正航PLC在(zài)水廠淨水劑投加系統中的(de)應用

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正航PLC在(zài)水廠淨水劑投加系統中的(de)應用
發布時(shí)間: 2012.08.16

[摘要(yào / yāo)]：系統中原定使用全進口品牌産品，後經綜合考慮，改爲(wéi / wèi)上(shàng)海正航的(de)馳恩系列産品，不(bù)僅與進口産品完全兼容，現有的(de)程序、安裝接線等完全不(bù)用更改，而(ér)且可以(yǐ)極大(dà)地(dì / de)節省系統成本和(hé / huò)維護費用。

一(yī / yì ／yí)、項目簡介
1、項目介紹
某自來(lái)水廠由于(yú)建廠時(shí)間較早，自動化程度不(bù)高；淨水劑的(de)投加系統采用人(rén)工投加方式，無法保證出(chū)水濁度的(de)穩定等要(yào / yāo)求。因此決定對自動化系統進行升級和(hé / huò)改造。

2、項目工藝
在(zài)自來(lái)水廠中，源水要(yào / yāo)經過投加淨水劑、沉澱、過濾、消毒然後進入清水池。對源水投加淨水劑後，水中雜質便絮凝成礬花，此時(shí)才能進行進一(yī / yì ／yí)步水質淨化處理，因此淨水劑投加工藝是(shì)影響出(chū)廠水質量的(de)要(yào / yāo)因。同時(shí)淨水劑的(de)投加直接影響到(dào)沉澱池的(de)使用效率和(hé / huò)濾池反沖用水量的(de)大(dà)小，對消毒也(yě)有直接的(de)影響。因此投加淨水劑是(shì)自來(lái)水廠中工藝要(yào / yāo)求比較高的(de)一(yī / yì ／yí)個(gè)環節。

二、控制系統構成
本系統中一(yī / yì ／yí)共有模拟量輸入9個(gè)：源水濁度、源水流量（2個(gè)）、遊動電泳儀、沉澱池濁度、計量泵開度（2個(gè)）、變頻器電流（2個(gè)）。模拟量輸出(chū)4個(gè)：1#、2#變頻器頻率、1#、2#計量泵開度。開關量輸入6個(gè)：1#、2#變頻器手/自動，1#、2#變頻器運行，1#、2#變頻器故障。開關量輸出(chū)3個(gè)：1#、2#變頻器運行，故障報警。聯網功能采用EM277和(hé / huò)系統中CPU315-2DP連接。

系統中原定使用全進口品牌産品，後經綜合考慮，改爲(wéi / wèi)上(shàng)海正航的(de)馳恩系列産品，不(bù)僅與進口産品完全兼容，現有的(de)程序、安裝接線等完全不(bù)用更改，而(ér)且可以(yǐ)極大(dà)地(dì / de)節省系統成本和(hé / huò)維護費用。

采用：CPU226 一(yī / yì ／yí)個(gè)，模拟量輸入模塊EM231（4路）3個(gè)，模拟量輸出(chū)模塊EM232（2路）2個(gè)，DP通訊模塊EM277 一(yī / yì ／yí)個(gè)。

注：遊動電泳儀可以(yǐ)測量水中可以(yǐ)結合雜質的(de)遊離電子(zǐ)的(de)數目，而(ér)遊離電子(zǐ)數目必須保持在(zài)一(yī / yì ／yí)定範圍，如果測量值偏大(dà)則說(shuō)明投加淨水劑過多影響混凝效果，反之(zhī)說(shuō)明投加量不(bù)夠導緻混凝不(bù)充分。計量單位爲(wéi / wèi)SCD。

