南充市二水厂V型滤池自控系统设计方案

1．系统简介 南充市自来水二厂V型滤池是2000年扩建工程的一部分，该工程有5格滤池，阀门都是用进口的气动阀，自动化系统是2001年建成，直到现在使用非常成功。 过滤工艺环节是水厂工艺过程的重点工序环节，关系到水厂制水水质、水量指标的完成，其系统自动化程度高低及其运行效果好坏反映了水厂运行和管理水平。 目前使用较多的V型滤池具有滤后水水质稳定良好，反冲洗效果较好，节约冲洗水量的特点；但相应的控制设备较多，操作管理比较复杂，其近年得以推广的原因之一是自动化控制技术的广泛应用。 V型滤池的控制主要包括两个方面的内容： 一是对反冲洗的控制； 二是对滤池运行过程的控制（如对过滤水量的调节控制等）以及滤池所属设备状态的监控。 2. 滤池PLC系统构成原理 滤池PLC系统包含1个安装在反冲泵房的PLC子站，1个安装在滤池的PLC子站，各站之间通过DH+高速控制网络相连。 3.主要控制原理概述 滤池自动控制系统控制的主要内容和原理是： 通过对滤池的进水阀、排水阀、泄气阀、反冲洗气阀、反冲洗水阀、出水调节阀、反冲洗鼓风机、反冲洗水泵、空气压缩机、液位仪的监控实现自动反冲洗；通过对出水调节阀和液位仪的监控实现滤池恒水位过滤；同时，对各种工艺参数和设备运行状态进行检测。 在功能上实现： 无人值守全自动运行；必要时在中央控制室直接遥控任何一台设备。在工艺配合上一方面使用系统存储的一套优化后的工艺参数进行全过程控制，必要时由技术人员调节相应工艺参数。 3.1 滤池的恒水位过滤 滤池的恒水位过滤控制是根据液位仪反映的对应滤格水位的变化（滤头损失影响滤速，从而导致水位变化，水位变化的大小反映出滤头损失的多少），通过调节滤池出水调节阀开度，达到使该格滤池内水位恒定，从而保证正常的滤速和过滤效果。 滤格恒水位控制原理图 滤格恒水位过滤由安装在滤池的PLC控制器进行控制。各滤格安装有压阻式液位变送器，将滤格液位转换为4-20mA电流信号送到PLC控制器，PLC控制器把液位信号与液位设定值进行比较处理后，送出一定的电流信号控制清水阀开启度，以保证滤格水位恒定。 3.2 滤池反冲洗控制 反冲洗控制是V型滤池自控的主要内容，其控制效果直接反映自控水平，对滤池的正常运行尤为重要。 根据我们以往的经验教训，我们设计以滤后水浊度和周期做为全自动反冲洗发生的条件。也就是说当滤后水浊度达到一定值是就开始自动反冲洗；当滤池运行时间达到工艺要求的周期是也开始自动反冲洗。 滤池反冲洗一般分为降水位、气洗、气水混洗、水洗、反冲洗结束投用五个阶段，控制流程图如图所示。 4.控制系统介绍 4.1恒水位模块 自控系统根据滤池滤格水位自动调节出水调节阀，保持滤格液位恒定。 当检测滤格水位的液位仪出现精度或零点漂移故障，由技术人员通过计算机界面调整自控系统液位仪参数进行修正，保证液位恒定。 在特殊情况下，可由操作人员从计算机界面直接控制出水调节阀的开度，以将滤格水位控制在需要的水位。 当自控系统因需要或出现故障不能运行时，操作人员可将滤池滤格就地控制箱控制出水调节阀的控制器手/自动开关拨至手动位置然后进行纯手动调节出水调节阀开度。 4.2 反冲洗模块 系统通过控制采样电池阀采集滤池各格滤后水浊度，当某格滤池浊度满足反冲洗条件，就发出该格滤池反冲洗请求。 以浊度为条件的自动反冲洗相辅相成的是周期反冲洗，就是说当某格正常运行的滤池超过规定的时间因未满足浊度反冲洗条件没有进行反冲洗时，也自动发出该格滤池反冲洗请求。 另外在特殊情况下，操作人员可通过计算机界面发出冲洗请求。 当自控系统因需要或出现故障不能运行时，操作人员可将滤池滤格就地控制箱阀门和泵房各控制箱手/自动开关拨至手动位置进行手动操作。 系统接受到反冲洗请求，如果没有其它滤格正在反冲洗就立即响应进入反冲洗流程；如果有其它滤格正在反冲洗就等待其完成。 进入反冲洗流程，依次是降水位、气冲洗、气水混合冲洗、水冲洗、反冲洗结束投用五个步骤。 在自动反冲洗流程中，出现阀门故障（如开关到位信号故障）时，由操作人员到现场判断是否继续进行或停止反冲洗，并从计算机界面输入相应信息，此功能使得现场小故障不至导致反冲洗不能正常进行。 在自动反冲洗流程中，出现反冲鼓风机、反冲水泵故障时，自控系统自动截换启动备用风机、备用水泵；当反冲鼓风机、反冲水泵没有备用时，则根据现场情况进行处理。此功能保障单台设备故障不至影响反冲洗正常进行。 4.3 巡检与报警 自动检测污水坑水位，满足排污条件就报警并自动启动排污泵。 自控系统不断地检测水位、压力、阀门状态、风机水泵状态及浊度等是否正常；一旦出现异常就会及时报警。 对于不同的报警，系统有不同的提示方式。对于严重性质的报警，系统会在现场计算机屏幕上弹出全屏幕报警窗口，用声音和闪烁的颜色提示操作人员，并记录到报警数据库中；对于一般性质的报警，系统会利用报警栏和声音提示操作人员注意，并记录到报警数据库中。 4.4 生产数据分析与预测 由于一天24小时中水厂生产水量并非恒定不变，往往白天供水量远大于夜晚或凌晨供水量，在供水高峰时段进行滤池冲洗显然不合理。因此，可对滤池反冲洗时段进行控制（如可以根据取水泵房机组开停情况和清水池液位情况综合分析出最佳冲洗时段，利用该时段自动控制滤池反冲洗，从而确保水量满足供水要求）。 系统记录的滤池信息，为全面掌握滤池运行状况提供了条件（如滤池浊度信息反映出的滤池运行信息）。 4.5 生产数据记录与日志生成 系统提供以下数据记录： 生产数据的实时记录 生产数据的历史数据记录和趋势分析图 操作控制日志记录 报警记录 结束语： 该工程自动化设备采用AB公司的SLC-500的PLC设备，经实践运行稳定可靠。故把这方案推荐给大家，不妥之处请指正。