煤油流量計在汙水處理對自動（dòng）控製技術的應用分析

【摘要】針對汙水處理，在簡述其特點的基礎上，對煤（méi）油流量計與自動（dòng）控製技術具體應（yīng）用進行（háng）深入分析（xī），以此為後續的自動化改造及運營奠定良好基礎，提供可靠參考借鑒。
如今，計算機與嵌（qiàn）入式芯片越來越普及，這使自動控製正不斷進入到工業領域（yù）各個環節。 然而， 因汙水處（chù）理存在特殊性，所以對自動控製的實際應用還有待進一步完（wán）善。
1 水處理主要特點
（ 1 ）周期長。 在汙（wū）水（shuǐ）處理中，處（chù）理周期主要由處理工藝決定，通（tōng）常為三（sān）級處理（lǐ），其中，一級處理為機（jī）械處理，二級處理為（wéi）生物處（chù）理，三級處理為深度處理。 伴隨特殊環（huán）境不（bú）斷變化，汙水處理工藝必（bì）須進行改（gǎi）善和優化。
（ 2 ）參（cān）數有較大的離散性。 在（zài）水處理過程中，參數包括溶解氧、溫度（dù）和 pH 值等。 從現場情況（kuàng）講，這些參數都有很大的離散性（xìng），很難與設備實（shí）際運（yùn）轉狀況相掛鉤（gōu），獲（huò）得完全且（qiě）係統線性關（guān）係。
（ 3 ）難以采用自動控製係統實（shí）現無人值守。 在當前的實際情況下，汙水（shuǐ）處理主要由人工經驗進行控製，這樣不僅要耗費很多資源、消耗大量時間，導致（zhì）自（zì）動控製難以充（chōng）分（fèn）發揮應（yīng）有作用功能。
2 汙水處理對自動控製技術（shù）的應用
2.1 控製基本要求
2.1.1 調節池
調節池需要設於滲濾液處理站（zhàn），共兩座，其主要設備包括以（yǐ）下幾種： ① 進水格柵機，共 1 台； ② 進水煤油流量計（jì），共 1 台； ③出水煤油流量計，共 1 台； ④ 攪拌機，共 2 台； ⑤ 超聲波液位計，共1 台； ⑥ 進水電動閥門，共 1 台； ⑦ 出水提升泵（bèng），共（gòng） 1 台。 其控製要求為：格柵機應能實（shí）現（xiàn）現場控（kòng）製與（yǔ）遠程控製，且上位機可以對實際狀態進（jìn）行顯示（shì）；攪拌機應具備現場控製、遠程（chéng）控製（zhì）和（hé）自動控製（zhì）的操作（zuò）按鈕，且上位機可以對實際狀（zhuàng）態進行顯示。 如果液位小於 1.5 m ， 則攪拌機（jī）可自動停止， 而液位超過 2.0 m時，自動開（kāi）始運行；上位機對液位予以顯示（shì），同時（shí）顯示出（chū）實際液體容（róng）積。 如果（guǒ）液位超過 5.85 m ，則上位機立即報警；電動閥門應能實現（xiàn）現場（chǎng）控製、遠（yuǎn）程控製和自動控製，且上位機要能對實際狀態進行顯示。 如果液（yè）位超過 6 m ，則也為相對較（jiào）高的調節池，其進水閥門將自動關（guān）閉（bì），而液位相（xiàng）對較低的調節池，其進水閥門自動開啟； 出水提升泵應能實現現場控製與遠程控製（zhì），且上（shàng）位機要對實際狀態予（yǔ）以顯示。如果液位低於 0.5 m ，則提升泵自動關閉； 進水煤油流量計對應的上位機可以對進水流量及總的（de）累計流量予以顯示； 2 台出水泵同時（shí）使用 1 台煤油（yóu）流量計，其實際的出（chū）水與累計總流量都（dōu）應在上位機上實時顯示；對於各個模擬量，都要有曆史發展趨勢對應的曲線圖。
2.1.2 反應沉澱係統
一級反應沉澱主要由（yóu）以下幾部分組成： ① 石灰投料（liào）池； ②混合攪拌池； ③ 反應池； ④ 一級沉澱池； ⑤ 中（zhōng）間水池（chí）。 對於二次反應沉澱，其主要由（yóu）以下幾部分組成： ① 反應池（chí）； ② 二級沉澱池（chí）； ③ 預（yù）處理係統。 係統控製要求為：對（duì）於石灰投加機，其頻率要可以在上（shàng）位機進行調整；石灰投加、攪（jiǎo）拌機、渣漿泵、出水（shuǐ）泵、半球閥、加壓裝置都要實現現場控製與遠程控製，並且要在上位機對實際狀態信息（xī）進行顯示； 如果出水池實（shí）際液位不足 0.5 m ，則出水泵自動停（tíng）機；所（suǒ）有（yǒu）出水泵使用同一台煤油流量計，於上（shàng）位機對出水與累（lèi）計的總流（liú）量進行顯示； 渣（zhā）漿泵可根據（jù）時間順序進行運動，待啟動一定時間後自動停止；在渣漿泵開啟以後， 半球閥可以根據時間順（shùn）序進行運行， 待啟動一定（dìng）時間後，自動關閉其中一個電動閥，而開啟另外的電動閥（fá）；出水池的實際液（yè）位要可以在上（shàng）位機實時顯示，同時顯示出液位容積。如果液位超過 5.85 m ，則（zé）上位機立即報警；對於各個模擬量，都要有曆史發（fā）展趨勢對應的曲線圖。
2.1.3 厭氧係統
