自來水廠v型濾池的自動反衝洗控制方法
2023-05-12 08:25:11
專利名稱：自來水廠v型濾池的自動反衝洗控制方法
技術領域：
本發明屬於自來水廠V型濾池的控制方法，尤其是涉及一種V型濾池的自動反衝洗控制方法。
背景技術：
給水處理的任務就是對原水進行加工，使水質符合生活或工業用水的要求。常規水處理過程由混凝—沉澱—過濾—消毒等單元組成。每個單元都有相應的設備，如沉澱池、過濾池等。過濾是指用濾料層截留水中的懸浮雜質，使水獲得淨化的過程。濾後水的濁度必須達到飲用水標準。當原水濁度較低且水質較好時，也可省略沉澱而直接過濾。過濾的功效不僅進一步降低濁度，而且水中的有機物、細菌乃至病毒等也隨水的濁度降低而被部分去除，殘留在濾後水中的細菌、病毒等因失去混濁物保護和依附而容易被消毒時殺滅。因此過濾是給水處理必不可少的步驟。
過濾開始時，濾層是乾淨的，此時濾速快、水頭損失(壓力損失)小。隨著過濾時間的增長，濾層中截留雜質的數量不斷增加，必然導致水頭損失增大、濾速減慢、出水濁度增大。因此必須對濾層進行反衝洗，清除其中的汙物，恢復濾池的過濾能力。反衝洗的方法不同，對濾層造成的影響和衝洗效果也不同。高速水流反衝洗因其操作方便、濾池結構和設備簡單而為我國當前廣泛採用。但它衝洗耗水量大、衝洗後濾料上細下粗，影響過濾效果。因此國外普遍採用氣、水反衝洗法，它既提高衝洗效果，又節省衝洗水量，還能保持濾層結構和過濾能力。但其設備較多、濾池結構和衝洗操作也較複雜。
實現不同濾層和不同反衝洗方法的濾池的形式較多，常見的有普通快濾池、重力式無閥濾池、虹吸濾池、移動罩濾池、V型濾池。它們各有優缺點，但綜合比較以V型濾池最為先進。它的過濾和氣、水反衝洗全部自動控制，還具有表面掃洗功能。為提高出水水質、增強水廠運行的安全可靠性、減輕工人勞動強度等提供了保證。它是法國德利滿公司設計的一種快濾池，目前在我國應用日益增多。
濾池自控系統由各濾池的就地PLC櫃、所有濾池的公共PLC櫃、上位機、多個風機和水泵、多種電動和氣動閥門等部分組成。自動反衝洗過程是當某一濾池的過濾時間到達設定值時、或濾層水頭損失超過設定值時、或濾池上層水位超過上限且維持10分鐘以上時(以上設定值均可在上位機或在公共PLC櫃的人機界面觸控螢幕上進行改動)，該濾池的就地PLC就向公共PLC發出請求反衝洗的信號，進入排隊堆棧。公共PLC櫃按先進先出的順序，對某一濾池進行反衝洗，按照設定的強度和設定的各階段時間，先氣衝、再氣水聯衝、最後水衝，同時進行水的表面掃洗。各種衝洗時間均可在上位機或在公共PLC櫃的人機界面觸控螢幕上設定或進行改動。
由於前些年PLC的功能和價格所限，使以往的就地PLC櫃無法完成自動反衝洗，只有公共PLC櫃與就地PLC櫃聯合，才能完成對相應濾池的自動反衝洗。當公共PLC櫃出現故障時，反衝洗只能手動進行，工作人員只能通過人工通訊配合，在濾池旁的就地PLC櫃和反衝洗泵房分別進行手動操作，按規定的時間手動開、關各有關設備。
此外，V型濾池的控制系統在正常狀態下，每格濾池的就地PLC根據液位變送器測出的濾池水位值與設定值的差值，調節出水閥(清水閥)的閥門開度，以保持濾池水位恆定在設定值，實現恆水位過濾。當就地PLC出現故障時，系統轉為「手動」狀態，系統仍可在此狀態下進行過濾和向清水池供水。但以往的系統均無法對出水閥的閥門開度進行自動調節，或短時間失控工作，或人工直接通過改動閥門氣路，進行斷續手動調節，給工作帶來不便，以致影響過濾正常運行。
發明內容
本發明的目的是提供一種在公共PLC出現故障時能使就地PLC櫃完成V型濾池自動反衝洗過程的控制方法。
