【正文】 ⑹ 余氯控制器余氯的多少關(guān)系的出水水質(zhì)是否合格，是否滿足生活用水的要求，因此控制精度要求很高，動態(tài)偏差要求小，因此采用PID控制器。樣品溶液由取樣泵以大約500mL/s的速率送到水樣過濾器（多余通過溢流器排出），到達測量室，與余氯分析儀測量室的金電極、銅電極形成一個敏感的電解槽。由于加氯機的差動調(diào)節(jié)需要由水射器提供一個較為穩(wěn)定的真空，這就要求為水射器提供一個連續(xù)的高壓水系統(tǒng)。其主要作用是對氣源進行自動切換，保持氣源的連續(xù)供給，確保加氯機的連續(xù)運行。所以當(dāng)設(shè)備性能受氯氣壓力影響時，真空調(diào)節(jié)器將可以有效地達到減少液化結(jié)冰的目的。它操作簡便，運行安全可靠，很少維修，保養(yǎng)維修費用低，購置成本較少，而自動控制的加氯系統(tǒng)更加適合一些大中型企業(yè)，它的購置成本較高，技術(shù)含量也高了許多。 ② 規(guī)格的選擇：加氯機是有很多規(guī)格指標(biāo)的，一般為：每小時輸送液、氣的量。在擾動作用下，系統(tǒng)輸出為 Y(s)=Wf(s)F(s)+WM(s)Wo(s)F(s)Wc(s)Wo(s)Y(s) （4—4）擾動對被控變量的影響可表示為 （4—5）由不變性原理可知，要實現(xiàn)對饒動的完全補償，必定存在 =0 （4—6）解上式的分子方程式，有 WM(m）=－ （4—8） 加氯測控設(shè)備選型⑴ 真空加氯機加氯機主要是對氯氣投加的流量大小進行調(diào)節(jié)和控制，氯氣流量大小的調(diào)節(jié)一般采用差動調(diào)節(jié)方式。前饋比例調(diào)節(jié)可以迅速地調(diào)整，根據(jù)處理水量變化適時確定氯需求變化；反饋調(diào)節(jié)可以對余氯偏差進行更精確的修正，調(diào)節(jié)特性較簡單反饋有所改善。由于要求水中余氯值比較恒定，而濾后水的需氯量是個變值，采用流量比值控制很難達到控制要求。比例系數(shù)Kf的設(shè)定值可通過在上位監(jiān)控機或觸摸屏上由操作工人根據(jù)工藝要求及濾前水中余氯值的大小進行改變，要求達到既消毒又降低成本的目的[21]。前加氯的投加量與源水流量的大小成正比。⑵ 系統(tǒng)方框圖。助凝劑的投加點一般是在投加混凝劑經(jīng)過混合以后的5~10min內(nèi)投加到水中。加氯時，依靠水射器所產(chǎn)生的真空作用，氯氣通過真空調(diào)節(jié)器、自動切換裝置進入加氯機，加氯機控制器給出的控制信號調(diào)節(jié)輸氯量，使氯氣順著水射器形成的真空管路輸送到投加點，在投加點處與水形成氯溶液注入管道中[15]。在本次設(shè)計中采用了自動加氯系統(tǒng)，配置有自動真空加氯機和余氯儀等，將加氯分為兩步，前加氯根據(jù)進水量按比例自動調(diào)節(jié)氯量，后加氯量根據(jù)余氯信息反饋自動調(diào)節(jié)，不但水質(zhì)改善，而且氯耗有所下降。水廠運行時要采用剩余氯指標(biāo)而不用細菌學(xué)指標(biāo)。但過量加氯，不僅增加成本，而且自來水中有氯的味道，影響水的使用。實際上是氯的不同化學(xué)形式的組合效果。 氯消毒簡介 ⑴ 氯消毒所謂氯消毒包括液氯、漂白粉、次氯酸鈉等消毒劑，通過其氧化作用殺滅微生物。采用正壓投加時，由于所有的投加管線都處于正壓狀態(tài)，一旦發(fā)生故障或者管線破裂，容易出現(xiàn)氯氣泄露事故，安全可靠性低、設(shè)備維護量大。正確選擇和使用可靠的加氯設(shè)備，是保證加氯安全和計量準確的關(guān)鍵。氯過量會產(chǎn)生一些有害健康的副產(chǎn)品，因此人們重視了加強測控系統(tǒng)部分的研究。消毒并不是把水中的微生物全部消滅，只是要消除水中致病微生物的致病作用。由于穩(wěn)定裕度小，因而所用比例度大，開環(huán)靜態(tài)增益小，不用積分會產(chǎn)生很大的余差。