電氣自動(dòng)化在自來水廠中的應(yīng)用

1、<p>　　電氣自動(dòng)化在自來水廠中的應(yīng)用</p><p>　　【摘要】工業(yè)自動(dòng)化是現(xiàn)代先進(jìn)工業(yè)科學(xué)的核心技術(shù)，是工業(yè)現(xiàn)代化的物質(zhì)基石，是工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。本文介紹了電氣自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)及主要自控設(shè)備的應(yīng)，探討了電氣自動(dòng)化與變頻器的結(jié)合問題。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】電氣 自動(dòng)化 水廠 </p><p>　　中圖分類號(hào)：F407.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：

2、A </p><p><b>　　前言 </b></p><p>　　自來水廠主要是對(duì)湖泊，地下水收集、消毒、沉淀后，生產(chǎn)出符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的飲用水，主要供人們?cè)谏睿a(chǎn)中使用。自來水廠一般是通過取水泵對(duì)水進(jìn)行收集，在通過沉淀、過濾、消毒、凈化等流程，在傳輸?shù)礁鱾€(gè)配水站，在輸送到各家各戶，有些地表以下的深層地下水有許多有益人體的礦物質(zhì)元素，所以可以被廣泛的應(yīng)用在礦泉水的

3、使用生產(chǎn)中。 </p><p>　　一、電氣自動(dòng)化技術(shù)介紹 </p><p>　　1、電氣自動(dòng)化技術(shù) </p><p>　　電氣自動(dòng)化技術(shù)是-項(xiàng)涉及面很廣，應(yīng)用也比較廣泛的技術(shù)。它涵蓋了電力工程、電子技術(shù)、控制理論、電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)等多學(xué)科的技術(shù)。電氣自動(dòng)化這個(gè)專業(yè)從50年代開始在我國(guó)出現(xiàn)并發(fā)展，名稱為工業(yè)企業(yè)電氣自動(dòng)化。雖然國(guó)家對(duì)該專業(yè)做了幾次大規(guī)模

4、的調(diào)整，但由于其專業(yè)面寬，適用性廣，一直到現(xiàn)在仍然煥發(fā)著勃勃生機(jī)。根據(jù)教育部的安排。它屬于工科電氣信息類，新名稱為電氣工程及其自動(dòng)化或自動(dòng)化?，F(xiàn)代工業(yè)電氣自動(dòng)化在我國(guó)各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。并取得不錯(cuò)的效果。 </p><p>　　2、電氣自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn) </p><p>　　電氣自動(dòng)化技術(shù)在社會(huì)發(fā)展中具有重要的作用，同時(shí)，它也具有以下兩個(gè)最重要的特點(diǎn)： </p>

5、<p>　　(1)技術(shù)涵蓋面寬。因?yàn)殡姎庾詣?dòng)化技術(shù)是一門應(yīng)用性很強(qiáng)也很普遍的技術(shù)，大部分的工業(yè)生產(chǎn)部門都會(huì)多少涉及到電氣自動(dòng)化技術(shù)，同時(shí)，因?yàn)槠浼夹g(shù)含量較高，在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，既需要整個(gè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)還要進(jìn)行系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，同時(shí)．還要根據(jù)應(yīng)用行業(yè)、場(chǎng)合的不同，選擇不同的方案，這些都需要很寬的知識(shí)面。 </p><p>　　(2)對(duì)電子技術(shù)依賴性強(qiáng)?，F(xiàn)代電子科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展進(jìn)步，一個(gè)典型的電氣自

6、動(dòng)控制系統(tǒng)，從采集信號(hào)的傳感器到進(jìn)行信號(hào)處理運(yùn)算的控制器，再到執(zhí)行運(yùn)算結(jié)果的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，都與電子技術(shù)的發(fā)展有著密切的聯(lián)系。因此，電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展離不開電子技術(shù)的進(jìn)步。 </p><p>　　二、水廠重要組成部分的自控設(shè)備應(yīng)用 </p><p><b>　　1、取水泵房 </b></p><p>　　取水泵房的取水方式有兩種：當(dāng)水庫(kù)水位達(dá)到?jīng)]定

