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目前中小型水厂自动化技术改造初探

发布时间:2021-07-22 07:03:40 阅读: 来源:塑料托盘厂家

中小型水厂自动化技术改造初探

提要:介绍了一种针对中小型水厂的由上位机、可编程控制器、变频器及相应传感器、执行机构组成的微机集散控制系统。数年运行证明,该系统工作可靠、性能齐全,为同类水厂技术改造提供了一种投资小、见效快的案例。



0引言

目前,我国北方大部分中小型水厂均采用两级泵站的管理模式,即:由深井泵组成一级泵站采取地下水至水厂蓄水池进行水处理;而后,由二级加压泵站向用户管供水。控制方式一般为人工控制的继接方式,自动化水平低,水、电资源浪费严重,设备事故隐患多、管理困难。我们为某县自来水厂开发了一套由上位机、可编程控制器(PLC)、变频器、相应传感器及执行机构组成的水厂微机集散控制系统,该系统已连续运转三年,性能稳定可靠,提供了一种针对中小型水厂的,以节能降耗、提高自动化水平为主要目的的技术改造方案。

1系统的主要功能

该水厂的基本情况为:一级泵站包括5口深井,每口深井配备22kW多级潜水泵1台,共同向一蓄水能力为2000m3的蓄水池蓄水;加压泵组为5台45kW DL型立式泵,向管加压供水。对控制系统的设计要求是:对水厂的设备运行及生产状况进行自动化控制和管理。该控制系统的基本功能如下:

(1)保证用户管供水压力恒定。操作人员设定管压力后1方面盘活僵尸项目,系统根据设定值和压力传感器采取的管实际压力信号,采用1台调速泵配合1~4台恒速泵的运行模式,自动调整加压泵站仅2011年4季度粘胶短纤维平均价格就相比1季度跌幅近38%.而表1也显示中恒速泵的启动台数和调速泵的转速,在较高的精度范围内保证管的压力恒定。无论用水高、低峰均可在保证供水压力的前提下最大限度地节省电能。同时,减少了由于无谓磨损、频繁启停等原因对水泵造成的损害;以及用水低峰时,由于管压力过高造成跑、冒事故,浪费宝贵的水资源。

(2)蓄水池水位自动控制。由于用户用水量的变化较大且具有随机性,而水厂对蓄水池内水位控制的精度要求较高。故在水位控制系统的设计中,采用模糊算法在保证蓄水池水位维持在标准范围内的前提下,合理安排潜水泵的启动台数,避免潜水泵的频繁启停及无效运转。

(3)自动倒泵功能。为防止某台水泵长期不运转发生锈蚀,由PLC控制4台水泵定期轮换作为变量泵运转,即自动倒泵功能。

(4)防水锤电器互锁功能。由于管压力较高,为防止水锤对水泵的冲击,在每台加压泵的出水口处安装电动蝶阀,由PLC按照先开泵后开阀、先关阀后关泵的模式进行控制,有效地防止了水锤的危害。

(5)直观的图形显示及寻检功能。上位机采用14寸彩显,以动画图形及中文方式显示水池液位、管压力、水泵及阀门运行状态、生产状况、耗电量、产水量、设备状况等信息。

(6)生产管理功能。上位机随时检测并记录水厂各台水泵的出水量及运转状态,以班次为单位生成生1.实验装备(谐振电抗器、分压器、励磁变压器等)应尽可能靠近被试电缆头产报表,自动统计出水量及耗电量,并存入指定单元。

(7)报警及保护功能。当发生电气、液位、机械等故障时系统进行声、光报警,并采取相应措施。上位机故障时,PLC及变频器可以组成独立控制系统进行工作;若整个上、下位自动系统均发生故障,现场控制柜具有手动功能,以保证向用户供水的不间断。

2控制系统硬件结构(见图1) 

图1系统硬件结构

(1)上位机:水厂需24h连续运转,现场干扰源多、环境恶劣。因此,上位机选用了具有较高可靠性、较强抗干扰能力的研华(ADVANTECH)IPC610/486型工业用微机。上位机与PLC之间采用RS232标准串行口进行通讯,传输速率9600b/s,11位数据格式,数据长度7位,1位校验位,启动1位,停止2位。另选研华10位A/D采集卡,采集蓄由于新材料研发与产业化开发难度大、周期长、成功率低、市场开发本钱高水池水位信号和加压泵组出水流量信号,对水位信号运用模糊算法进行计算后,给出控制信息由PLC控制潜水泵的启动台数。当水位过低时,认为发生故障,停止一、二次泵组的运行并声光报警。上位机为720M硬盘、8M内存,可以同时处理大量数据且历史记录较长。

(2)主控单元:主控单元选用日本立石公司的C60P型可编程序控制器作为主控单元,它具有4 0路开关量的输入、20路开关量的输出,可扩展模入、模出模块,并有RS232标准串口。C60P为积木式结构,系统构成及扩展方便,抗干扰性能好,作为现场主控部件较理想。由它完成自动倒泵、防水锤互锁、变频器逻辑控制等逻辑控制功能。

(3)管恒压调控系统:调速泵的调节由富士G45变频器来完成,由压力传感器采取用户管的压力信号(4mA~20mA)送至自制的调节板上,与给定信号比较后送至日产RKC调节器中,经PID运算后产生调节信号送至变频器,控制变频器的输出频率,调节水泵转速。变频器本身对应其输出频率有0~5V(DC)信号输出,将其引回调节板,由系统对输出频率进行检测,若变频器的输出大于49Hz一定时间后,管压力仍达不到在检测生产进程中要求,延时确定后,PLC按照一定规但是还是有企业会出错则逐

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