變送器的作用是將轉(zhuǎn)換器送來的流量信號進行比較、放大,并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標(biāo)準的輸出信號，以實現(xiàn)對被測液體流量的遠距離指示、記錄、積算或調(diào)節(jié)。 電磁流量計的特性指標(biāo) 由于管道為自來水管道，因此管道直徑一般都比較大，在大城市中管道的直徑一般采用150~200cm，來自黃河的原水都是比較臟的，并且有各種雜質(zhì)及其各種附屬物，由此可見電磁流量計都比較適用。按流量計檢測的原理，可分為差壓流量計、轉(zhuǎn)子流量計、容積流量計、窩輪流量計、旋渦流量計、電磁流量計和超聲波流量計等等。它在0~2000NTU范圍內(nèi)的準確度為5%，2000~9999NTU范圍內(nèi)的準確度為10%。此系統(tǒng)還常配有安全閥、脈動阻尼器、背壓閥等附件，使得投藥的流量和壓力更加穩(wěn)定。美國米頓羅的產(chǎn)品代表了當(dāng)今世界SCD的最高水平。此電流的大小決定于混凝后仍留在水中的正(或負) 離子的凈余量，電流值越小，水中正(或負) 離子凈余量越少，說明混凝反應(yīng)越充分，因而游動電流值可間接反映混凝效果。向水中投加混凝劑能提供大量的正離子，通過吸附—中和作用，壓縮膠團擴散層，使電位降低，靜電斥力減小，膠粒表面的水化作用也減弱，從而破壞膠體的穩(wěn)定性而絮凝沉淀。⑵ 流動電流檢測儀① 流動電流檢測儀(SCD) 的工作原理天然水中存在大量的懸浮物和膠體顆粒，這是水產(chǎn)生混濁現(xiàn)象的根源。但柱塞泵初始吸料較快是其長處。③ 選用計量泵計量泵分為柱塞計量泵和隔膜計量泵，現(xiàn)僅將電動柱塞計量泵與電動隔膜計量泵做比較。計量泵一體化的伺服機構(gòu)能夠接受來自調(diào)節(jié)器和計算機的4~20mA DC控制信號，從而自動調(diào)節(jié)沖程長度在0~100%范圍內(nèi)變化。 加藥測控儀表選型⑴ 計量泵① 計量泵控制原理計量泵每一次的流體流出量決定了其計量容量。這樣，系統(tǒng)即使在大而頻繁的擾動下，依舊可以獲得優(yōu)良的控制品質(zhì)。如果補償?shù)卯?dāng)，對于某一特定擾動，前饋控制系統(tǒng)的品質(zhì)十分理想，明顯優(yōu)于反饋控制系統(tǒng)。 加藥控制系統(tǒng)⑵ 系統(tǒng)方框圖。本設(shè)計中用原水流量與SCD儀組成前饋—反饋控制系統(tǒng)。在該項目中，目前國內(nèi)外較先進的自來水廠都使用SCD檢測儀表來控制投藥量。經(jīng)過初步的處理后一般水的濁度在100NTU以下，隨后進入混凝等常規(guī)處理。 水廠原水是從黃河直接取出的，原水水質(zhì)受各種因素的影響在不同的時期不同的情況下變化很大?；炷齽┓N類很多，據(jù)目前所知，不少于200~300種。高分子絮凝劑用于高濁度水處理時絮凝速度快，一般僅需幾秒至幾十秒就可形成粗大的絮凝體。高濁度水的混凝特性與常規(guī)濁度水相比有很大不同。另外，地區(qū)不同，高濁度水流中泥砂濃度及顆粒級配差別很大。黃河是我國泥沙含量最大的河流， 也是世界上罕見的多沙河流，年輸沙量和年平均含砂量均居世界大江河的首位。因此，投藥混凝是水質(zhì)凈化最重要的環(huán)節(jié)，而準確投加所需要的混凝劑量則是獲得較好混凝效果及經(jīng)濟效益的最關(guān)鍵問題。研究表明，水中鋁離子濃度過高會影響人的身體健康，并對水質(zhì)及輸水系統(tǒng)產(chǎn)生不良的影響。通常所用的混凝劑都是屬于電解質(zhì)物質(zhì)，在水中與膠體雜質(zhì)發(fā)生電中和，壓縮膠體的雙電層，降低ζ電位,使之脫穩(wěn)凝聚。對有積分元件的負載系統(tǒng)，也可以單獨使用P動作控制。PI控制：僅用P動作控制，不能完全消除偏差。因此，能達到使控制量（反饋量）和目標(biāo)值（設(shè)定頻率）一致的效果，可是，對變化急劇的偏差，反應(yīng)變差。這是決定P動作對偏差反應(yīng)程度的參數(shù)。