7、水位時(shí)取水通過兩只調(diào)流閥自流，當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定水位時(shí)取水通過取水泵進(jìn)水。調(diào)流閥的控制方式有手動(dòng)、中控和自動(dòng)控制三種。自動(dòng)控制時(shí)，PLC根據(jù)有關(guān)參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門開度，以保證清水池水位保持在最佳水位段。自動(dòng)運(yùn)行時(shí)需設(shè)好清水池水位、工作閥門的選擇等參數(shù)。于式潛水泵的控制方式有手動(dòng)、中控和自動(dòng)控制三種。中控控制時(shí)，操作人員通過計(jì)算機(jī)鍵盤或鼠標(biāo)下達(dá)的命令，來一步化開、關(guān)相應(yīng)的取水泵和其出口閥門。自動(dòng)控制時(shí)，PLC根據(jù)清水池的水位和設(shè)定的清水池水位上下限

8、來自動(dòng)凋節(jié)，以保證清水池水位控制在最佳的水位。自動(dòng)運(yùn)行時(shí)需設(shè)好清水池的水位上下限、工作泵的選擇等參數(shù)。 </p><p><b>　　2、加藥系統(tǒng) </b></p><p>　　水廠加藥問多安裝有加礬系統(tǒng)和加堿系統(tǒng)，加堿系統(tǒng)現(xiàn)未啟用。加礬系統(tǒng)可以中控開關(guān)的設(shè)備有加礬泵、空壓機(jī)、出礬閥門，檢測(cè)的開關(guān)量有加礬泵、出礬閥、進(jìn)水閥、進(jìn)氣閥和空壓機(jī)的開停信號(hào)；檢測(cè)的模擬量有加礬

9、泵的頻率、礬池液位、源水濁度及模擬斜管濁度等。礬池與加礬設(shè)備各有兩組。加礬與礬池切換的控制方式有手動(dòng)、中控、自動(dòng)三種，手動(dòng)的級(jí)別最高，自動(dòng)和中控是在計(jì)量泵和出礬閥處于遙控方式下通過申請(qǐng)優(yōu)先的方式取得。配礬的控制方式有手動(dòng)與中控兩種。 </p><p><b>　　3、加氯系統(tǒng) </b></p><p>　　加氯系統(tǒng)的主要設(shè)備有氣源切換部分、加氯機(jī)、漏氯報(bào)警系統(tǒng)等，控制

10、前加氯、后加氯、出廠水補(bǔ)氯以及氣源的自動(dòng)切換。采集濾后水的余氯和沉淀水的濁度值并送上位機(jī)顯示。主要控制軟件有自動(dòng)加氯(雙冗余控制加氯)、氣源自動(dòng)切換、漏氯報(bào)警軟件。加氯控制分為加氯機(jī)控制以及PLC控制兩種方式，兩種方式互為備用。兩種控制方式都是有條件地通過申請(qǐng)優(yōu)先的方式取得。 </p><p><b>　　4、濾池系統(tǒng) </b></p><p>　　某水廠的V型濾池共

11、八格，整個(gè)控制系統(tǒng)由一個(gè)濾池公共PLC站和八個(gè)獨(dú)立的PLC站來控制。主要被控設(shè)備有：三臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)，三臺(tái)反沖洗泵，八格濾池的氣動(dòng)進(jìn)水、排水閘閥和氣沖、水沖、清水蝶閥以及排氣電動(dòng)球閥等。每個(gè)濾格系統(tǒng)可獨(dú)立完成恒水位的自動(dòng)控制，在公共系統(tǒng)的協(xié)調(diào)下完成濾池的自動(dòng)反沖洗。濾格PLC與公共站PLC之間的通訊是由UNITELWAY主從通訊總線來完成的。恒水位的控制：PLC采集濾格水位，并與設(shè)定的控制水位相比較，得出差值進(jìn)行相應(yīng)的PID運(yùn)算后去控制清水蝶

12、閥的開度，來調(diào)節(jié)濾格的出水量，使得濾池水位恒定在給定值附近。給定水位為1．20m，上下偏差為0．05m。濾池在啟用過濾時(shí)，恒水位控制軟件自行投入運(yùn)行。只有滿足清水池水位不低于設(shè)定水位(2．5m)；濾格反沖洗倒計(jì)時(shí)間(可調(diào))到或水頭損失差壓達(dá)到0．15bar；鼓風(fēng)機(jī)和沖洗泵處于自動(dòng)控制狀態(tài)且無故障的條件時(shí)，自動(dòng)反沖洗才能運(yùn)行。 </p><p>　　三、變頻器的在自動(dòng)化水廠的應(yīng)用 </p><p

