【正文】 控制濾池的液位實(shí)現(xiàn) ,即過(guò)濾時(shí)要把液位控制在一定范圍之內(nèi)。 現(xiàn)將濾池的基本的工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖繪制如下圖所示。養(yǎng)活沖洗水量是原水表面清掃的一個(gè)特別優(yōu)點(diǎn) ,事實(shí)上 ,它還起到了在一個(gè)濾池反沖洗時(shí)防止其它濾池在最大輸出負(fù)荷下運(yùn)行的作用。此外反沖洗時(shí) ,原水通過(guò)與反沖洗排水槽相對(duì)的兩個(gè) V 型槽底部的小孔進(jìn)入濾池 ,它掃洗濾層的表面 ,并把濾層反沖上來(lái)的污物、雜質(zhì)推向排水 槽 ,同時(shí)掃洗了水平速度等于零的一些地方 ,在這些地方漂起來(lái)的砂又重新沉淀下來(lái)。 綜上所述 ,氣、水反沖洗時(shí) ,由于氣泡的激烈運(yùn)動(dòng)作用 ,大大加強(qiáng)了污物剝落能力及截污能力。 整個(gè)濾料層在深度方向的粒徑 分布基本均勻 ,在反沖洗過(guò)程中濾料層不膨脹 ,不發(fā)生水力分級(jí)現(xiàn)象 ,保證深層截污 ,濾層含污能力高。 反沖洗一般采用氣沖、氣水同時(shí)反沖和水沖三個(gè)過(guò)程 ,反沖洗效果好 ,大大節(jié)省反沖洗水量和電耗。 底部采用帶長(zhǎng)柄濾頭底板的排水系統(tǒng) ,不設(shè)礫石承托層。 采用單層加厚均粒濾料 ,粒徑一般為 ~, 允許擴(kuò)大到~,不均勻系數(shù) ~ 或 之間。 氣水同時(shí) 反沖洗 在氣沖的同時(shí)啟動(dòng)沖洗水泵 ,打開沖洗水閥 ,反沖洗水也進(jìn)入氣水分配渠 ,氣、水分別經(jīng)小孔和方孔流入濾池底部配水區(qū) ,經(jīng)長(zhǎng)柄濾頭均勻進(jìn)入濾池 ,濾料得到進(jìn)一步?jīng)_洗 ,表掃仍繼續(xù)進(jìn)行 停止氣沖 ,單獨(dú)水沖 表掃仍繼續(xù) ,最后將水中雜質(zhì)全部沖入排水槽。反沖洗過(guò)程常采用“氣沖→氣水同時(shí)反沖→水沖”三步。 關(guān)閉進(jìn)水閥 ,但有一部分進(jìn)水仍從兩側(cè)常開的方孔流入濾池 ,由 V 型槽一側(cè)流向排水渠一側(cè) ,形成表面掃洗。被均質(zhì)濾料濾層過(guò)濾的濾后水經(jīng)長(zhǎng)柄濾頭流入底部空間 ,由方孔匯入氣水分配管渠 ,在經(jīng)管廊中的水封井、出水堰、清水渠流入清水池。 圖 21 濾池工藝過(guò)程簡(jiǎn)化圖 工作過(guò)程 (1)過(guò)濾過(guò)程 : 所謂濾池的正常過(guò)濾過(guò)程就是通過(guò)濾料層將待濾水去除雜質(zhì)顆粒、細(xì)菌的過(guò)程 ,其主要目的是使濾后水的渾濁度達(dá)到國(guó)家飲用水的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。 水廠生產(chǎn)的基本工藝可分為加藥、反應(yīng)、沉淀、過(guò)濾、消毒、儲(chǔ)存、送水等幾個(gè)相關(guān)過(guò)程。它具有出水水質(zhì)好、濾速高、運(yùn)行周期長(zhǎng)、反沖洗效果好、節(jié)能和便于自動(dòng)化管理等特點(diǎn)。采用了不使濾層膨脹的氣、水同時(shí)反沖洗兼有待濾水的表面掃洗 。它是我國(guó)于 20 世紀(jì)80 年代末從法國(guó) Degremont 公司引 進(jìn)的技術(shù)。在此基礎(chǔ)上 ,人們從不同的工藝角度發(fā)展了其它型式的濾池?？梢灶A(yù)計(jì) ,多媒體技術(shù)引入控制領(lǐng)域?qū)?huì)給該領(lǐng)域帶來(lái)一種全新的變化。過(guò)程的聲音也是相當(dāng)重要的 ,通過(guò)一定的轉(zhuǎn)換手段 ,可以將過(guò)程聲音引到操作臺(tái)的終端和話筒喇叭上 ,這樣操作員可以聽到故障機(jī)件的聲音 ,幫助辨別故障發(fā)生的位置。目前 ,照片、工業(yè)電視的圖像、過(guò)程中產(chǎn)生的聲音已進(jìn)入控制系統(tǒng)。 CRT 操作臺(tái)在簡(jiǎn)化操作、減少可能發(fā)生誤操作 及提高操作臺(tái)自身可靠性方面進(jìn)一步取得了進(jìn)展。這就使得一些中小企業(yè)在選擇控制設(shè)備時(shí)往往感到為難。在實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)化和開放型的過(guò)程中 , 逐 漸 趨 向 于 采 用 UNIXOSE/1,HP UX,Solaris,AIX,Windows NT 這樣的開放式操作系統(tǒng)和視窗技術(shù)。 向開放式系統(tǒng)發(fā)展 PLC 系統(tǒng)是較早在過(guò)程領(lǐng)域發(fā)展起來(lái)的分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) ,經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展 ,DeviceNet 在北美和日本比較普遍。