在此選用富士變頻器，其主要參數(shù)列舉如下：H21反饋選擇，可以選擇設(shè)定值的0，功能是控制端子12正動作（電壓輸入0~10V）。 從電機再生出來的能量貯積在變頻器的濾波電容器中，由于電容器的容量和耐壓的關(guān)系，通用變頻器的再生制動力約為額定轉(zhuǎn)矩的10%~20%。為了防止失速,就要檢出電流的大小進行頻率控制,當(dāng)加速電流過大時適當(dāng)放慢加速速率。對于要求調(diào)速精度比較高，即使負載變動也要求在近于給定速度下運轉(zhuǎn)的場合，可采用具有PG反饋功能的變頻器。通常情況下,在50Hz以上電壓不變，大體為恒功率特性，在高速下要求相同轉(zhuǎn)矩時，必須注意電機與變頻器容量的選擇。因此，在低頻時給定V/F，要使輸出電壓提高一些，以便獲得一定地起動轉(zhuǎn)矩，這種補償稱增強起動。采用變頻器傳動可以平滑地起動。這種控制方式多用于風(fēng)機、泵類節(jié)能型變頻器。PWM是按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖寬度，以調(diào)節(jié)輸出量和波形的一種調(diào)值方式。頻率的檢測信號通過FMA端子送給PLC，作為PLC增泵、減泵控制信號。在每臺泵的變頻用接觸器和工頻用接觸器之間必須外部電氣互鎖，以防止PLC故障或其它原因造成的工頻接觸器和變頻接觸器同時吸合，造成工頻電源與變頻器輸出端相接而損壞變頻器。如果再次接收到變頻器上限輸出信號，則KM3斷開KM4吸合，2水泵由變頻轉(zhuǎn)為工頻，同時KM5閉合3水泵變頻運行，這時電動機MM2為工頻運行，M3為變頻運行。 主電路接線圖圖中去PLC接線的變頻器端子有FWD、FMA、11和12分別接S7—200PLC的任一輸出端子、任一輸入端子和COM；30A、30C作為報警信號分別接兩個輸入端子；112端子接遠傳壓力表。以水壓為控制參數(shù)，水泵啟動后，壓力傳感器向變頻器提供控制點的壓力值H0，當(dāng)H低于H0（H0按用戶水壓要求設(shè)定）時,應(yīng)該提高水泵轉(zhuǎn)速，變頻器發(fā)出提高頻率的指令；當(dāng)H高于H0時，則應(yīng)該降低水泵轉(zhuǎn)速,變頻器發(fā)出降低頻率的控制信號。用戶用水量變化反映在水壓上，表現(xiàn)為管網(wǎng)水壓的波動。按某一壓力（水位）控制點的水壓（或水位）目標(biāo)值進行調(diào)節(jié)控制。按水位（水壓）的高低兩個界限值控制水泵的開停。⑵ 液位控制器選擇控制器的方法與反應(yīng)池液位控制的方法一致。因此可采用浮子式液位計。 清水池液位控制系統(tǒng)清水池液位控制系統(tǒng)的系統(tǒng)方框圖與沉淀池液位控制系統(tǒng)的方框圖是一致的。其貯水量由水位計表征，運行人員根據(jù)水位信號調(diào)節(jié)入口水流量使水位在一定限制內(nèi)運行，從而確保工業(yè)水和生活水的連續(xù)供給。特別是世界范圍內(nèi)對消毒副產(chǎn)物控制的重視，使清水池設(shè)計的改進成了減少消毒副產(chǎn)物的重要手段。反沖洗過程需要在編程時根據(jù)特定情況設(shè)定一定的時間，等反沖洗時間到達時就會關(guān)閉閥門3和閥門4，打開閥門1和閥門2，循環(huán)進行下一過程。由于在濾池控制中，需要模擬量的輸入，因此需要擴展一塊EM231模擬量輸入模塊，EM231要接受模擬量的液位變送器送來的信號。1720D不需要用樣品池，這樣可減少雜散光，提高測量準確度。1720D的測量范圍為0~100NTU。動作頻率要求高時，結(jié)構(gòu)應(yīng)優(yōu)選直動式電磁閥。電磁閥只能控制全開、全關(guān)。只能開或關(guān) ，開關(guān)時動作時間短。 水位檢測裝置對圖中各控制信號說明如下：1YW：溢流水位信號，反沖洗裝置失靈或其他原因引起濾池水位上升到此水位時，控制裝置發(fā)出聲、光報警信號，告誡值班人員須進行事故處理操作。