P在水处理过程自动控制中的应用探讨

2　配药及投药设备构成及工作循环
2.1　设备构成
混凝剂、消毒剂投放过程由配药及投药2个环节构成,如图2所示。
　　系统主要设备如下。
①流动电流检测系统(ＴＣＳ)流动电流法是20世纪80年代后期出现的凝聚投药检测控制技术。其主要优点是,不需建立数学模型,只需单一的控制因子———流动电流;在投药后2～4ｍｉｎ(反应池)取样,及时地将信号(反映药剂投加量和初凝效果的流动电流值)反馈回投加设备,使投加设备能迅速地修正(或保持)投加量。
②液位计
在净水生产中,由于接触式测量抗腐蚀性差,所以系统采用超声波液位计检测液位。超声波液位计由如下3部分组成:电源和报警输出系统ＮＴ4,电子频率调制ＦＭＵ421,超声波传感器ＤＵ40。该液位计可根据投药总量及配制浓度,事先设置液位值,具有数据存储功能和2个可调整的设定值报警信号,提供标准模拟输出信号为直流4～20ｍＡ。
③浊度计
高浊度(源水)测量用ＳＳ6型浊度仪,最大测量范围0～9999ＮＴＵ,模拟输出信号4～20ｍＡ;低浊度(滤前水)测量用1720Ｃ型浊度仪,最大测量范围0～30ＮＴＵ,模拟输出信号4～20ｍＡ。
④主要构筑物
溶解池:对混凝剂进行浓度配比;溶液池:混凝剂贮存池;贮液池:混凝剂原液贮存池。
⑤鼓风机
鼓风机使药剂搅拌均匀。
　⑥变频调速器和计量泵
计量泵为双缸双头隔膜式,具有耐腐蚀的功能。投加能力为3000Ｌ/ｈ,压力为0.3ＭＰａ。
2.2　工作循环
配药的自动控制过程如下:
当溶液池液位低于设定值Ｍ2时系统报警→打开贮液池电磁阀Ｋ1,使密度为ρ1的药剂原液自流到溶液池→溶液池液位达到设定值Ｈ1时,关闭贮液池出液阀Ｋ1→打开溶液池清水阀Ｋ2进行稀释→启动鼓风机Ｇ进行搅拌→溶液池液位达到设定值Ｈ2时关闭Ｋ2及Ｇ→打开溶液池出液阀Ｋ3→启动提升泵Ｔ,将稀释成ρ2的混凝剂提升至溶液池→溶液池液位达到设定值Ｍ1时关闭Ｋ3及Ｔ→报警解除,等待下一次循环。
投药的自动控制过程如下:
流动电流是反映混凝剂投加量大小的物理量。它可以通过ＴＣＳ传感器的一对电极在线连续测量,然后再经ＴＣＳ监控器变送放大后显示出来。其显示范围为-10.00～ 10.00,相应输出直流4～20ｍＡ。当投加量增加或减少时,它的显示值也迅速地相应增减;当投加量正好符合要求时,即可得到零点或设定点。控制器将流动电流值与给定值作比较,得到偏差,控制器对偏差作ＰＩＤ运算。

3　配药投药自动控制系统设计
3.1　控制系统构成
经分析,该系统有5个输入量,9个输出量,均为开关量,还有4路模拟信号(浊度和液位)需要测量和控制。投配药ＰＣ控制系统的组成如图3所示。根据系统输入输出的性质和数量,选用ＦＸ224ＭＲ主机加通道模拟输入输出模块ＦＸ4ＡＤ4的配置[2],共有12个输入点,12个输出点,可满足系统输入、输出信号的数量要求。输入、输出信号及ＰＣ地址编号如表1所示[3,4]。
3.2　控制程序
配药系统自动控制流程图如图4所示。