有的PLC 系統(tǒng)采用光纖分布式數(shù)據(jù)接口 (FDDI 局域網(wǎng)絡(luò) ,數(shù)據(jù)傳輸速度率達(dá) 100Mbps.可連多達(dá) 1024 個(gè)節(jié)點(diǎn) ,這樣便于形成大型的管理與控制信息系統(tǒng)。 發(fā)展趨勢(shì) 近年來(lái) ,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、 PLC 技術(shù)、新器件、新方法的促進(jìn)水廠濾池控制系統(tǒng)技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域也出現(xiàn)了許多新的發(fā)展。 我國(guó)的改革開放政策加速了我國(guó)濾池控制技術(shù)的發(fā)展 ,十九世紀(jì)八十年代 ,通過(guò)引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù) ,以及引進(jìn)外資 ,建立的中外合資企業(yè) ,我國(guó)的濾池控制技術(shù)取得了顯著的發(fā)展 ,控制系統(tǒng)也逐漸全面化 ,一些控制系統(tǒng)能對(duì)生產(chǎn)工藝的各個(gè)環(huán)節(jié)連續(xù)自動(dòng)地監(jiān)測(cè)、調(diào)節(jié)、記錄、報(bào)警等等。且由于 DCS 系統(tǒng)是用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量控制 ,局限于有線通訊信組網(wǎng)場(chǎng)合 ,雖然近年來(lái)各大 DCS 供應(yīng)商在其原有設(shè)備基礎(chǔ)上選配一些第三方設(shè)備增強(qiáng)了其通信組網(wǎng)能力 ,也得到一些應(yīng)用 ,但由于其無(wú)法從系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段就考慮到網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的合理性、可行性 ,因此對(duì)于復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ,多媒體的通信要求 ,惡劣的工作環(huán)境就顯得力不從心。 易于實(shí)現(xiàn)“集中管理、分散控制”的功能。 可靈活方便地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部配置和調(diào)整 。 可靠性高、組網(wǎng)方便 。在國(guó)內(nèi)水廠自動(dòng)化中得到最廣泛的應(yīng)用。 十九世紀(jì)七十年代 ,單片機(jī)的問(wèn)世使得控制系統(tǒng)的應(yīng)用更為靈活 ,功能也更為強(qiáng)大 ,處理信息的能力大幅增強(qiáng) ,并且具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性和可靠性 ,處理器的發(fā)展促使了控制系統(tǒng)的進(jìn)步 ,各式各樣的控制系統(tǒng)也逐漸被應(yīng)用于各行各業(yè)中去 , 當(dāng)前水廠采用的自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 ,從自控的角度可以劃分為 SCADA系統(tǒng)、 DCS 系統(tǒng)、 IPC+PLC 系統(tǒng)、總線式工業(yè)控制 機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)等。在這種控制系統(tǒng)中 ,集中檢測(cè)、控制運(yùn)算工作量大 ,要求計(jì)算機(jī)功能強(qiáng)大 ,有很高的可靠性。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 ,分散式控制逐漸被集中式控制所取代 ,集中式控制應(yīng)用于濾池控制系統(tǒng)中使得濾池發(fā)生錯(cuò)誤的幾率大大降低 ,也使得濾池的效率提高了很多 ,集中式控制就是由中心控制室的一臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的參數(shù)進(jìn)行巡回檢測(cè)、數(shù)據(jù)處理、控制運(yùn)算 ,然后發(fā)出控制信號(hào) ,直接控制被控對(duì)象。 研究現(xiàn)狀 我國(guó)的水廠濾池技術(shù)起步較晚 ,但是隨著我國(guó)的改革開放的深入 ,引進(jìn)的國(guó)際技術(shù) ,使得我國(guó)的濾池技術(shù)在短期內(nèi)得到了很大的發(fā)展。 