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        自動(dòng)化控制系統(tǒng)在自來水廠節(jié)能降耗中的應(yīng)用

        2017-10-19 19:11:18雷麗瓊
        水能經(jīng)濟(jì) 2017年8期
        關(guān)鍵詞:自動(dòng)化控制系統(tǒng)自來水廠節(jié)能降耗

        雷麗瓊

        【摘要】近年來,在我國經(jīng)濟(jì)水平不斷發(fā)展,人口數(shù)量不斷增加的同時(shí),人們對水資源的需求量也在不斷增加,對自來水廠的供水效率也提出了更高、更新的要求。本文主要對自動(dòng)化控制系統(tǒng)在自來水廠節(jié)能降耗中的應(yīng)用進(jìn)行了分析研究。

        【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化控制系統(tǒng);自來水廠;節(jié)能降耗;應(yīng)用

        引言:

        自來水廠作為為人們提供日常所需水資源的基礎(chǔ)性民生工程。隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展、人口數(shù)量的大幅增長,傳統(tǒng)落后的控制系統(tǒng)已無法滿足人類對水資源的日常需求。此時(shí),先進(jìn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的大量引進(jìn)就逐漸成了提升自來水廠供水效率的重要手段。

        1、自來水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

        自來水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要是由PC端和邏輯控制器組成,具體包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、自動(dòng)監(jiān)視控制系統(tǒng)和自動(dòng)集散控制系統(tǒng)。如若使用SCADA系統(tǒng),雖然可以在大面積區(qū)域范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享,且其通信互動(dòng)也較為便捷,但卻有實(shí)效性較差的缺點(diǎn)。這樣一來,嚴(yán)重阻礙了自動(dòng)化控制系統(tǒng)對大面積范圍內(nèi)的自來水廠的控制力度。相較于SCADA系統(tǒng),由于DCS系統(tǒng)采用分級分布式控制體系,不僅使分散控制系統(tǒng)得以更好的執(zhí)行,還解決了SCADA系統(tǒng)實(shí)效性差的弊端。而IPC+PLC系統(tǒng)的組合,不僅可以對區(qū)域范圍內(nèi)的自來水廠實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制,也可對區(qū)域范圍內(nèi)的自來水廠實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一控制管理。其中,PLC系統(tǒng)不僅安全可靠,還便于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享,也不需要長期對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā),只需要幾個(gè)簡單的操作就可對自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行合理的配置和調(diào)試,便于數(shù)據(jù)信息的傳輸與共享,很容易就可實(shí)現(xiàn)對自來水廠的自動(dòng)化控制。

        2、自動(dòng)化控制系統(tǒng)在自來水廠節(jié)能降耗中的應(yīng)用

        2.1、取水泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)

        科學(xué)調(diào)節(jié)取水變頻泵頻率。自來水廠原水變頻泵頻率要依照清水池水位具體設(shè)定值進(jìn)行調(diào)賬。通過PLC來調(diào)節(jié)變頻泵頻率,而變頻泵頻率和頻率閾值一般用百分比進(jìn)行表示。其中原水變頻泵工作頻率應(yīng)該控制在最小與最大頻率區(qū)間,并運(yùn)用SCADA系統(tǒng)完成設(shè)定。通過PLC記錄變頻泵工作停止之前的相應(yīng)頻率,利于變頻泵啟動(dòng)之后可以維持之前的工作頻率。定速泵啟動(dòng)數(shù)量調(diào)節(jié)。自來水廠定速泵啟動(dòng)數(shù)量應(yīng)根據(jù)變頻泵具體工作頻率進(jìn)行設(shè)定,同時(shí)為有效管控定速泵數(shù)量,就應(yīng)定義兩個(gè)限定值:其一是一臺定速泵在啟動(dòng)后的變頻泵頻率;其二是一臺定速泵在停止之后變頻泵的頻率。

        2.2、加藥系統(tǒng)

