水廠加藥自動控制系統的設計與應用探討

謝崇錦

摘 要：隨著人們用水需求的不斷提升，城市自來水必須要注重質量的提升。本文主要針對水廠加藥自動控制系統的設計與應用進行了簡單的探討，旨在說明PLC技術應用的重要性，以及其對加藥自動控制系統的影響。

關鍵詞：水廠加藥；自動控制系統；設計；應用

隨著城市規模建設的不斷擴大，城市用水已成為提高用戶質量的關鍵，需要高度重視。城市用水質量與用戶健康息息相關，在水處理過程中需要加藥，這樣就可以提高水質。隨著人們對水質要求的不斷提高，需要加強對加藥自動控制系統的設計和應用。可以采用PLC技術提高水處理質量，并通過強大的擴展性和使用的可靠性提高水廠加藥自動控制系統質量。

1 水廠加藥自動控制系統的設計的重要性

在水廠的水處理過程中，需要融入先進的技術才能提高水質，滿足人們的需求。先進的技術與設備，能夠對整體水處理過程進行有效的監督與維護，不僅可以節約水源，還可以提高水處理操作的安全性與可靠性。采用PLC設備進行加藥系統的控制，可以大大提高處理自動控制系統的效率。該設備主要結合微處理技術，可以隨時執行相應的命令。在該裝置中，主要有三個主要環節，一是輸入采樣，二是用戶程序執行，三是輸出狀態刷新。這三個環節至關重要，陸續完成之后，就等于一個完整的工作周期。

2 水廠加藥控制系統的設計與應用

2.1 濾池系統

在水質過濾的過程中，可采用V型濾池，其可以進行恒水位過濾，這樣就能夠對分站進行有效的控制。采用PLC能夠對水位進行嚴格控制，保證水位得到有效調節，有利于固定過濾中的水位。采用恒水位過濾需要注意濾水池中的清水調節閥能夠結合實際進行工作，確保其開度與實際保持平衡，否則就會影響水位的位置變化。在濾池系統中，有必要對調節閥進行控制，使其可以符合實際需求，從而確保水位穩定。

如果濾池中的水位上升，主要是因為濾池中的進水量增多；或者水頭損失引發的濾池水量下降。隨著水位的不斷上升，水位將會不斷瀕臨濾池系統的最大警戒值，超出這一數值就會進一步增大反射信號。這時，自動系統將會發揮作用，通過閥門調節，調節出水量，使得水位進一步下降，不會超出最大承受值。水位穩定后，率水池的水位就可以固定。根據水位上升和一系列操作，不難發現濾池系統可對水位的固定進行自動調節，提高工作效率。

如果濾池水位下降，主要是因為進水量減少。隨著進水量不單減少，水位的變化可能會無法達到目標值，反射信號亦會隨之減弱。閥門在調節的時候，會因偏差值較小而縮小開度，繼而引發出水量減少。在這種情況下，水位雖然會有一定的變化，但最終也會保持相對穩定。隨著水位的不斷下降，閥門的自動調節也會隨時根據偏差保持開度，確保出水量。根據“請求沖洗”申請的次序，PLC會自動根據次序啟動濾格子，根據申請要求自動進行沖洗。次序排列時，通常會組成一隊列，結合不同的PLC沖洗方式實現沖洗。要注意控制反沖洗水泵、鼓風機的啟動和停止與反沖洗水泵出口氣動閥門的開啟和關閉。根據相應的沖洗方式，啟動設備開展工作。

2.2 高密度沉淀池系統

在高密度沉淀池系統，要注重生產模式的設計與應用。當高密度澄清池進水閥門打開后，設備會自動開始運行，并各自發揮著作用。在PLC的控制下，處于生產模式中的設備如果發生故障，通常不會影響高密度沉淀池系統的工作，而是會及時發送故障信息，相關人員會在一定的時間范圍內解決故障。如果沒有立刻解決故障，高密度沉淀池系統會停止生產模式，以隔離的方式保護系統，關閉進水閥門。故障解決的時間、速度都會影響到高密度澄清池的工作，要高度重視。如果高密度沉淀池系統處于隔離模式之下，通常就會停止生產模式，進水閥門會關閉，各種化學藥劑停止投加，污泥回流泵也不會繼續工作。不過，諸如攪拌機、刮泥機等設備還會繼續工作，不會受到太大的影響。此外，高密度沉淀池系統需要定期進行維護和檢修，這就需要所有設備停止工作，以配合檢修工作順利開展。

2.3 上位機監控與下位機控制應用

關于水廠的加藥自動控制系統設計，需要進一步完善監控措施。采用工業計算機可完成上位機監控。監控人員通過CRT開展實時監控，對系統的參數進行設定與修改。CRT能夠進行遠程控制和數據處理。通過上位機監控可以對控制器的相關內容進行組態與合理控制。

下位機控制也是自動加藥控制系統的重要組成部分。由于該系統的核心是PLC，因此，在使用的過程中可有效實現對數據的各項工作，對生產過程進行有效控制與操作，實現與上位機的即時通訊，從而完成對加藥系統的自動控制和故障報警。根據加藥系統滯后性特點，需要在控制時注意是否會引發起系統超調或震蕩。因此，可采用計算機、改進的數字PID控制算法對滯后進行有效補償。

2.4 控制軟件的應用

上位機軟件能夠實現實時監控與自動化控制。該界面主要是人際操作界面，包括圖形編輯器、實踐監測預報警、數據庫等功能，實現對數據的高校采集與處理，能夠有效實現上位機的監控。

控制對象數學模型從來表示加藥控制系統，包括變頻器、采樣系統、流量儀。由于系統十分復雜，因此，在輸入變量的時候需要注意幾個固定的變量設定。為了保證穩定的水濁度，需要確定輸入參數是否發生變化，這樣控制參數就會保持穩定。如果受到外界的變化影響，系統就可以保持輸出維持在設定值，將系統的輸入設置為游動電位設定值。由于流量，濁度的變化都會對系統造成影響，因此在利用PLC實現加藥系統自動控制時，必須要明確各種裝置， 比如零階保持器、投藥裝置、取樣裝置等等。在下位機控制中，軟件會根據控制的要求執行PID回路指令與PID計算。

3 結語

綜上所述，關于水廠加藥自動控制系統的設計需要高度重視。隨著技術的不斷發展，加藥自動控制系統的優勢會日益明顯。通過PLC實現系統設計，有助于提升系統的應用效果。

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