大小，另一方面考虑进水和出水的流量，需要保证下一个流程的设计流量。因此，中和池的控制也包括流量控制、液位控制等，是一个强耦合的过程，即一个输入量同时影响多个输出量，导致过程的难控性。普通的PID方法一般超调大，控制效果差，系统不稳定。在这种情况下，使用耦合控制方法，将强耦合过程在控制过程中耦合，分别控制输出变量，同样使用PID控制器控制各控制回路。解耦后，控制效果大大提高，过程控制稳定可靠。

3.5温度控制

如图为温度控制流程图，根据锅炉加热的情况，为了保证锅炉内的温度在设定值，必须使用温度变送器(热电偶)来测量锅炉内的温度和出口液体的温度，进入控制器后调节燃料气的进口阀。燃料气源压力不稳定，气阀具有一定的非线性，因此使用普通单回路PID控制时控制效果差，会产生很多振动。

串级控制系统采用两套检测变送器和两个调节器，前一个调节器的输出作为后一个调节器的设节器的输出输送到调节阀。控制系统包括两个控制电路、主电路和副电路。副回路由副变量检测变送、副调节器、调节阀和副工艺组成；主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、副工艺和主工艺组成。

串行控制系统具有以下优点:1、改善过程动态特性，提高系统控制性能2、能够迅速克服进入副回路的二次干扰3、提高系统工作频率4、对负荷变化的适应性强5、能够克服控制过程的非线性。主要用于滞后大的液位控制、克服阀门的非线性等。从控制系统的角度来看，DCS系统是一个大串联控制系统。

4结语

DCS系统融合了计算机技术、网络技术、自动控制技术、检测技术等，在生产中充分体现了其优势，提高了生产效率和生产安全性、规范性。在未来的发展中，随着新技术的应用和控制理论的进步，DCS系统在工业生产中的地位将进一步提高，其性能也将进一步提高。