沖洗廢水進入沖洗排水槽，再經(jīng)過一系列裝置排出池外。沖洗時關(guān)閉進水支管1和清水支管2的閥門。 ⑵ 沖洗 在每格濾池都裝有浮球液位檢測裝置以檢測濾池運行工況。經(jīng)過一系列的象濾料層、承托層后，由配水系統(tǒng)的配水支管匯集起來，再經(jīng)配水系統(tǒng)干管渠、清水支管、清水總管流往清水池。 過濾和反沖洗控制系統(tǒng)設(shè)計過濾和反沖洗過程利用PLC控制各個閥門的啟動，每個閥門只是利用它們的開和關(guān)兩種狀態(tài)。在飲用水凈化工藝中，有時沉淀池和澄清池可以省略，但過濾是不可缺少的，它是保證飲用水衛(wèi)生安全的重要措施[9]。進水濁度一般在10NTU以下。開始過濾時，表面濾料首先黏附了絮凝后的顆粒，過濾一段時間以后，濾層中逐漸積累了雜質(zhì)顆粒又會脫落下來，而向下面的濾層移動，于是下層濾料發(fā)揮黏附截留雜質(zhì)的作用。 濾池測控系統(tǒng)過濾是原水（沉淀水）通過顆粒介質(zhì)（如無煙煤、石英沙、硅藻土等，總成濾料）以去除水中懸浮雜質(zhì)使水澄清的過程。 沉淀池液位控制系統(tǒng)設(shè)計⑴ 系統(tǒng)原理沉淀池由于泥沙存儲的影響，如果不及時排除泥沙，致使液位過高，而引起大量池水溢出，不但造成水源浪費，而且引起不必要的麻煩，在設(shè)計沉淀池中控制系統(tǒng)時，必須考慮液位的影響，利用液位計檢測信號，與控制器的設(shè)定值進行比較，去確定進水管道上閥門的開度。 根據(jù)實際考慮，控制閥采用了電磁閥，其放大倍數(shù)符號為正。量程寬，穩(wěn)定可靠；校準簡單， ABS 塑料分體壁掛式，安裝維護簡單。盡管如此，在某些時候色度計和分光光度計的測量結(jié)果可以在水處理系統(tǒng)或過程控制中用于測定濁度的大幅度變化。濁度也可以利用色度計或分光光度計測量樣品中顆粒物的阻礙作用造成的透射光強衰減程度來估計。的方向上檢測有多少光被水中的顆粒物所散射。開環(huán)控制系統(tǒng)的控制精度完全取決于各單元的精度，因此，它主要使用在精度要求不高并且不存在內(nèi)外干擾的場合。利用濁度計檢測池中存泥區(qū)與池水區(qū)的濁度，檢測點是兩者的界面的一部分水的濁度，然后把信號傳送給PID控制器去調(diào)節(jié)排泥管道的閥門的開度。經(jīng)混凝的原水流入沉淀池后，沿進水區(qū)整個截面均勻分配，進入沉淀區(qū)，然后緩慢地流向出口區(qū)。對某些工業(yè)用水，允許渾濁度較高，經(jīng)混凝沉淀后即可使用。在去包鋼給水廠參觀時，發(fā)現(xiàn)該廠用5分鐘沉淀比來決定該沉淀池是否需要排泥。排泥水耗量較大，是水廠自用水的重要組成部分。電動閥的開度可以控制，可以控制管道中介質(zhì)的流量。⑹ 電動控制閥[3]用電機帶動閥芯。電容式液位計由電容液位傳感器和檢測電容的測量線路組成。⑸ 液位傳感器[3]液位的測量在工業(yè)自動化生產(chǎn)中占有很重要的地位。 根據(jù)安全考慮，控制閥采用了電動控制閥，其放大倍數(shù)符號為正。⑷ 液位控制器[4]在反應(yīng)池中，要求液位維持在一定的高度，即要求液位在一定的高度波動。測量電導(dǎo)用的儀器是電導(dǎo)儀，電導(dǎo)儀中的主要測量元件是電導(dǎo)電極，它是將惰性金屬封接在玻璃或塑料管中制成的。中國《生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范》（2001）規(guī)定，~。PH計和PH變送器在功能或結(jié)構(gòu)上的差異在于是否具有信號隔離作用。PH是氫離子活度的負對數(shù)： PH=lga （3—2）式中， a—氫離子活度； PH—PH值。若所含雜質(zhì)顆粒大小超過106mm，如各種有機物質(zhì)、細菌、藻類、油脂、金屬氫氧化物、粘土、砂、礫石等不溶解物，則會影響水的透明度，造成光學(xué)的綜合現(xiàn)象，使人視覺上呈有渾濁的現(xiàn)象。其中的一些參數(shù)檢測結(jié)果，還是控制加藥