1 引言
含油污水處理是關係到水質是否合格的關鍵步驟，而濾罐的反衝洗時間和效果則直接影響污水的過濾質量，所以定時反衝洗，按要求控制反衝洗的流量曲線是控制水質質量的核心。大慶油田部分污水站（聚杏Ⅱ-Ⅰ站）反衝洗裝置處於手動狀態，變頻器與電動閥不能精確配合，變頻器無法投用，反衝洗流量無法控制，出現沖走濾料等問題，影響反衝洗效果。整個反衝洗過程水泵始終處於滿負荷運轉，造成大量電能損失，而且每個罐都需單獨操作，操作工人勞動強度很大。這些都對生產造成不利的影響。因此對現有手動反衝洗裝置的自動化改造，不僅可減輕操作工人的勞動強度，更重要的是能提高系統反衝洗的質量，使設備達到最佳的運行效果。
2 工藝過程
污水深度處理正常過濾的過程是：由一段、二段脫出水經緩衝罐、升壓泵進入一次濾罐、二次濾罐後到注入站注入地下。濾罐內濾料經過一段時間后，會沉積一些污油，需要定期進行反衝洗，在實際生產中，手動控制反衝洗操作步驟如下：
1） 關閉待反衝洗罐過濾進、出口閥門，開啟反衝洗進、出口閥門；
2） 開啟反衝洗水泵，按階梯形提高水泵電機頻率直到達到50Hz；
3） 開啟反衝洗濾罐攪拌器，攪拌10分鐘后關閉攪拌器。
4） 上一台反衝洗15分鐘后，關閉下一台待反衝洗罐過濾進、出口閥門，開啟反衝洗進、出口閥門；
5） 重複以上步驟，直至全部過濾罐反衝洗完畢。
3 系統組成
反衝洗自動控制系統的輸入信號主要有上位機操作台和觸摸屏的控制輸入及閥位開關反饋信號。共有開關量（DI）120個輸入點。PLC系統的控制負載主要包括調節閥控制、攪拌器啟/停、變頻器控制負載。共有開關量（DO）270個輸出點，模擬量（AO）2個輸出點。
通過確定控制範圍、輸入、輸出點后，對系統進行配置選型。採用工業控制計算機為上位機，可編程控制器（PLC）S7-300 為核心控制器的主站，TP 270—10觸摸屏作為現場顯示控制單元，S7-200作為基本控制級，模塊採用EM223（16/16）繼電器型和EM235（AI4/AQ1）模擬量模塊，通信模塊採用MPI通信處理器。
反衝洗自動控制系統結構圖如圖1所示。
4 系統軟體設計
系統軟體主要包括：工控組態軟體、PLC S7-200軟體、PLC S7-300軟體、觸摸屏軟體。
工控組態軟體採用力控組態軟體，應用Draw人機界面組態工具，由View圖形界面運行系統運行組態程序，通過SCOMClient/SCOMSever串列通信程序實現一對二台PLC S7-300的通信。
PLC S7-200軟體應用梯形圖編程式控制制每個濾罐的過濾進、出口閥門和反衝洗進、出口閥門。
PLC S7-300軟體主要是將PLC S7-200連接起來，控制PLC S7-200完成定時反衝洗，採集各閥位反饋信號，編製變頻器控制程序。
觸摸屏軟體編製實時顯示、控制現場工藝流程圖。
5 系統功能
結合工藝的實際狀況及系統的硬體配置，將該系統分為3個控制級，即遠程控制級（工控機）、現場控制級和基本控制級。
第一級為遠程控制級，由1台工業控制計算機組成，設置在值班室，主要功能為顯示工藝流程，值班室人員實時監控現場過濾流程和反衝洗流程的工作狀態，程序設定定時進行反衝洗，記錄反衝洗流量和時間。
第二級為現場控制級，由SIEMENS S7-300 PLC和TP 270—10觸摸屏組成，將S7-300 PLC作為主站將其餘的S7-200 PLC通過MPI網連接起來，協調系統的統一操作，控制各分站的運行，完成自動定時反衝洗的控制演算法。通過TP 270—10觸摸屏形成人機界面，完成人機交互，現場顯示工藝流程和調節閥工作狀態。將變頻器的控制信號引入控制主站，由主站完成反衝流量的控制。充分利用控制主站的強大運算功能，通過控制變頻器的頻率，完成反衝過程流量的控制。
第三級為基本控制級，由SIEMENS S7-200 PLC、輸入、輸出模塊、調節閥、中間繼電器及按鈕等組成。具有手動/自動兩種控制方式，在手動狀態通過控制櫃或操作柱按鈕實現對閥的操作；在自動狀態通過輸出模塊完成對閥的控制。輸入模塊主要採集調節閥狀態反饋信號，傳輸到觸摸屏和工控機進行顯示。
6 結束語
本裝置採用多CPU分散控制通過工業控制網相連接，局部故障時不影響其他罐的運行。系統改造后是使整個反衝裝置成為一個統一的有機整體，反衝過程連貫，流量曲線控制準確，可以按要求完成定時反衝洗、單罐反衝洗、一次反衝洗、二次反衝洗等多種自動反衝洗過程，從而大大地降低了操作工人的勞動強度，提高了反衝洗質量。
