净水厂投药系统设计

净水厂投药系统设计（精选三篇）

净水厂投药系统设计 篇1

目前,城镇净水厂大都始建于上世纪七、八十年代,很多设备严重老化,投药间内溶解搅拌系统故障频发,投药计量不精确,净化负荷低,处理能力差,耗能高,维修量大,无计量设备和控制仪表,无法实现自动控制,更不便于采集参数、监测水质和日常管理,已经完全不能满足城区日益扩大的用水需求;另外随着生活水平的提高,人们对自来水的水质要求越来越高,因此供水工艺的科学技术也必须与时俱进。因此,需要对净水厂进行工艺和技术改造。

本文研究的主要内容是结合某城镇净水厂的实际情况,设计水厂源水水质检测、供水流量、源水流量检测回路,检测源水流量、浊度,介绍采用多功能的PLC投药混凝控制系统和监测系统的组态图,该系统可以实现水厂投药的实时监控和自动控制,具有实时性、可靠性和安全性等优点,符合现代化水厂的生产工艺要求。

2 投药系统设计

水厂的加药依赖源水的水质参数及原水流量的变化,一年中源水浊度的变化是很大的,因此浊度、流量是决定加药的成本及效果的主要参数,下面首先讨论怎样解决这两个控制量的检测问题,然后再介绍投药系统构成。

2.1 流量测量

流量的正确计量是生产和能源考核的必备手段,可以提高生产效率,保障生产安全和杜绝能源浪费。本工程采用电磁流量计型号为DEM41FH12SB1AS3/50*M21B11ABAB,该流量计包括传感器及转换器(变送器),变送器具有高清晰度背光LCD显示,能同时显示实际流量及累计流量,具有自检及自诊断功能。变送器的工作电源由加药间的控制柜提供。信号直接送给加药间的模拟量模块。

2.2 浊度测量

浊度是水质评价的重要指标,采用地表水作水源的净水厂的主要任务是降低水的浊度,使之符合国家饮用水的标准,浊度在线测量在净水处理各工序过程控制中起到重要作用,这次项目上选用美国HACH公司生产的浊度分析仪表,型号为SS6,该浊度仪表监测器不与水样接触,能减少漫射光带来的影响;分辨率100NTU以下为0.01NTU,仪表的响应时间为最初响应30秒,变送器防护等级为IP54;工作电源:220VAC,50Hz。

2.3 投药系统构成

投药是净水厂工艺流程的重要的环节,在水厂厂区内设置加药间一座,包括药库、投药间、控制室、休息室及辅助用房。在投药间内设置原液池及溶液池,为了保证投加的效果采用变频器对计量泵进行控制,未经过处理的原水经过加药后可加速沉淀,在加药观赏设置电磁流量计随时统计加药的数量,变频器接受来自PLC的控制信号,改变频率,保证最佳的投药效果。净水厂投药的总体加药原理见(图1)。

3 投药监测系统

本工程投药监测系统是采用以标准的、开放的现场总线为基础的、以全厂集成自动化为概念的生产过程自动化系统。全厂按功能模块设五座PLC分控站和一座中央控制室。中央控制室内设通讯控制器,监控管理系统、数据服务器和动态模拟屏。各PLC分控站由PLC控制器,分布式I/O站,和现场总线适配/耦合器组成。各PLC站以控制分区为对象,具有独立的的区域控制能力,能接受中央控制的调控,但不依赖中央控制的存在。各分控站与中央控制室之间由工业以太网进行数据通信。工厂的管理操作站采用标准的以太网与中央控制系统连接,组成工厂计算机综合管理控制系统。该控制系统结构层次可分为现场层、分布式控制层、集中管控层,其组态图如图2所示。

4 结论

通过PLC和组态软件等的应用相结合构成基于PLC的投药自动化控制系统该系统不但促进了净水厂生产自动化技术的发展,而且确保了投药量的准确性,从而降低了生产成本,特别是采用光纤网络提高了整个生产控制的安全稳定性。当然该系统也有需要进一步研究的地方,如扩大生产时,若增设其他品牌的PLC,不同品牌PLC之间的通讯协议怎样解决等问题还有待研究。

摘要：本文结合净水厂工程实例介绍水厂混凝投药控制系统。该控制系统能够解决旧水厂中存在的投药计量不精确,净化负荷低,处理能力差问题,从而实现现场混凝投药自动控制,本文设计的控制系统经工程实践取得了预期成效。

关键词：净水厂,投药,系统

参考文献

[1]童祯恭.浅析水厂自动投药控制系统.华东交通大学学报,2001.9.

[2]张启海.城市给水工程.中国建筑工业出版社,2003.