三、控制系統完成的(de)功能
1、控制要(yào / yāo)求
原系統的(de)淨水劑投加過程采用手動投加方式，這(zhè)就(jiù)直接影響到(dào)出(chū)廠水的(de)濁度，同時(shí)也(yě)會産生投加量過度的(de)問題。經過詢問現場人(rén)員、實際調查總結了(le／liǎo)以(yǐ)下主要(yào / yāo)原因:
a、淨水劑投加設備落後：當源水濁度發生改變時(shí)無法及時(shí)調整提高投加量；
b、淨水劑投加由人(rén)爲(wéi / wèi)掌握：投加量靠經驗投加；
c、淨水劑配制無标準：藥劑濃度由配置人(rén)員靠經驗配置，而(ér)濃度不(bù)準使投加量更加難以(yǐ)掌握；
d、投加量計算困難：操作人(rén)員水平差異較大(dà)，投加量随意性比較大(dà)；
以(yǐ)上(shàng)種種原因造成投加量不(bù)準确，從而(ér)影響到(dào)絮凝效果、并直接導緻出(chū)廠水水質下降。

系統改造要(yào / yāo)求：
水廠更換新的(de)自動化投加系統，新系統可根據水質變化情況随時(shí)調整投藥量，将沉澱池出(chū)水均在(zài)8NTU（NTU爲(wéi / wèi)濁度計量單位）以(yǐ)下，出(chū)廠水在(zài)1NTU以(yǐ)下；經防疫站檢測：出(chū)廠水濁度達标率必須爲(wéi / wèi)100%。并可在(zài)控制系統中加入參數調節和(hé / huò)監控功能。
2、控制難點及控制方法實現
根據對工藝過程的(de)分析，本系統屬于(yú)典型的(de)大(dà)滞後系統。考慮到(dào)一(yī / yì ／yí)般的(de)PID算法對于(yú)滞後時(shí)間長的(de)系統難以(yǐ)實現控制目标，而(ér)模糊控制等高級算法實現成本較高等原因。決定在(zài)系統中采用經驗值投加和(hé / huò)PID算法相結合的(de)辦法，既解決了(le／liǎo)PID算法的(de)不(bù)足，又解決了(le／liǎo)成本問題。
整個(gè)系統軟件中主要(yào / yāo)包括以(yǐ)下幾個(gè)主要(yào / yāo)方面：
a、PID算法：定時(shí)采集沉澱池濁度，應用PLC内置的(de)PID進行運算。得到(dào)的(de)模拟輸出(chū)值爲(wéi / wèi)X。
b、經驗值：對應一(yī / yì ／yí)定流量的(de)經驗投加量進行運算——采用查表法查找對應的(de)經驗值，得出(chū)相應流量的(de)投加量爲(wéi / wèi)Y。
c、按照得出(chū)PID運算和(hé / huò)經驗投加之(zhī)和(hé / huò)。用Z直接控制計量泵開度。（其中a可以(yǐ)在(zài)一(yī / yì ／yí)段時(shí)間運行後進行修改以(yǐ)達到(dào)最優化控制。）
d、将原水濁度按照經驗值，SCD按照PID算法進行入2、3進行運算，并将運算結果控制變頻器頻率以(yǐ)保證遊動電泳儀測量值在(zài)設定值左右。
e、按照設定運行時(shí)間轉換變頻器和(hé / huò)計量泵以(yǐ)便設備輪換使用。
f、報警功能：按照要(yào / yāo)求将有關故障均進行現場蜂鳴報警，并上(shàng)傳至CPU315-2DP中以(yǐ)便中控室進行記錄和(hé / huò)處理。
程序分爲(wéi / wèi)以(yǐ)下幾個(gè)部分：

序号	程序塊	程序名	功能
1	OB1	Main	主程序
2	SBR0	movedpdata	通過EM277發送數據
3	SBR1	PID_NTU	濁度PID計算
4	SBR2	PID_SCD	遊動電泳儀PID計算
5	SBR3	rtoi	模拟量輸出(chū)轉換
6	SBR4	i4tr	模拟量輸入轉換
7	SBR5	err	故障判斷
8	INT1	PID_EXE	PID中斷