的處理分析 ,切通用性強(qiáng) ,易于擴(kuò)展。 ,容易檢修 ,本身具有的自診斷功能也對(duì)維修人員的維修技能的要求降低 ,使得維護(hù)方便。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是基于PLC 的水廠濾池控制系統(tǒng)以及反沖洗過(guò)程 ,著眼于實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題和缺點(diǎn) ,進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì) ,主要內(nèi)容就是根據(jù)實(shí)際的需要 ,分析系統(tǒng)的功能要求和技術(shù)參數(shù) ,計(jì)算出控制參數(shù)和 PID 參數(shù) ,明確設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn) ,選用合適的硬件 ,編程合用的程序 ,制作滿足與實(shí)際需要的監(jiān)視畫面。濾池反沖洗對(duì)濾池工作效果影響甚大 ,若采用較好的反沖洗技術(shù) ,使濾料層經(jīng)常處于最優(yōu)條件下反沖洗 ,不僅可以節(jié)水節(jié)能 ,還能提高出水水質(zhì) ,增大濾料層截污能力 ,提高濾速 ,延長(zhǎng)過(guò)濾周期。 濾池是水廠常規(guī)處理凈水構(gòu)筑物的最后一道工序 ,濾池運(yùn)行得好壞直接影響到水廠的出水水質(zhì)。 本文依據(jù)水廠濾池的現(xiàn)狀和要求 ,并根據(jù)控制系統(tǒng)的要求 ,設(shè)計(jì)出了基于PLC 的濾池自動(dòng)控制系統(tǒng) ,當(dāng)濾池正常工作時(shí) ,濾池的水位應(yīng)處于恒水位 ,本文設(shè)計(jì)出了以出水流量為控制參數(shù)的濾池液位 PID 控制系統(tǒng)。 如果對(duì)控制系統(tǒng)不做一些適量的調(diào)整 ,濾池控制系統(tǒng)也就失去了他本身存在的意義 ,再加上我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展不是很平衡 ,在我國(guó)的一些偏遠(yuǎn)地區(qū) ,水廠濾池基本上是靠人工操作 ,根本實(shí)現(xiàn)不 了自動(dòng)化 ,因此 ,設(shè)計(jì)一套適合我國(guó)國(guó)情的濾池控制系統(tǒng)已經(jīng)十分必要 ,從引進(jìn)外國(guó)的全套設(shè)備 ,到自己逐步積累掌握部分的技術(shù) ,我們已經(jīng)可以設(shè)計(jì)出一套及經(jīng)濟(jì)適用 ,又操作方便的濾池控制系統(tǒng) ,并且能夠建立規(guī)模適宜、自動(dòng)化水平相對(duì)較高、運(yùn)營(yíng)成本較低的符合自身發(fā)展水平的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。 但是很多快濾池在運(yùn)行一段時(shí)間后 ,就會(huì)出現(xiàn)過(guò)濾層含泥量增大 ,在反沖洗強(qiáng)度設(shè)計(jì)值范圍內(nèi)不能達(dá)到預(yù)期的反沖洗效果 ,并且沖洗歷時(shí)延長(zhǎng) ,產(chǎn)水量下降 ,嚴(yán)重阻礙了快濾池的正常運(yùn)行。s control requirements, the hardware equipment selection, design the hardware of control system configuration chart, I/O modules the wiring diagram, and write to realize the control algorithm procedures. Keywords:Viewing waterworks, PLC, automatic reverse wash, the control system 目錄 引 言 1 第 1 章 緒論 2 課題研究?jī)?nèi)容 2 課題研究意義 2 研究現(xiàn)狀 2 發(fā)展趨勢(shì) 4 第 2 章 控制系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的分析 6 V 型濾池工藝過(guò)程 6 工作過(guò)程 6 濾池控制系統(tǒng)的控制任務(wù)及其設(shè)計(jì) 8 第 3 章 系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì) 10 濾池自控方案及總體結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn) 10 PID 控制算法的基本原理 10 現(xiàn)場(chǎng)控 制器與反沖洗控制器的鏈接 15 第 4 章 濾池自動(dòng)控制所需的主要硬件設(shè)備 18 設(shè)備清單 18 PL