浅谈自来水厂PLC控制系统的设计 篇2

【关键字】供水；PLC控制系统；管理

1、设计前的准备工作，程序框图设计程序调试

1.1程序设计前的准备工作程序设计前的准备工作大致可分为三个方面：（1）了解系统概况，形成整体概念。这一步的工作主要是通过系统设计方案和软件规格说明书来了解控制系统的全部功能，控制规模，控制方式，输入和输出信号的种类和数量，是否有特殊功能接口，与其它设备的关系、通信内容与方式等。（2）熟悉被控制对象，编出高质量的程序。这一步的工作是通过熟悉生产工艺说明书和软件规格说明书来进行的。（3）充分利用硬件和软件工具。如果是得用计算机编程，可以大大提高编程的效率和质量。

1.2程序框图设计这一步的主要工作是根据软件设计规格书的总体要求和控制系统的具体情况，确定应用程序的基本结构，按程序设计标准绘制出程序结构框图；然后再根据工艺要求，绘制出各功能单元的详细功能框图。

1.3编写程序根据设计出的框图逐条地编写控制程序，这是整个程序设计工作的核心部分。

1.4程序调试程序调试是整个应用程序设计过程中一项很重要的内容，它可以初步检查程序的实际效果。程序调试和程序编写是分不开的，程序的许多功能是在调试中修改和完善的。调试时应先从各功能单元入手，设定输入信号，观察输出信号的变化情况，必要时可以借用某些仪器仪表。各功能单元测试完成后，再贯通全部程序，调试各部分的接口情况，直到满意为止。程序调试可以在实验室进行，也可以在现场进行。如果是在现场进行程序调试，就要将PLC系统与现场信号隔离，可以使用暂停输入输出服务指令，也可以切断输入输出模块的外部电源，以免引起不可预料的、可能造成事故的机械设备动作。

2、控制过程设计

控制过程主要完成加矾、加氯量的调节，通过PLC来实现。

2.1PLC控制自动加矾自来水水质处理过程中，加矾是通过工控机分析接收到的相应传感器信号来控制阀门开关开合实现的。由于不同时段天然水源浊度不同、用户用水量不同，需要加入明矾的用量也不同，所以在水输入前端要先检测这两个指标，以此控制加入矾的基本量。处理过后，还要对水质进行二次检验，即在沉淀池出水口再用浊度仪检测，与预设标准量比较后，由PLC产生相应的反馈值对阀门进行闭环调节，这样就可以保证处理过后的水浊度基本达标。

2.2PLC控制自动加氯相比于浊度控制，加氯量控制了沉淀池前端检测环节，控制相对比较简单，直接在自来水出厂前检测，将其检测值传输给工控机，通过工控机分析，与标准量进行比较，用此差值来控制阀门开合状态。但是加氯量要有个预设值，这个预设值要根据安装现场调试确定，可选余氯测量采用人工取样、化验分析模式，根据检测数据，人工选取加氯量。

2.3工控机单元工控机是整个系统的监控中心，该控制系统采用“工控机+PLC”模式，用于生产管理的计算机，根据PLC上传的各仪表所检测到的数据，结合相关标准，经过分析后，将结果下传给PLC，最后由PLC控制如加矾、加氯，根据管压信号控制水流量。监控计算机主要是通过显示、存储接收到的视频信号来保证水厂安全，以便于管理，并可自动生成各监测点数据历史曲线，方便用户查看。

3、PLC编程

PLC控制系统工作流程1.控制基本过程PLC实时监测整个水处理过程中的9路工艺信号，一方面把信号传给工控机，通过组态软件实时显示出来。另一方面主要根据各点的实时输入信号，控制调节加药量大小，保持成品水质，达到自动控制水质的目的。2.模拟量控制（1）控制目的：保证自来水厂出水口浊度在2到5之间的前提下，尽量节省用矾量。对投矾仪的控制主要是通过PLC控制电动调节阀开口大小，电动调节阀控制电流为4～20mA。其中4mA对应电动调节阀关闭状态，20mA对应电动调节阀最大开启。（2）基本控制思路：浊度控制分粗调和细调两步，先根据取水浊度初步决定调节输出范围，再根据成品水浊度进行精细调节确定加药量，保证成品水质。若取水口浊度大于50，电动调节阀开启到最大，PLC控制输出20mA电流；若取水口浊度大于30小于等于50，电动调节阀门开启75%，PLC控制输出16mA电流；若取水口浊度大于15小于等于30，电动调节阀门开启50%，PLC控制输出12mA电流；若取水口浊度大于5小于等于15，电动调节阀门开启25%，PLC控制输出8mA电流；若取水口浊度大于2小于等于5，电动调节阀门开启为10%，PLC控制输出5.6mA电流。在以上初步设定范围内，再判断沉淀池浊度，当沉淀池浊度大于5时，增大电动调节阀的开启度，PLC的控制输出电流增大；当沉淀池的浊度小于2时，减小电动调节阀的开启度，PLC的控制输出电流减小。

