PC 在水處理過(guò)程自動(dòng)控制中的應(yīng)用
1、前 言
隨著供水事業(yè)的發(fā)展,人們對(duì)水量的需求越來(lái)越大,對(duì)水質(zhì)的要求越來(lái)越高。提高水處理效率是城市發(fā)展和人民生活水平提高的需要,實(shí)現(xiàn)水處理自動(dòng)化勢(shì)在必行,水處理工藝過(guò)程流程混凝劑、消毒劑加注自動(dòng)化則是水處理過(guò)程中最具經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的一項(xiàng)措施。它具有穩(wěn)定出水水質(zhì)、節(jié)約凈水資源、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度、投入少產(chǎn)出高的特點(diǎn)。
2、配藥及投藥設(shè)備構(gòu)成及工作循環(huán)
2.1 設(shè)備構(gòu)成
混凝劑、消毒劑投放過(guò)程由配藥及投藥2個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成。
系統(tǒng)主要設(shè)備如下
①流動(dòng)電流檢測(cè)系統(tǒng)(TCS)流動(dòng)電流法是20世紀(jì)80年代后期出現(xiàn)的凝聚投藥檢測(cè)控制技術(shù)。其主要優(yōu)點(diǎn)是,不需建立數(shù)學(xué)模型,只需單一的控制因子———流動(dòng)電流;在投藥后2～4MIN(反應(yīng)池)取樣,及時(shí)地將信號(hào)(反映藥劑投加量和初凝效果的流動(dòng)電流值)反饋回投加設(shè)備,使投加設(shè)備能迅速地修正(或保持)投加量。
②液位計(jì)
在凈水生產(chǎn)中,由于接觸式測(cè)量抗腐蝕性差,所以系統(tǒng)采用超聲波液位計(jì)檢測(cè)液位。超聲波液位計(jì)由如下3部分組成:電源和報(bào)警輸出系統(tǒng)NT4,電子頻率調(diào)制FMU421,超聲波傳感器DU40。該液位計(jì)可根據(jù)投藥總量及配制濃度,事先設(shè)置液位值,具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能和2個(gè)可調(diào)整的設(shè)定值報(bào)警信號(hào),提供標(biāo)準(zhǔn)模擬輸出信號(hào)為直流4～20MA。
③濁度計(jì)
高濁度(源水)測(cè)量用SS6型濁度儀,最大測(cè)量范圍0～9999NTU,模擬輸出信號(hào)4～20MA;低濁度(濾前水)測(cè)量用1720Ｃ型濁度儀,最大測(cè)量范圍0～30NTU,模擬輸出信號(hào)4～20MA。
④主要構(gòu)筑物
溶解池:對(duì)混凝劑進(jìn)行濃度配比;溶液池:混凝劑貯存池;貯液池:混凝劑原液貯存池。
⑤鼓風(fēng)機(jī)
鼓風(fēng)機(jī)使藥劑攪拌均勻。
⑥變頻調(diào)速器和計(jì)量泵
計(jì)量泵為雙缸雙頭隔膜式,具有耐腐蝕的功能。投加能力為3000L/H,壓力為0.3MPa。
2.2 工作循環(huán)
當(dāng)溶液池液位低于設(shè)定值M2時(shí)系統(tǒng)報(bào)警→打開(kāi)貯液池電磁閥K1,使密度為ρ1的藥劑原液自流到溶液池→溶液池液位達(dá)到設(shè)定值H1時(shí),關(guān)閉貯液池出液閥K1→打開(kāi)溶液池清水閥K2進(jìn)行稀釋→啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)G進(jìn)行攪拌→溶液池液位達(dá)到設(shè)定值H2時(shí)關(guān)閉K2及G→打開(kāi)溶液池出液閥K3→啟動(dòng)提升泵T,將稀釋成ρ2的混凝劑提升至溶液池→溶液池液位達(dá)到設(shè)定值M1時(shí)關(guān)閉K3及T→報(bào)警解除,等待下一次循環(huán)。
投藥的自動(dòng)控制過(guò)程如下：
流動(dòng)電流是反映混凝劑投加量大小的物理量。它可以通過(guò)TCS傳感器的一對(duì)電極在線連續(xù)測(cè)量,然后再經(jīng)TCS監(jiān)控器變送放大后顯示出來(lái)。其顯示范圍為-10.00～+10.00,相應(yīng)輸出直流4～20MA。當(dāng)投加量增加或減少時(shí),它的顯示值也迅速地相應(yīng)增減;當(dāng)投加量正好符合要求時(shí),即可得到零點(diǎn)或設(shè)定點(diǎn)。控制器將流動(dòng)電流值與給定值作比較,得到偏差,控制器對(duì)偏差作PID運(yùn)算。
3、配藥投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 控制系統(tǒng)構(gòu)成
經(jīng)分析,該系統(tǒng)有5個(gè)輸入量,9個(gè)輸出量,均為開(kāi)關(guān)量,還有4路模擬信號(hào)(濁度和液位)需要測(cè)量和控制。投配藥PC控制系統(tǒng)的組成如圖3所示。根據(jù)系統(tǒng)輸入輸出的性質(zhì)和數(shù)量,選用FX2 24MR主機(jī)加通道模擬輸入輸出模塊FX 4AD4的配置[2],共有12個(gè)輸入點(diǎn),12個(gè)輸出點(diǎn),可滿足系統(tǒng)輸入、輸出信號(hào)的數(shù)量要求。輸入、輸出信號(hào)及PC地址編號(hào)。
3.2 控制程序
4、結(jié) 論
將可編程控制器用于水處理投配藥過(guò)程中,改變了原來(lái)由人工投配藥劑時(shí)計(jì)量精度差、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、對(duì)環(huán)境污染大、損害人體健康等惡劣狀態(tài),實(shí)現(xiàn)了投配藥過(guò)程的自動(dòng)控制,提高了水處理的質(zhì)量及效率。
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