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【正文】 射器內(nèi)設(shè)有兩只止回閥，一只排水閥，氯氣和壓力水在水射器內(nèi)形成氯水溶液，通過擴散管注入加氯點。 ◆ 壓力水供應(yīng)系統(tǒng) 通過增壓泵出水作為水射器動力源，一般要求水射器壓力水達到 ,次時壓力水背壓以 1KG/CM3 計。 ◆ 監(jiān)控設(shè)備 配制電子秤，用于檢測氯瓶的總重或凈重，并輸出相應(yīng)信號。在氯源提供系統(tǒng)中配置膜片保護的氯 壓力表，用于檢測液氯及氣氯管線的壓力。內(nèi)裝于加氯機內(nèi)的膜片保護氯氣真空表，用于檢測加氯機控制閥的上下游的真空管路的真空度。在所有投加點水射器的壓力入口配制水壓表，用于監(jiān)測壓力水水壓。 ◆ 安全保護設(shè)備 系統(tǒng)配置 1臺雙探頭漏氯報警儀，用于在線連續(xù)檢測氯瓶間、加氯間的氯氣濃度，超標(biāo)時提供報警，并連瑣啟動泄氯回收裝置。 ◆ 根據(jù)源水流量和投加設(shè)定率，完成前加氯自動控制的功能 。 前加氯采用流量配比控制器，其控制原理為：加氯機自帶控制器根據(jù)采集到的源水流量和設(shè)定的投加率成比例去控制加氯機的執(zhí) 41 行機 構(gòu)，在不同的季節(jié)，可以設(shè)定不同的投加率。 ◆ 根據(jù)濾后加氯點的余氯分析值，完成后加氯自動控制功能。 后加氯采用復(fù)合環(huán)加氯機，該加氯機自帶復(fù)合環(huán)控制器，其控制原理為：將后加氯點設(shè)在濾池的出水管，根據(jù)濾后水流量前饋比例投加，通過一段管道混合后，在充分混合處用取樣泵取樣到余氯分析儀，測量余氯值將余氯信號反饋至加氯機控制器，控制器計算出這個余氯值與設(shè)定余氯值（設(shè)定值根據(jù)出廠水余氯值標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)定）的差值，對這個差值 PID 運算后，得出相對應(yīng)的控制增量，去控制加氯機的投加執(zhí)行機構(gòu)，使得余氯值始終向設(shè)定值逼近，從而保證出廠水 余氯符合國家標(biāo)準(zhǔn)。 由于控制器的設(shè)定較固定，有時不能完全適應(yīng)水廠的運行要求，我公司成功開發(fā)出適合水廠使用的加氯專家控制軟件，該軟件充分利用 PLC 的資源，用戶不需要再增加硬件投資，設(shè)計時考慮了水流量變化、沖洗水變化等參數(shù)對加氯的影響，其效果優(yōu)于加氯機控制器的控制效果。 為了提高加氯控制的安全性、可靠性，我們在該方案中增加了PLC 加氯自控作為后備加氯控制，這樣，一旦加氯機自帶控制器發(fā)生故障，可以立即切換到 PLC 加氯自控，提高了加氯系統(tǒng)運行安全性和可靠性。特別是濾池反沖洗時，對濾后加氯的沖擊干 擾能降低到最小程度，不需要反復(fù)調(diào)節(jié)加氯機，就能使濾后余氯控制在 左右，這樣可延長加氯機的使用壽命，又能節(jié)約氯耗。如果用加氯機控制器控制會有長達 1 小時的震蕩時間，才能控制到 附近。 42 PLC 后加氯控制的基本數(shù)學(xué)模型如下： 按水量比例前饋投加： Cr=KqCqQi179。 103 Cr：為濾后水投氯量（ g/s）。 Kq：水量系數(shù)。 Cq：為濾后水單位投氯量預(yù)置設(shè)定值（ mg/L）可調(diào)。 