4、程序调试

水厂管理自动投药系统的研究 篇3

当今社会, 经济飞速发展, 人们对自来水的水质要求越来越高, 因此供水工艺的科学技术也必须与时俱进。在自来水生产流程中, 投药系统是非常好重要的环节, 因为它直接影响到水处理的后续工艺效果, 也就是说如何准确地控制混凝剂投加量对沉淀、过滤、消毒的影响都很大, 直接关系到水厂的出水水质。本文研究的主要内容是通过液位仪表、流量仪表、浊度仪表在自动投药过程中提高投药精度, 使投药浓度准确地满足实际需要, 达到准确的自动投加混凝剂, 保证出厂水质的情况下降低药耗。

2. 自动投药系统的构成

2.1 净水处理工艺

要实现水厂的自动控制, 达到优质供水目的, 首先必须了解水厂的净水处理工艺, 水处理的流程一般包括混凝、沉淀、过滤、消毒四个重要环节。工艺处理构筑物包括:稳压投水井、净水间、清水池、送水泵房、废水回收水池、投药间、加氯间、鼓风机房等。投药工序是给水处理中至关重要的一个环节, 而长期以来如何实现投药的自动化是供水行业非常关注的课题之一。由于受到原水浊度、PH值、投水流量、原水温度和其他水质污染的影响, 投药絮凝过程是一个非常复杂的反应过程, 经过多年实践的结果我们得出如下的关系:加药间规模按8x104m3/d的处理水量计算, 混凝剂夏季采用碱式氯化铝, 冬季采用硫酸铝, 混凝剂最大投加量60mg/1, 助凝剂采用水玻璃。药剂混合采用管式静态混合器混合。

2.2 投药控制系统

考虑到控制系统的安全性和可靠性, 投药控制系统采用PLC组建的系统主要包括混凝投药控制、投药控制和反馈调节控制。其系统结构框图如图2所示。

2.3测量仪表的选择

(1) 电磁流量计选择。本研究采用的电磁流量计型号为DEM41FH12SB1AS3/50*M21B11ABAB。该流量计为分离型流量计, 它包括传感器和变送器, 其中变送器具有高清晰度背光LCD显示, 能同时显示实际流量及累计流量, 具有自检及自诊断功能。变送器的工作电源有加药间的控制柜提供, 信号直接送给加药间的模拟量模块。

(2) 浊度仪的选择。浊度仪可以用来检测原水和沉淀池出水浊度, 比较水厂的出水水质。本文采用的浊度仪为SS6型, 该仪表不与水样接触, 能减少漫射光带来的影响;分辨率100NTU以下为0.01NTU, 仪表的响应时间为最初响应30s, 变送器防护等级为IP54;工作电源为220VAC, 50Hz。

(3) 计量泵的选择。为准确投加混凝剂, 保证出厂水质, 需要采用变频器对计量泵进行控制。变频器接受来自PLC的控制信号, 改变频率, 控制混凝剂的投加。本文计量泵采用AA9型, 流量为2000L/h, 防护等级为IP55, 绝缘等级为F级, 工作压力0.15MPa, 供电电源380VAC。

3. 控制系统PLC实现

(1) 系统资源分投。混凝投药控制是整个净水厂控制系统的一部分, 是关系到水处理效果的重要环节, 故在加药间设置一个PLC分站, PLC选用GE公司的90-30系列, 处理器模块型号为IC695CPU310, 共计一个;它有10M以太网口以及2个串口, 支持Serial I/O, 内置串口支持Modbus RTU主/从, 支持Profibus DP从, 支持DeviceNet主/从, CPU有3个指示灯, 指示不同功能的状态;电源模块型号为IC695PSA040, 共计一个;16通道4~20mA模拟量输入模块共计两个, 型号为IC694ALG223;16通道继电器开关量输出模块共计两个, 型号为IC694MDL940;每个输出接点控制能力为240VAC, 2A, 32通道开关量输入模块共计两个, 型号为IC694MDL660;通讯模块型号为IC695ETM00, 共计一个;8通道4~20mA模拟量输出模块, 共计一个, 型号为IC694ALG39;通过安装机架IC695CHS016安装在控制柜内, 底板同时支持新的PCI总线和S90-30的Smart串行总线所有新老模块都支持带电插拔——I/O模块、通讯模块、CPU、电源模块。

(2) PLC的外部接线图。

4. 结论

由图3可知, 通过PLC与计量泵、电磁流量计、浊度仪的结合, 构成基于PLC的投药自动化控制系统该系统不但促进了自来水生产自动化技术的发展, 而且确保了投药量的准确性从而降低了生产成本。

参考文献

[1]李翠云等.PLC混凝投药复合控制系统的设计.自动化仪表, 2009.11