        自來水廠中的加藥系統(tǒng),運(yùn)行比較復(fù)雜,而且操作的時(shí)間長,加藥過程中,涉及到大量的影響因素,增加了自動(dòng)化控制的難度。我國很多自來水廠,采用目測觀察的方法,監(jiān)測水質(zhì)加藥的用量,不利于加藥的準(zhǔn)確性,也會(huì)降低自來水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)的工作效益,導(dǎo)致加藥操作沒有依據(jù)。PLC在加藥的自動(dòng)化控制中,主要利用了流動(dòng)電流的方法,前饋?zhàn)兞渴亲詠硭畯S的原水流量,加藥取樣之后,獲取流動(dòng)電流的反饋?zhàn)兞?,此時(shí)PLC會(huì)接收到自來水廠的流動(dòng)電流信號,和自動(dòng)化控制系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)定值比較,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了加藥量的控制。PLC不僅可以控制加藥量,還可以自動(dòng)化的控制加藥頻率,直接控制系統(tǒng)的變頻器,實(shí)時(shí)控制加藥系統(tǒng)的工作頻率以及加藥量,確保實(shí)際加藥量,貼近自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)定值。

        2.3、加氯系統(tǒng)

        加氯系統(tǒng)的PLC控制,參與了前加氯與后加氯的過程。加氯系統(tǒng)在PLC的作用下,實(shí)現(xiàn)了復(fù)合式的閉環(huán)控制。例舉PLC在加氯系統(tǒng)內(nèi)的應(yīng)用,如:(1)PLC根據(jù)自來水廠原本的水流量比例,控制加氯的比例,PLC按照原水流量的變化,自動(dòng)化設(shè)計(jì)加氯的比例,控制加氯機(jī)的運(yùn)行,體現(xiàn)了PLC在加氯方面的自動(dòng)化;(2)PLC應(yīng)用到加氯系統(tǒng)的復(fù)合環(huán)控系統(tǒng)內(nèi),PLC分別反饋了原水流量信號、加氯信號以及余氯值,比較自動(dòng)化系統(tǒng)中設(shè)計(jì)的加氯值,配合PID原則,輸出加氯的控制信號,保障自動(dòng)化控制系統(tǒng)內(nèi)的余量值,始終保持在規(guī)范的位置。

        2.4、監(jiān)控系統(tǒng)

        PLC應(yīng)用到自來水廠的中控室計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中,專門用于監(jiān)督自動(dòng)化控制系統(tǒng),把控自來水廠的運(yùn)行過程。中控室計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),是自動(dòng)化控制系統(tǒng)的核心,連接了自來水廠各個(gè)模塊的主站PLC。自動(dòng)化控制中的操作系統(tǒng),利用通訊聯(lián)絡(luò)的方法,復(fù)雜聯(lián)系主站的PLC,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的資源共享。監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)用PLC,不僅能監(jiān)控自來水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行,還能展示主站通訊的狀態(tài),控制人員在中控室,通過計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),就能了解自動(dòng)化控制系統(tǒng)。PLC配合監(jiān)控系統(tǒng)中的軟件,直觀反饋出自動(dòng)化控制系統(tǒng)內(nèi),加藥間、沉淀池、送水泵站的基本信息。

        2.5、送水泵站的自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)

        進(jìn)行加壓變頻泵工作頻率設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)依照SCADA進(jìn)行設(shè)定壓力值,并且完成PID恒溫控制,通過PLC實(shí)現(xiàn)變頻泵工作頻率的調(diào)節(jié)。送水泵站變頻泵的工作頻率主要根據(jù)用戶設(shè)計(jì)的壓力值和實(shí)際管道壓力計(jì)進(jìn)行設(shè)定,而PLC可應(yīng)用PID運(yùn)算實(shí)現(xiàn)變頻泵工作頻率的調(diào)整,如果管道的壓力未達(dá)到用戶所設(shè)定的壓力,就要相應(yīng)提高變頻泵的工作效率。PLC應(yīng)用PID運(yùn)算實(shí)現(xiàn)變頻泵工作頻率的調(diào)節(jié),如果管道壓力超過用戶設(shè)計(jì)的壓力,就應(yīng)該合理降低變頻泵的工作效率。送水泵站中定速泵啟動(dòng)臺數(shù),主要根據(jù)變變頻泵的工作頻率設(shè)定。

        結(jié)語:

        總之,不斷加強(qiáng)對自來水廠的自動(dòng)化控制水平,對于提高供水效率、提高水資源質(zhì)量有著非同一般的意義。

        參考文獻(xiàn):

        [1]何丹征.自動(dòng)化控制系統(tǒng)在自來水廠節(jié)能降耗中的應(yīng)用分析[J].大科技,2016(11):211-212.

        [2]周晨濤.PLC在自來水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2017(02):167-168.

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