Qi：為與投氯點對應(yīng)的源水進水量（ m3/s） 余氯值反饋調(diào)節(jié)：根據(jù)設(shè)定的濾后水余氯值，采用智能 PID調(diào)節(jié)器進 行控制，智能 PID 的最基本原理是結(jié)合偏差（設(shè)定值與實際值之差）與實際值的變化趨勢進行自動調(diào)節(jié)，偏差大時，調(diào)節(jié)量加大，以盡快減小偏差，偏差較小時，若實際值有向設(shè)定值靠近趨勢，調(diào)節(jié)量可不改變，以避免超調(diào)的產(chǎn)生，若實際值有偏離設(shè)定值的趨勢，調(diào)節(jié)量適當(dāng)加大。具體的調(diào)整區(qū)間及調(diào)節(jié)量的大小，需在現(xiàn)場調(diào)試時才能確定。 反沖洗時， PLC 程序能自動快速調(diào)整加氯量，以確保氯后水余氯值的超調(diào)最小，充分降低氯耗。 ◆ 根據(jù)氯源壓力，自動切換氯瓶值，保障氯氣連續(xù)供給。 PLC 檢測到 A 組氯瓶壓力低于空瓶壓力設(shè)定值時， PLC 打開 B 組的電動球閥，繼續(xù)供氣，送出“ B 組運行”信號， PLC 關(guān)閉“ A 組電動球閥”，送出“ A 組空瓶”信號，并報警，等待換瓶，換瓶并檢測隔膜壓力表，送出“ A 組備用”信號。 ◆ 漏氯監(jiān)測和泄氯回收裝置自動控制，保障保護人身安全。 43 PLC 檢測到漏氯檢測儀發(fā)出的“漏氯”信號時，立即啟動泄氯回收裝置和送中控室緊急報警（現(xiàn)場也緊急報警）。 濾池系統(tǒng) 氣水反沖洗控制 氣水反沖洗站的主要設(shè)備有： 3 臺沖洗泵、 3 臺鼓風(fēng)機、 2 臺空壓機等。 工藝控制條件 定時沖洗法：根據(jù)工藝要求設(shè)定每個濾池的 沖洗時間，到時發(fā)出沖洗請求，由 PLC 對去排序依次進行反沖洗； 2 水頭損失沖洗法：根據(jù)每格濾格的水頭損失值，當(dāng)其達到一定數(shù)值時，發(fā)出沖洗要求，由 PLC 控制其反沖洗； 人工強制法：由操作人員判斷，認(rèn)為某濾格需要清洗時，在上位機上，通過鼠標(biāo)操作控制反沖洗。 控制要求 反沖洗過程比較繁瑣，有一系列開、關(guān)閥門，開、關(guān)風(fēng)機，開、關(guān)水泵的命令，大致過程如下（圖 3）：關(guān)進水閥，液位降低到一定程度后關(guān)清水閥，再打開排水閥及氣沖閥，之后開鼓風(fēng)機氣沖（時間可調(diào)），水沖閥在鼓風(fēng)機啟動后打開，再啟動一臺反沖洗泵，作氣水沖（時間可 調(diào)），氣沖結(jié)束，關(guān)鼓風(fēng)機、氣沖閥，再打開第二臺泵，僅作水沖（時間可調(diào)）。結(jié)束時，先關(guān)反沖洗泵，再關(guān)水沖閥，最后關(guān)排水閥。反沖洗完畢，打開進水閥開始過濾。在編制梯形圖時，對開、關(guān)閥門的條件必須嚴(yán)格限 44 制，避免錯誤的、不適時機的開、關(guān)閥門命令。大量的閥門故障、計時校驗等報警也必不可缺。其中兩個報警更需要特別處理。一個是反沖洗中的關(guān)清水閥故障，除報警外，如果短時間內(nèi)無法排除故障，就要重新打開進水閥，否則液位一直下降會使砂面暴露。另一個是鼓風(fēng)機或水沖泵停止后關(guān)氣沖閥或水沖閥的故障。