13、>　　1、在送水泵房的應(yīng)用 </p><p>　　在自動(dòng)化水廠送水泵房中，使用變頻器的主要目的是用來降低電耗以及平滑調(diào)節(jié)出廠水壓力。通過自控系統(tǒng)的PLC或利用變頻器本身的PID調(diào)節(jié)，可以讓變頻器自動(dòng)調(diào)速、恒壓供水，實(shí)現(xiàn)送水泵房的無人值守，提高生產(chǎn)效率及安全性。下面以某水廠為例說明變頻器在送水泵房的一些應(yīng)用。 </p><p>　　某水廠送水泵房采用SINAMICS G150系統(tǒng)變頻器

14、。PLC采用西門子公司的s7―200／300／400(根據(jù)監(jiān)控內(nèi)容的多少來選擇)。出水總管上配備E+H公司的PMC133壓力傳感器，將實(shí)際出廠水壓力信號(hào)輸入PLC。中控室值班員工根據(jù)總公司中心調(diào)度室指令將標(biāo)準(zhǔn)出廠水壓力值通過計(jì)算機(jī)人機(jī)界面輸入PLC中；PLC根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)出廠水壓力值與實(shí)際出廠水壓力值之間的差值計(jì)算所需的頻率值，并將該值輸出到變頻器的模擬量輸人口；變頻器則改變頻率，調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)整出廠水壓力的目的，形成閉環(huán)控制。 <

15、;/p><p>　　2、在取水泵房的應(yīng)用 </p><p>　　在自動(dòng)化水廠取水泵房中，使用變頻器的主要目的是降低電耗以及平滑調(diào)節(jié)取水流量。通過自控系統(tǒng)的PLC或利用變頻器本身的PID調(diào)節(jié)，可以讓變頻器自動(dòng)調(diào)速，保持清水池水位穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)取水泵房的無人值守且高效、優(yōu)質(zhì)供水。在自動(dòng)化水廠取水泵房變頻器的控制設(shè)計(jì)上，一般由清水池水位直接控制變頻器的頻率。和送水泵房出廠水壓力控制送水泵房變頻器相比，改

16、變送水泵房變頻器頻率可以立即影響出廠水壓力，但改變?nèi)∷梅孔冾l器頻率對(duì)清水池水位變化的時(shí)間滯后較大；同時(shí)絮凝池排泥、平流池排泥、濾池反沖洗、出廠水流量變化等對(duì)清水池水位都有較大影響。因此，用清水池水位直接控制取水泵房水泵機(jī)組調(diào)速節(jié)能的方法不盡人意。有的水廠在控制上采取了部分簡(jiǎn)化，將清水池水位分段來控制變頻器頻率，但使用效果不理想。 </p><p>　　下面談?wù)勅∷梅孔冾l器控制的一些想法。在取水泵房變頻器控制系

17、統(tǒng)中，由技術(shù)人員通過計(jì)算機(jī)人機(jī)界面將清水池標(biāo)準(zhǔn)水位值輸入PLC；PLC根據(jù)清水池標(biāo)準(zhǔn)水位值與實(shí)際水位值之間的差值通過PID運(yùn)算得出清水池所需的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)水流量；PLC再根據(jù)清水池標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)水流量與實(shí)際清水池進(jìn)水流量的差得出所需的頻率值，將該值輸出到變頻器的模擬量輸人口；變頻器則改變頻率，調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，調(diào)整清水池進(jìn)水流量合乎要求。清水池水位作為主被控變量，水位控制器作為主控制器，清水池進(jìn)水流量作為副被控變量，流量控制器作為副控制器。該系統(tǒng)有主、副

18、2個(gè)被控變量2個(gè)控制器，形成主、副2個(gè)回路，構(gòu)成串級(jí)控制系統(tǒng)。串級(jí)控制系統(tǒng)中主控制器的給定值按工藝要求規(guī)定，副控制器的給定值是在調(diào)節(jié)過程中由主控制器給出。 </p><p><b>　　結(jié)論 </b></p><p>　　以最短的時(shí)間把先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到供水中去是每個(gè)企業(yè)的目標(biāo)。讓自動(dòng)化技術(shù)更好的為我們服務(wù)，方便生產(chǎn)，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，是當(dāng)前我們不斷去努力不斷去