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【兆恒機(jī)械】智能水處理系統(tǒng)

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  • 添加日期:2021年04月15日

● 開發(fā)背景

由于污水處理的運(yùn)行費(fèi)用是龐大的、長(zhǎng)期的,如果通過智能化的控制能將城市污水處理廠的運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省1%,那也是個(gè)天文數(shù)字。

目前污水處理自動(dòng)控制中存在的問題:

1)傳統(tǒng)污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)要求建立精確的數(shù)學(xué)模型,并提出必須遵循的一些假設(shè),然而實(shí)際污水處理系統(tǒng)由于存在復(fù)雜性、非線性、時(shí)變性、不確定性和不完全性等,一般無法獲得精確的數(shù)學(xué)模型和與實(shí)際相符的假設(shè),因此采用傳統(tǒng)控制理論建立的污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)在實(shí)際工程應(yīng)用上存在出水水質(zhì)波動(dòng)較大等問題。

    2)污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)中所采用的一些自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備、儀表的功能目前還很不完善,在實(shí)際檢測(cè)中達(dá)不到預(yù)期效果、誤差很大,因此依靠這些檢測(cè)設(shè)備判斷污水處理情況并實(shí)施自動(dòng)控制,很難達(dá)到處理水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放和節(jié)約能源的目的。

    3)國(guó)內(nèi)的許多污水處理系統(tǒng)多采用ORP(氧化還原電位)、DO(溶解氧)和pH(酸堿度)值作為控制參數(shù)來控制出水水質(zhì)和曝氣量,但這些方法存在一些問題,如控制污水處理廠硝化—反硝化過程所使用的ORP就很難判定,因此絕大多數(shù)基于ORP控制的污水處理廠也執(zhí)行時(shí)間控制,作為當(dāng)控制器無法找到ORP特征點(diǎn)時(shí)的應(yīng)急控制,這樣就導(dǎo)致許多污水處理系統(tǒng)實(shí)際上仍然采用的是按時(shí)間控制整個(gè)處理過程。

4)污水處理的自動(dòng)控制需要對(duì)大量閥門、泵、鼓風(fēng)機(jī)和吸()泥機(jī)、攪拌器等機(jī)械設(shè)備進(jìn)行控制,需要自動(dòng)控制的開關(guān)量多,它們常常要根據(jù)一定時(shí)間或邏輯順序定時(shí)開、停,然而目前我國(guó)一些企業(yè)的相關(guān)設(shè)備質(zhì)量存在一些問題,使用壽命較短,而進(jìn)口設(shè)備又很昂貴。

●基本原理

 

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●優(yōu)點(diǎn)

可有效節(jié)約能源、減少DO波動(dòng),負(fù)荷分配合理,處理效果好,自動(dòng)化水平高。

●控制原理(以提升泵房為例)

泵站的傳統(tǒng)控制只考慮了液位的變化,沒有考慮液位變化速率。采用計(jì)算機(jī)技術(shù)和先進(jìn)的液位檢測(cè)儀表后,可以非常簡(jiǎn)便的得到液位差和液位變化率,引入模糊控制方法,利用液位變化率,實(shí)現(xiàn)PD控制結(jié)構(gòu),能明顯提供泵站對(duì)進(jìn)水量變化的響應(yīng)能力。



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控制程序流程圖

通過模糊控制后,可以保證先啟的泵先停,后啟的泵后停,避免一臺(tái)或數(shù)臺(tái)泵長(zhǎng)期工作,其他泵閑置的情況,并且能夠保證每臺(tái)泵工作負(fù)荷均勻分配。減少泵的啟動(dòng)頻率,延長(zhǎng)設(shè)備壽命。當(dāng)出現(xiàn)某一臺(tái)泵故障時(shí),控制程序會(huì)跳過該泵而正常運(yùn)行。

●業(yè)務(wù)范圍

1)承接各種污水處理工程(制藥污水、淀粉污水、化工污水、造紙污水、皮革污水、鋼鐵污水)設(shè)備的設(shè)計(jì)生產(chǎn),電力、化工大生產(chǎn)冷卻循環(huán)系統(tǒng),工業(yè)及民用純水、超純水處理工程及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn);

2)各種水處理藥劑(聚合氧化鋁、堿式氯化鋁、殺菌滅藻劑等)的生產(chǎn)和銷售,提供水處理劑的使用及售后服務(wù);