該故障發(fā)生后，應(yīng)允許反沖洗結(jié)束后進入 過濾，但卻不允許其他濾格進行反沖洗。 注明：反沖洗氣沖結(jié)束后，須有打開排氣閥排氣的步驟。 45 圖 3 反沖洗過程說明 （一）、反沖洗過程的控制 ◆ 氣水同時反沖洗：進水閥門關(guān)，延遲一定時間關(guān)清水閥門，再打開排水閥門及氣沖閥門，先氣沖 2min（可調(diào)），開反沖水閥，氣水沖 2min（可調(diào)），關(guān)氣沖閥門，再水沖 6min（可調(diào)），水沖時將排氣閥門同時打開，水沖結(jié)束后，延時一定時間關(guān)閉排水閥門。沖洗結(jié)束后打開進水閥門，待水位升到恒水位后，開清水閥門（開度可調(diào)），保持液位恒定。 ◆ 單 獨空氣反沖洗：氣沖強度和時間按照具體要求設(shè)定（可以通過 關(guān)進水閥 液位下降至預(yù)設(shè)值關(guān)清水閥 開氣沖閥，開鼓風(fēng)機 開水沖閥，開第一臺水沖泵 關(guān)鼓風(fēng)機，關(guān)氣沖閥，開排水閥，開排氣閥 開第二臺水沖泵 關(guān)所有泵，關(guān)水沖閥 關(guān)排水閥，開進水閥 反沖洗指令 過濾 46 上位機和現(xiàn)場觸摸屏調(diào)整）。 ◆ 單獨水反沖洗：水沖強度和時間按照具體要求設(shè)定（可以通過上位機和現(xiàn)場觸摸屏調(diào)整）。 （二）、沖洗泵房：沖洗泵機一步化起停 ◆ 泵機開啟過程 開泵指令→檢查出水電動閥門開到位否，沒有關(guān)到位，則開到位→泵及“運行”信號到→打開電動閥門→電動閥門開到位信號送 PLC。 ◆ 泵機關(guān)閉過程 關(guān)出水電動閥門→電動閥門到位→關(guān)泵機。 濾池控制系統(tǒng) ◆ PLC 統(tǒng)一協(xié)調(diào) 4 格濾池自動反沖洗控制功能。 主要有“排序沖洗”、“自由沖洗”、“強制沖洗 ”。每格濾池在滿足沖洗條件或接收到?jīng)_洗命令后都會向 PLC 發(fā)出沖洗請求，由于沖洗資源的限制和濾池沖洗的特點， PLC 按以下優(yōu)先次序接收沖洗要求。 A．“強制沖洗”：中控室管理計算機下達的沖洗申請。 B．“自由沖洗”： PLC 檢測濾池阻塞值大于設(shè)定值或過濾時間超過設(shè)定點給出沖洗申請。 C．“排序沖洗”：當(dāng)有個濾格滿足沖洗條件， PLC 按先后的優(yōu)先原則對沖洗請求進行排序，并順次進行排序沖洗。 其協(xié)調(diào)控制可用如下框圖表示。 47 打開排水閥 停止過濾 允許沖洗 請求沖洗 沖洗條件 發(fā)出氣請求信號 接到氣有效信號 打開濾池反沖洗 進氣閥 計 時 氣洗時間 發(fā)出水請求信號 接到水有效信號 打開反沖洗進水閥 計 時 氣水混合洗時間到 沖洗次序 接到氣請求信號 啟動鼓風(fēng)機 發(fā)出氣有效信號 接到水請求信號 發(fā)出水有效信號 打開沖洗水泵機 打開沖洗水總閥 發(fā)出關(guān)閉氣源請求 打開排氣閥 2min 關(guān)閉反沖法進氣閥 調(diào)開進水閥開度 計 時 水溶液時間到 關(guān)閉的沖洗 進水閥 發(fā)出關(guān)閉水源請求 關(guān)閉排水閥 進入過濾狀態(tài) 接到關(guān)閉氣源請求 關(guān)閉鼓風(fēng)機 接到關(guān)閉水源請求 打開沖洗水泵機 打開沖洗水總閥 PLC N N N N N A Y B N Y N N Y N Y Y A B PLC PLC PLC B A B A B 48 ◆ 鼓風(fēng)機組的故障檢測，故障報警和故障保護，啟用備用機組的控制功能。 