PC 在水處理過程自動控制中的應用
1、前 言
隨著供水事業的發展,人們對水量的需求越來越大,對水質的要求越來越高。提高水處理效率是城市發展和人民生活水平提高的需要,實現水處理自動化勢在必行,水處理工藝過程流程混凝劑、消毒劑加注自動化則是水處理過程中最具經濟效益和社會效益的一項措施。它具有穩定出水水質、節約凈水資源、減輕工人勞動強度、投入少產出高的特點。
2、配藥及投藥設備構成及工作循環
2.1 設備構成
混凝劑、消毒劑投放過程由配藥及投藥2個環節構成。
系統主要設備如下
①流動電流檢測系統(TCS)流動電流法是20世紀80年代后期出現的凝聚投藥檢測控制技術。其主要優點是,不需建立數學模型,只需單一的控制因子———流動電流;在投藥后2～4MIN(反應池)取樣,及時地將信號(反映藥劑投加量和初凝效果的流動電流值)反饋回投加設備,使投加設備能迅速地修正(或保持)投加量。
②液位計
在凈水生產中,由于接觸式測量抗腐蝕性差,所以系統采用超聲波液位計檢測液位。超聲波液位計由如下3部分組成:電源和報警輸出系統NT4,電子頻率調制FMU421,超聲波傳感器DU40。該液位計可根據投藥總量及配制濃度,事先設置液位值,具有數據存儲功能和2個可調整的設定值報警信號,提供標準模擬輸出信號為直流4～20MA。
③濁度計
高濁度(源水)測量用SS6型濁度儀,最大測量范圍0～9999NTU,模擬輸出信號4～20MA;低濁度(濾前水)測量用1720Ｃ型濁度儀,最大測量范圍0～30NTU,模擬輸出信號4～20MA。
④主要構筑物
溶解池:對混凝劑進行濃度配比;溶液池:混凝劑貯存池;貯液池:混凝劑原液貯存池。
⑤鼓風機
鼓風機使藥劑攪拌均勻。
⑥變頻調速器和計量泵
計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
當溶液池液位低于設定值M2時系統報警→打開貯液池電磁閥K1,使密度為ρ1的藥劑原液自流到溶液池→溶液池液位達到設定值H1時,關閉貯液池出液閥K1→打開溶液池清水閥K2進行稀釋→啟動鼓風機G進行攪拌→溶液池液位達到設定值H2時關閉K2及G→打開溶液池出液閥K3→啟動提升泵T,將稀釋成ρ2的混凝劑提升至溶液池→溶液池液位達到設定值M1時關閉K3及T→報警解除,等待下一次循環。
投藥的自動控制過程如下：
流動電流是反映混凝劑投加量大小的物理量。它可以通過TCS傳感器的一對電極在線連續測量,然后再經TCS監控器變送放大后顯示出來。其顯示范圍為-10.00～+10.00,相應輸出直流4～20MA。當投加量增加或減少時,它的顯示值也迅速地相應增減;當投加量正好符合要求時,即可得到零點或設定點。控制器將流動電流值與給定值作比較,得到偏差,控制器對偏差作PID運算。
3、配藥投藥自動控制系統設計
3.1 控制系統構成
經分析,該系統有5個輸入量,9個輸出量,均為開關量,還有4路模擬信號(濁度和液位)需要測量和控制。投配藥PC控制系統的組成如圖3所示。根據系統輸入輸出的性質和數量,選用FX2 24MR主機加通道模擬輸入輸出模塊FX 4AD4的配置[2],共有12個輸入點,12個輸出點,可滿足系統輸入、輸出信號的數量要求。輸入、輸出信號及PC地址編號。
3.2 控制程序
4、結 論
將可編程控制器用于水處理投配藥過程中,改變了原來由人工投配藥劑時計量精度差、工人勞動強度大、對環境污染大、損害人體健康等惡劣狀態,實現了投配藥過程的自動控制,提高了水處理的質量及效率。
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