3)生產(chǎn)各類工業(yè)及民用水處理凈化、軟化設(shè)備。產(chǎn)品涉及:全自動(dòng)軟水器,全程綜合水處理器,靜電水處理器,全自動(dòng)過濾器,旋流除砂器,多功能電子除垢器,離子棒水處理器,家用凈水器,游泳池水處理裝置,生產(chǎn)工業(yè)用大型軟化水裝置,純水、超純水裝置,中水回用處理裝置等。


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多功能水處理器臭氧處理機(jī)游泳池水處理設(shè)備


●產(chǎn)品應(yīng)用

1 污水處理

1)系統(tǒng)說明:

該控制結(jié)構(gòu)分為三層:

第一層采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的中央控制層(操作站),主要完成狀態(tài)值的操作輸入(如流量、pH 值等)、通訊、系統(tǒng)報(bào)警、運(yùn)行管理以及所有工藝參數(shù)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的顯示;

第二層為現(xiàn)場(chǎng)控制層(PLC),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、智能控制算法的實(shí)現(xiàn)、控制命令的下發(fā)以及工藝信號(hào)的連鎖等功能;

第三層為執(zhí)行層,即各類傳感器、變送器和執(zhí)行機(jī)構(gòu),完成上一層下發(fā)的所有控制命令和數(shù)據(jù)采集。

2)系統(tǒng)構(gòu)成:

控制裝置主要由現(xiàn)場(chǎng)儀表、現(xiàn)場(chǎng)PLC控制站和上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)操作站組成,現(xiàn)場(chǎng)控制站和上位機(jī)通過光線以太網(wǎng)相連。自動(dòng)檢測(cè)裝置包括電量、流量、pH值、溶解氧、氧化還原電位、污泥濃度及水位等自動(dòng)檢測(cè)儀表,輸出為模擬量信號(hào)(4~20mA)。

受控對(duì)象包括格柵、除砂器、攪拌器、刮吸泥機(jī)、風(fēng)機(jī)、脫水機(jī)和大部分水泵等,其輸出狀態(tài)信號(hào)為開關(guān)量。

3)控制過程

現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)檢測(cè)儀表對(duì)生產(chǎn)中各個(gè)參數(shù)自動(dòng)、連續(xù)地進(jìn)行檢測(cè),同時(shí)將信號(hào)反饋給現(xiàn)場(chǎng)PLC和控制室計(jì)算機(jī),并在中控室模擬屏和計(jì)算機(jī)顯示器上顯示出來;PLC和計(jì)算機(jī)比較程序中設(shè)定的工藝參數(shù),自動(dòng)地調(diào)節(jié)某臺(tái)設(shè)備的工況,也可手動(dòng)對(duì)某臺(tái)設(shè)備進(jìn)行控制,從而滿足生產(chǎn)的需要。

3)系統(tǒng)特點(diǎn):

控制系統(tǒng)采用“集中管理、分散控制、資源共享”的集散型系統(tǒng)。采用這種結(jié)構(gòu)可使生產(chǎn)過程中的信息能夠集中管理,以實(shí)現(xiàn)整體操作、管理和優(yōu)化;同時(shí),也使得控制危險(xiǎn)分散,提高系統(tǒng)可靠性。中控室監(jiān)控計(jì)算機(jī)和現(xiàn)場(chǎng) PLC 控制分站通過以太網(wǎng)交換機(jī)組成全廠工業(yè)冗余以太環(huán)網(wǎng)。

上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)全廠數(shù)據(jù)的采集,短信報(bào)警及報(bào)警記錄,事故記錄,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示和歷史數(shù)據(jù)管理,工業(yè)流程、實(shí)時(shí)參數(shù)、趨勢(shì)圖及故障顯示,報(bào)表生成、報(bào)表打印。

本系統(tǒng)采用了成熟先進(jìn)的智能控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù),對(duì)污水處理的整個(gè)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,達(dá)到降低系統(tǒng)運(yùn)行成本,保證污水排放質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)了少人甚至無人職守。

2 游泳池水處理系統(tǒng)

 

游泳池循環(huán)水處理設(shè)備是我公司在參照國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況研制開發(fā)的水處理設(shè)備,適用于各類游泳池水的循環(huán)處理。它包括常規(guī)發(fā)毛收集器,多介質(zhì)石英砂過濾器及熱交換器。其特點(diǎn)是配備了絮凝劑自動(dòng)投加系統(tǒng),水質(zhì)pH自動(dòng)調(diào)整,消毒劑自動(dòng)添加的監(jiān)控系統(tǒng),從而確保了游泳池水質(zhì)澄清度,pH值和最佳余氯濃度(保持無菌)。且占地面積小,運(yùn)行管理方便,維護(hù)量小,大量的省藥劑費(fèi)用和避免多投加藥劑污染水質(zhì),適用于高檔賓館,飯店娛樂池及比賽池,家庭泳池等。