鼓風(fēng)機工況、氣路壓力 故障處理專家系統(tǒng)和微傳感技術(shù) 關(guān)故障 切斷 動力源 持續(xù) 報警 提示 對策 開故障 切斷 動力源 報警 微傳感技術(shù)處理 關(guān)閉 閥門 停泵機 提示 對策 泵機組 運 行 提示 對策 49 ◆ 沖洗機組的故障檢測，故障報警和故障保護，啟用備用機組的控制功能。 泵機工況、閥門工況、壓力 故障處理專家系統(tǒng)和微傳感技術(shù) 關(guān)故障 切斷 動力源 持續(xù) 報警 提示 對策 開故障 切斷 動力源 報警 微傳感技術(shù)處理 關(guān)閉 閥門 停泵機 提示 對策 泵機組 運行 提示 對策 50 ◆ 整個濾池（反沖洗泵和濾格）的智能型故障保護軟件的功能。 ☆ 鼓風(fēng)機組故障處理專家系統(tǒng) 鼓風(fēng)機工況、氣路壓力 故障處理專家系統(tǒng)和微傳感技術(shù) 二級超負荷故障 一級超負荷故障 過流 故障 空車 故障 電氣 故障 工作效率故障失常 切斷 動力源 切斷 動力源 切斷 動力源 關(guān)閉 出風(fēng)閥 關(guān)閉 出風(fēng)閥 關(guān)閉 出風(fēng)閥 報警 報警 報警 報警 報警 報警 提示 對策 提示 對策 開啟 備用機 開啟 備用機 開啟 備用機 提示 對策 51 ☆ 反沖洗泵機組故障處理專家系統(tǒng) 反沖泵機工況、氣路壓力 故障處理專家系統(tǒng)和微傳感技術(shù) 二級超負荷故障 一級超負荷故障 過流 故障 空車 故障 電氣 故障 工作效率失常 切斷 動力源 切斷 動力源 切斷 動力源 關(guān)閉 出風(fēng)閥 關(guān)閉 出風(fēng)閥 關(guān)閉 出風(fēng)閥 報警 報警 報警 報警 報警 報警 提示 對策 提示 對策 提示 對策 提示 對策 提示 對策 提示 對策 52 濾池恒水位控制 工藝控制條件 液位控制 控制要求 本工程的液位由清水閥調(diào)節(jié)。一般的 PLC 液位控制，是對調(diào)節(jié)閥采用PID 功 能塊進行 PI 或 P 控制，比較方便。編寫閉環(huán)控制程序，程序中通過控制開、關(guān)閥門的動作時間來控制閥門位置。相應(yīng)的電氣要求是閥門開、關(guān)無連鎖，開、關(guān)動作能隨開、關(guān)命令的中斷而中斷。據(jù)此設(shè)計的控制回路框圖見圖 2。 來自液位計的 AI 采樣信號作為反饋值與設(shè)定值比較，判斷是否超出預(yù)定范圍，若不在預(yù)定范圍內(nèi)，再進行液位升降判斷，決定閥門是否動作。當(dāng)液位低于設(shè)定下限且仍在下降時，給出關(guān)閥命令，當(dāng)液位高于設(shè)定上限且仍在上升時，給出開閥命令。其他情況下，閥門不動作。本框圖在具體實現(xiàn)中有兩個問題必須解決。第一，清水閥由全開到全關(guān)的動作時間大約為 18 秒（可設(shè)定），這對于液位升降的速度來說很短。如果沒有任何措施，則一旦給出開（關(guān)）閥命令，該閥會一直開（關(guān)）到底。第二，液位信號始終是波動的（盡管很小），這會影響對液位升降的判斷，而當(dāng)其在上、下限設(shè)定值附近波動時，更會造成 PLC 頻繁給出開、關(guān)閥命令。實際工程中，是通過