南充市二水廠V型濾池自控系統設計方案

1．系統簡介 南充市自來水二廠V型濾池是2000年擴建工程的一部分，該工程有5格濾池，閥門都是用進口的氣動閥，自動化系統是2001年建成，直到現在使用非常成功。 過濾工藝環節是水廠工藝過程的重點工序環節，關系到水廠制水水質、水量指標的完成，其系統自動化程度高低及其運行效果好壞反映了水廠運行和管理水平。 目前使用較多的V型濾池具有濾后水水質穩定良好，反沖洗效果較好，節約沖洗水量的特點；但相應的控制設備較多，操作管理比較復雜，其近年得以推廣的原因之一是自動化控制技術的廣泛應用。 V型濾池的控制主要包括兩個方面的內容： 一是對反沖洗的控制； 二是對濾池運行過程的控制（如對過濾水量的調節控制等）以及濾池所屬設備狀態的監控。 2. 濾池PLC系統構成原理 濾池PLC系統包含1個安裝在反沖泵房的PLC子站，1個安裝在濾池的PLC子站，各站之間通過DH+高速控制網絡相連。 3.主要控制原理概述 濾池自動控制系統控制的主要內容和原理是： 通過對濾池的進水閥、排水閥、泄氣閥、反沖洗氣閥、反沖洗水閥、出水調節閥、反沖洗鼓風機、反沖洗水泵、空氣壓縮機、液位儀的監控實現自動反沖洗；通過對出水調節閥和液位儀的監控實現濾池恒水位過濾；同時，對各種工藝參數和設備運行狀態進行檢測。 在功能上實現： 無人值守全自動運行；必要時在中央控制室直接遙控任何一臺設備。在工藝配合上一方面使用系統存儲的一套優化后的工藝參數進行全過程控制，必要時由技術人員調節相應工藝參數。 3.1 濾池的恒水位過濾 濾池的恒水位過濾控制是根據液位儀反映的對應濾格水位的變化（濾頭損失影響濾速，從而導致水位變化，水位變化的大小反映出濾頭損失的多少），通過調節濾池出水調節閥開度，達到使該格濾池內水位恒定，從而保證正常的濾速和過濾效果。 濾格恒水位控制原理圖 濾格恒水位過濾由安裝在濾池的PLC控制器進行控制。各濾格安裝有壓阻式液位變送器，將濾格液位轉換為4-20mA電流信號送到PLC控制器，PLC控制器把液位信號與液位設定值進行比較處理后，送出一定的電流信號控制清水閥開啟度，以保證濾格水位恒定。 3.2 濾池反沖洗控制 反沖洗控制是V型濾池自控的主要內容，其控制效果直接反映自控水平，對濾池的正常運行尤為重要。 根據我們以往的經驗教訓，我們設計以濾后水濁度和周期做為全自動反沖洗發生的條件。也就是說當濾后水濁度達到一定值是就開始自動反沖洗；當濾池運行時間達到工藝要求的周期是也開始自動反沖洗。 濾池反沖洗一般分為降水位、氣洗、氣水混洗、水洗、反沖洗結束投用五個階段，控制流程圖如圖所示。 4.控制系統介紹 4.1恒水位模塊 自控系統根據濾池濾格水位自動調節出水調節閥，保持濾格液位恒定。 當檢測濾格水位的液位儀出現精度或零點漂移故障，由技術人員通過計算機界面調整自控系統液位儀參數進行修正，保證液位恒定。 在特殊情況下，可由操作人員從計算機界面直接控制出水調節閥的開度，以將濾格水位控制在需要的水位。 當自控系統因需要或出現故障不能運行時，操作人員可將濾池濾格就地控制箱控制出水調節閥的控制器手/自動開關撥至手動位置然后進行純手動調節出水調節閥開度。 4.2 反沖洗模塊 系統通過控制采樣電池閥采集濾池各格濾后水濁度，當某格濾池濁度滿足反沖洗條件，就發出該格濾池反沖洗請求。 以濁度為條件的自動反沖洗相輔相成的是周期反沖洗，就是說當某格正常運行的濾池超過規定的時間因未滿足濁度反沖洗條件沒有進行反沖洗時，也自動發出該格濾池反沖洗請求。 另外在特殊情況下，操作人員可通過計算機界面發出沖洗請求。 當自控系統因需要或出現故障不能運行時，操作人員可將濾池濾格就地控制箱閥門和泵房各控制箱手/自動開關撥至手動位置進行手動操作。 系統接受到反沖洗請求，如果沒有其它濾格正在反沖洗就立即響應進入反沖洗流程；如果有其它濾格正在反沖洗就等待其完成。 進入反沖洗流程，依次是降水位、氣沖洗、氣水混合沖洗、水沖洗、反沖洗結束投用五個步驟。 在自動反沖洗流程中，出現閥門故障（如開關到位信號故障）時，由操作人員到現場判斷是否繼續進行或停止反沖洗，并從計算機界面輸入相應信息，此功能使得現場小故障不至導致反沖洗不能正常進行。 在自動反沖洗流程中，出現反沖鼓風機、反沖水泵故障時，自控系統自動截換啟動備用風機、備用水泵；當反沖鼓風機、反沖水泵沒有備用時，則根據現場情況進行處理。此功能保障單臺設備故障不至影響反沖洗正常進行。 4.3 巡檢與報警 自動檢測污水坑水位，滿足排污條件就報警并自動啟動排污泵。 自控系統不斷地檢測水位、壓力、閥門狀態、風機水泵狀態及濁度等是否正常；一旦出現異常就會及時報警。 對于不同的報警，系統有不同的提示方式。對于嚴重性質的報警，系統會在現場計算機屏幕上彈出全屏幕報警窗口，用聲音和閃爍的顏色提示操作人員，并記錄到報警數據庫中；對于一般性質的報警，系統會利用報警欄和聲音提示操作人員注意，并記錄到報警數據庫中。 4.4 生產數據分析與預測 由于一天24小時中水廠生產水量并非恒定不變，往往白天供水量遠大于夜晚或凌晨供水量，在供水高峰時段進行濾池沖洗顯然不合理。因此，可對濾池反沖洗時段進行控制（如可以根據取水泵房機組開停情況和清水池液位情況綜合分析出最佳沖洗時段，利用該時段自動控制濾池反沖洗，從而確保水量滿足供水要求）。 系統記錄的濾池信息，為全面掌握濾池運行狀況提供了條件（如濾池濁度信息反映出的濾池運行信息）。 4.5 生產數據記錄與日志生成 系統提供以下數據記錄： 生產數據的實時記錄 生產數據的歷史數據記錄和趨勢分析圖 操作控制日志記錄 報警記錄 結束語： 該工程自動化設備采用AB公司的SLC-500的PLC設備，經實踐運行穩定可靠。故把這方案推薦給大家，不妥之處請指正。