3 居民飲用水全自動(dòng)供水系統(tǒng)

居民飲用水地下水凈化處理場(chǎng)設(shè)備由高低壓進(jìn)線柜、儀表變頻柜、水泵、凈水器、清水池、加藥裝置、二氧化氯裝置、液位變送儀等組成。這些設(shè)備根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。PLC通過檢測(cè)凈水器內(nèi)壓力,執(zhí)行PID控制變頻使設(shè)備內(nèi)壓力恒定。當(dāng)原水泵開始運(yùn)行,全凈水器、自動(dòng)加藥裝置、二氧化氯發(fā)生器同時(shí)運(yùn)行。當(dāng)清水池液位達(dá)到一定值時(shí),凈水泵自動(dòng)啟動(dòng)。以恒壓供水的方式將處理好的,符合標(biāo)準(zhǔn)的飲用水輸送到每家每戶。當(dāng)出現(xiàn)過壓、欠壓或三相電流不平衡時(shí),或其他異常時(shí),系統(tǒng)停止工作。

PLC的開關(guān)量輸入信號(hào)(無源信號(hào))

 1)高低壓進(jìn)線柜:合閘、故障、工作位置、試驗(yàn)位置等

 2)自動(dòng)加藥裝置:液位、運(yùn)行、故障等

 3)二氧化氯發(fā)生器:運(yùn)行、故障等

 4)凈水器、清水池:液位、壓力、流量。

 5)原水泵、凈水泵:遠(yuǎn)控、合閘、運(yùn)行、過載、過熱、泄漏、變頻故障器故障等

PLC的開關(guān)量輸出信號(hào)(24DC繼電器輸出)

 1)全自動(dòng)加藥裝置:計(jì)量泵、攪拌電機(jī)起、停、進(jìn)出水閥開、關(guān).

 2)二氧化氯發(fā)生器:開、停控制

 3)凈、原水泵:起、??刂?/span>

PLC的模擬量輸入信號(hào)(4~20mA

 1)閘門:開度(0%~100%

 2)液位計(jì):凈水池液位

 3)壓力變送器:設(shè)備壓力、凈水泵出口壓力

 4)水泵:三相電流、溫度

 

操作界面

在工藝流程圖中可以顯示出水泵的運(yùn)行及控制狀態(tài),工藝流程圖可通過設(shè)備顏色的變化表示各個(gè)設(shè)備部件的運(yùn)行狀態(tài)。

在流程圖中點(diǎn)擊工具欄的頁(yè)面圖標(biāo)可分別切換至原水監(jiān)控、加藥監(jiān)控、凈水器等頁(yè)面。

將總流程圖中的“自動(dòng)投入”開關(guān)置為“開”,彈出自動(dòng)開泵確認(rèn)對(duì)話框,點(diǎn)擊“確定”,就可以將系統(tǒng)切換至自動(dòng)狀態(tài),即根據(jù)所設(shè)置的水位與壓力狀況自動(dòng)起停、調(diào)節(jié)控制。

將總流程圖中的“自動(dòng)投入”開關(guān)置為“關(guān)”狀態(tài),所有閥門門電機(jī),轉(zhuǎn)為手動(dòng)控制,在相關(guān)頁(yè)面圖標(biāo)處點(diǎn)擊后,便執(zhí)行一次動(dòng)作切換。既原閥門是關(guān)狀態(tài)顯示為紅色,點(diǎn)擊后閥門打開顏色變?yōu)榫G色。

總流程圖中可察看泵的各項(xiàng)模擬量參數(shù)。以1號(hào)泵組的監(jiān)控系統(tǒng)圖為例,如圖所示,圖中水泵的左側(cè)以數(shù)字標(biāo)簽的形式顯示了水泵的當(dāng)前轉(zhuǎn)速;點(diǎn)擊水泵的歷史曲線頁(yè)面,可查看出水泵設(shè)備壓力、凈水泵出口壓力、系統(tǒng)流量、水泵電流等歷史曲線.在泵組監(jiān)控圖或工藝流程圖中點(diǎn)擊閘閥即可打開相應(yīng)的閘閥開停控制窗口。