基于PLC高性价比双阀滤池过滤自动化实现.doc

基于PLC高性价比双阀滤池过滤自动化实现 　　摘要： 　　自来水厂的净水过滤工艺是自来水净化处理过程中最重要的生产环节之一，生产处理的效果将最终决定出厂水水质。一些中小型老水厂的双阀滤池由于种种原因无法进行彻底改造，没有条件实现过滤和反冲全面自动化。为了减轻工人的劳动强度,同时保证双阀滤池自动恒水位运行，研制了一套基于PLC的过滤工艺自动化小型控制系统，该系统最大特点是高效、稳定，具有很高的性能价格比，在实际运行中取得了满意的效果。 　　中图分类号：TU991.2文献标识码： A 　　 　　 　　一、滤池及工艺简介 　　饮用水的过滤净化工艺是城市自来水厂不可缺少的生产过程，过滤处理的结果将直接影响自来水厂的出厂水水质。 　　在自来水厂的生产过程中，浊度是衡量自来水是否合格的重要指标，研究数据表明：自来水中病毒、病原体是依附于水中浑浊物的，自来水浊度的降低有利于减少自来水中的病毒、细菌。自来水的浊度基本上可以反映自来水的进出水水质，各国饮用水标准中对自来水的出厂水浊度都有明确的限制，我国新的饮用水标准中限定自来水的出厂水浊度不得高于1NTU。 　　自来水生产过程中，过滤过程能够有效地去除自来水中的悬浮物、细菌、胶体物质以及溶解度低的重金属和有机物，降低出水浊度，因此滤池过滤效果的好坏对自来水出厂水水质起到非常关键的作用。大部份自来水厂都安装了在线浊度仪以实时监测生产过程中自来水的浊度清况，然后根据浊度值调整加药量、优化生产处理过程。但在实际生产过程中，影响滤池运行效果的因素有很多：进厂水水质、加药沉淀池生产情况、水温、滤池的过滤速度、滤池的运行周期等，对这些指标的控制是保证出厂水水质达标的关键。 　　经过长期的发展和研究，滤池的形式发展了很多种：普通快滤池、双阀滤池、V型滤池、D型滤池、无阀滤池、移动冲洗罩滤池等等。 　　双阀滤池又叫虹吸滤池，它有两个虹吸管，进水虹吸管和冲洗虹吸管，利用虹吸和破坏虹吸的工作方式决定滤池是过滤还是反冲，在每个虹吸管上有个控制抽真空的小阀门。优点在于它的过滤和反冲都是通过虹吸来实现的，使用的机电设备较少，较为节能，但滤池的自动控制实现比较困难；它也没有办法控制其冲洗强度，冲洗效果不太稳定。全天24小时需要调整清水阀门，工作强度大，且不能实时准确地调整。本文是针对双阀虹吸滤池的改造，设计一套经济实用的滤池过滤过程的自动化系统，用以减轻工人的劳动强度，同时保证滤池达到恒定水位过滤的自动控制。 　　二、滤池生产过程控制现状 　　目前对滤池的滤速的控制是通过控制滤池的液位来实现的，其目标是将滤池液位控制在恒定的高度，实现滤速的基本恒定。 　　滤池过滤时，关闭反冲阀和排水阀，开进水阀，这样经过加药絮凝沉淀后的原水流过进水阀后分配到各个滤池，等滤池液位上升到一定程度时开启清水阀，原水流过滤料后由配水系统汇集起来经清水阀进入清水池，而原水中的悬浮杂质截留在滤料中，实现了对原水的过滤处理。这个过程需要不断地调节清水阀使滤池的液位保证在一定的高度。 　　滤池的生产过程是个不断调节清水阀的过程，在此过程中，清水阀的开启不是一步到位的，它的开度是滤池液位恒定的保证，这个工作靠人工实现难以准确，所以滤池必须实现自动化控制。这不仅减轻了工作人员的劳动强度，滤池实现自动化控制也能够有效改善出厂水水质。 　　三、基于PLC的双阀滤池自动过滤系统 　　早期建造的水厂（八、九十年代建设的）多数采用虹吸双阀滤池，即用虹吸管代替进水、排水阀门，节约了2台电动阀门，增加了真空泵，以及虹吸形成和虹吸破坏的阀门，使得反冲工艺自动化变得复杂。 　　1、双阀滤池过滤工艺 　　⑴ 在进水虹吸形成后，通过调整清水阀的开度来控制恒水位过滤，这是必须要专人来从事的一项工作。有经验的操作工可以根据进水量的大小、液位高度的变化以及滤池过滤时间的长短来精心操控清水阀的开启或关闭，使得滤池不漫池也不露底，并使得各个滤池的负荷大致相等，滤速相近，同时还要尽量保证动作次数最少，以延长清水阀的寿命。这要求值班人员有丰富的经验和很好的责任心，工作强度比较大。 　　⑵ 当滤池过滤工作一段时间后，滤料表面积聚了污泥、藻类，会影响过滤后的水质和水量，这时必须进行反冲洗工艺，来清洁滤料。此工艺操作过程比较复杂：从破坏进水虹吸开始→开足清水阀→水位下降到一定高度关闭清水阀→起动真空泵→让排水虹吸形成→起动反冲泵（或开启高位水池出水阀门）→开启本格滤池反冲阀→冲洗，直到滤料清洁→关闭本格滤池反冲阀→破坏排水虹吸→建立进水虹吸→反复调整清水阀到合适的开度，使滤池重新进入恒水位过滤运行。 　　2、双阀滤池自控系统 　　双阀滤池生产过程必须由熟练的操作工执行，甚至要多人配合完成。整个过程虽然操作复杂，占用时间不长（反冲12组滤池大约用时1小时