从武昌某污水厂改造看PLC控制系统优化的几个关键点

我是永瑞电气的技术老张，在湖北这行干了快二十年了。今天想聊聊污水处理厂PLC控制系统优化的事儿，就拿我们去年在武昌做的一个项目当例子。那是个运行了十多年的老厂，用的是比较早期的PLC，控制柜也是当年本地一家小厂做的。厂里老师傅抱怨说，系统越来越不稳定，曝气池溶解氧控制老是飘，加药量也凭经验，赶上进水水质波动大的时候，中控室报警能响成一片。

第一次去现场看，那个武汉污水处理PLC控制柜打开，线路确实有点乱，模块也老旧了。但厂里预算有限，全换新系统不现实。我们定的方案是：保留主框架和大部分硬件，重点优化控制程序、人机界面和部分关键传感器。这其实挺考验技术的，好比给老房子做加固装修，还不能影响正常居住。

先说程序这块，这是核心。原来的程序逻辑比较直白，比如提升泵，就是高水位开，低水位停，结果泵启停特别频繁。我们改成了基于时间间隔和预测水位的模糊控制，还加入了泵的轮换使用逻辑，这样不仅设备寿命长了，能耗也下来一些。曝气控制是难点，原来就靠几个溶解氧探头反馈做PID，但探头容易脏，反应也慢。我们在软件里加了个‘软测量’模型，结合进水流量、COD估算值和历史数据，对溶解氧设定值进行前馈微调，再配合鼓风机变频器的精细控制，稳定性好了很多。这些算法优化，都是在原有湖北PLC控制系统的硬件平台上实现的，说明老系统潜力挖一挖还是有的。

再一个是人机界面，也就是上位机监控画面。老系统那个画面，说实话，不直观，报警信息就一串代码，新来的操作工根本看不懂。我们重新设计了画面结构，把工艺流程直观展示，关键数据用趋势图实时显示。还把重要的操作步骤，比如污泥脱水机的启停，做成了带确认和条件判断的向导式界面，防止误操作。报警信息也分级分类，告诉你是什么问题、可能的原因和建议处理措施。这样一变，中控室值班人员的压力小多了。

当然，硬件也不是一点没动。我们检查了所有柜内接线端子，该紧固的紧固，把一些老化的信号线换了。在关键回路上，比如加药泵的控制输出，增加了隔离继电器，提高可靠性。传感器方面，在进水口和出水口各增加了一台在线水质分析仪，数据直接进PLC，为程序优化提供更扎实的依据。这些工作，体现了我们作为武汉电气成套厂家对系统整体性的理解，不是光会编程就行，柜子里的每一个细节都关系到长期稳定运行。

这个项目做完大半年了，最近回访，厂里的反馈挺好。系统报警次数减少了大概七成，药剂投加量更精准了，算下来每个月能省不少钱，出水水质也更稳定。老师傅们现在也愿意多琢磨琢磨系统里的数据曲线了。

通过这个案例，我想说，污水处理自动化升级，不一定非要追求最新最贵的硬件。很多时候，结合工艺需求，对现有系统进行细致的诊断和有针对性的优化，尤其是软件和控制的深度挖掘，投入不大，效果却非常显著。特别是对于我们湖北地区很多运行了多年的污水处理厂，这种思路可能更实际、更经济。我们永瑞电气在武汉及周边做了不少类似的改造项目，感觉最大的成就感，就是用我们的技术，让这些老设备重新焕发活力，稳稳当当地为城市的环保出力。以后有机会，再和大家分享其他方面的经验。