該係統控製要求為：包含攪拌機、循環（huán）泵、煤油流量計和回（huí）流泵等在內的設備都能實（shí）現現場控製與遠程（chéng）控製（zhì）， 並在上位機（jī）對實際狀態信息進行顯示； 進水調節池實（shí）際液位可以在上位機實時顯示，同時可以顯示出實際的液（yè）體容積（jī），如果液位超過 3.5 m ，則（zé）上位機立即報警（jǐng）； 沼氣風機可以結合壓力變送器實際數據實現（xiàn）變頻控製；對於各個模擬（nǐ）量，都要有（yǒu）曆史發展趨勢對應的曲線圖。
2.1.4 好（hǎo）氧係統
該係統控製要求為：包含攪拌（bàn）機、曝氣與排（pái）泥泵（bèng）、煤油（yóu）流量計及電（diàn）動蝶閥等在內的設備均實現限產控製和遠程（chéng）控製， 並能在上位（wèi）機對實際狀態（tài）信息進（jìn）行顯示；對攪拌機進行（háng）時序控製，可對開啟時間做適（shì）當調整；進出水的電動蝶（dié）閥都和池液（yè）位實現聯動，以池液位實際情況為依據進行開（kāi）啟（qǐ）或關閉。 每個閥門都要實現（xiàn）時序控製，且具體的時間間隔要能（néng）調整；各個池中射流曝氣泵也要實（shí）現時序控製，即每個池中的所有泵要同時啟動，具體的時間間隔要能調整。
2.2 自動控製
對於（yú）汙水處（chù）理係統而言，其（qí）控製對象除了有開（kāi）關量，還包括（kuò）模擬量，除了開環控（kòng）製，還涉及到閉（bì）環控製；係統運行過程（chéng）中，有很多參數需要進行檢測與控製，係統的總控計算機，利用煤油流量計監控軟件對整個處理（lǐ）廠（chǎng）的設備予（yǔ）以實時監控， 並記錄所有水（shuǐ）質數據，*終生成報表；在自動控製係統中（zhōng），自動控製櫃為核心所在，無論是工（gōng）藝控製、邏輯皮暖段，還是（shì）各控製（zhì）站通信，均由該自動控製櫃實（shí）現； 係統總控計算機各類（lèi）數據由 PLC 在以太網上傳遞，由總控計算機控製現場（chǎng）所有設備時，也主（zhǔ）要利用 PLC 實（shí）現。 當（dāng）要完成控製（zhì）功能時， 係統（tǒng）的總控計算機將向PLC 發出指令（lìng），再由 PLC 進（jìn）行判斷，確認（rèn）是（shì）否需要執行著這（zhè）一控製，若條件成立，則立即執行，若條件不成立，則拒絕。通過（guò）以上分析可知， 自動控製係統所有功能均由 PLC 實現，在這種情況下，即便網絡產生故障， PLC 依然能根據預設程序來控製。 以控製係統具有的工藝特點（diǎn）為依據，結合現場生產實（shí）際（jì）條件， 該自動（dòng）控製係統主要將 S7-300PLC 作為主。
在軟件開（kāi）發方麵，主要包含以下兩個（gè）方麵：
① 針對 PLC 進行的程序設計（jì）；
② 對上位機監控界麵進行開發。 其中，針對（duì） PLC 進行（háng）的程（chéng）序（xù）設（shè）計主（zhǔ）要是利用編程軟件完成， 以滿（mǎn）足所有控製要求；對（duì）於上（shàng）位機監控，主要使用的是國產組（zǔ）態（tài）軟件，通（tōng）過對組（zǔ）態軟件的合理應用， 現場的全體操（cāo）作人員均能在控製室對現（xiàn）場的煤油流（liú）量計進行實時監視，並收集相應（yīng）的數據。
2.3 係統優化
上述是較為常規且成熟的自動控製實現思路（lù）， 但也存在很多的（de）缺點，如成本較高、模（mó）式僵化和性價（jià）比較低等（děng）。 對此，有必要對係統予（yǔ）以優化改（gǎi）進：
（ 1 ）除了對脈衝（chōng）量、開關量與模擬量進行采集，還要對其它類型的信號進行采集，包括視頻、聲音和圖像。
（ 2 ）除了對脈衝量（liàng）、開關量與模（mó）擬（nǐ）量進行輸出（chū），還要對其它類型的信號（hào）進行輸出，包括視頻、聲音和圖像 。
（ 3 ）對係統的邏輯處理功能進行拓展。
（ 4 ）完成各類型運（yùn）算，包括整數、實數、二進製和浮點型等。
（ 5 ）在實現延時與定時控（kòng）製的同時，使時間運算能達（dá）到毫秒級。
（ 6 ）實現計數（shù）控製目標，且（qiě）高速計數的（de）頻率要能達到百赫茲。
（ 7 ）達到內、外（wài）部中斷，保證對所有輸入和輸出的實際響應速度及精度。
（ 8 ）增大存儲容量，使數據在（zài）掉電後不會丟失。
（ 9 ）設置開放式網絡通訊（xùn）模塊，使遠程控製保持穩（wěn）定。
3 結束語
綜上所述，按照嵌入式（shì）係統思想（xiǎng）實現 PLC 各項功能，取代傳統的控製器，使結構（gòu）更（gèng）加開放，縮短開（kāi）發的周期，降低成本，在當前表現出*好前景。 對於嵌入式係統，不僅體積很小、成本低（dī）廉，而且（qiě）功能（néng）專一，它將（jiāng）在工控（kòng）領域得到更加廣泛的應用。

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