本發明進一步的目的是在就地PLC出現故障時，濾池也能進行恆水位過濾。
為實現上述目的，本發明採用如下技術方案一種自來水廠V型濾池的自動反衝洗控制方法，在公共PLC櫃出現故障時，在故障位產生一故障信號，就地PLC櫃檢測到該故障信號後，轉入自行執行反衝洗模式。當就地PLC櫃檢測到濾池系統的傳感器信號滿足反衝洗條件且其它濾池就地PLC衝洗狀態位空閒時，啟動自動反衝洗程序進行反衝洗，並同時接通一個數字輸出點做為衝洗狀態位。
在就地PLC櫃內設置有一個手操器，濾池水位傳感器測出的實時水位信號分別送給就地PLC櫃和手操器，正常情況下恆水位過濾由就地PLC櫃控制。在就地PLC櫃出現故障時，由手操器根據水位信號對閥門開度進行自動調節，維持恆水位過濾。
就地PLC的模擬量輸入輸出模塊的閥門控制信號輸出端與手操器的控制信號輸入端連接，就地PLC的另一模擬量輸入輸出模塊的閥門開度反饋信號輸出端與手操器的閥門開度反饋信號輸入端連接，濾池水位傳感器的輸出端直接或通過分電器分別與就地PLC的模擬量輸入輸出模塊輸入端和手操器的輸入端相連接，手操器的控制端與電控清水閥相連接，電控清水閥的開度反饋信號輸出端與就地PLC模擬量輸入輸出模塊的模擬量輸入端相連接。
採用本發明的自動反衝洗控制方法後，當公共PLC櫃出現故障時，由就地PLC櫃完成自動反衝洗控制，當某一濾池需要反衝洗時，就地PLC檢測到沒有其他濾池正在反衝洗的前提下，就地PLC櫃即可對該濾池按程序進行自動反衝洗，進一步提高了V型濾池的自動化程度。另外，當就地PLC櫃出現故障時，通過手操器的控制，可對出水閥的閥門開度進行自動調節，從而實現濾池在就地PLC櫃出現故障時也能維持恆水位過濾。
圖1是本發明的控制方法流程圖；圖2是就地PLC櫃與手操器的連接示意圖。
具體實施例方式
本發明為了使在公共PLC出現故障時就地PLC櫃獨立完成V型濾池自動反衝洗過程，在就地PLC程序中寫入了風機水泵控制程序，其功能與控制過程與公共PLC控制風機水泵的程序相同。同時，各就地PLC均有輸入輸出通道與風機水泵的控制端相連接。如圖1所示，正常情況下，濾池控制系統處於自動運行狀態，對過濾和反衝洗兩種工作狀態及其相互轉換進行自動控制，V型濾池的反衝洗過程在公共PLC櫃與就地PLC櫃兩者程序的聯合控制下自動運行，各個濾池上的多種閥門由各自的就地PLC櫃控制，而各個濾池的共用水泵、鼓風機、空壓機等則由公共PLC櫃控制。在公共PLC櫃出現故障時，其故障位使繼電器工作，故障燈亮，同時該故障位的故障信號由各就地PLC櫃進行檢測，當就地PLC櫃檢測到公共PLC櫃的故障信號後，轉入自行執行反衝洗的模式，當某個就地PLC櫃檢測到對應的濾池系統的傳感器信號滿足反衝洗條件且其它濾池就地PLC櫃衝洗狀態位空閒時，立即啟動自動反衝洗程序進行反衝洗，同時就地PLC櫃接通一個數字輸出點作為衝洗狀態位。原來由公共PLC完成的風機水泵控制過程由就地PLC獨立完成。其反衝洗過程如圖1所示為1、打開空壓機、關閉主進水閥、全開出水閥(出水閥是調節閥，其他閥是開關閥)；2、水位降到衝洗水位時，全關出水閥、打開排水閥、打開1、2號鼓風機並打開氣衝閥；3、先氣衝2-4分鐘(時間長短可按需要設定)，停止1號鼓風機、打開1號水泵和水衝閥；4、再氣水聯衝3-5分鐘(時間長短可按需要設定)，關閉氣衝閥、停止2號鼓風機、打開2號水泵和放氣閥；5、最後水衝3-5分鐘(時間長短可按需要設定)，關閉1、2號水泵、水衝閥和空壓機；6、濾池水位到過濾水位時，關閉排水閥、打開進水閥，就此反衝洗過程結束，重新回到過濾狀態，就地PLC根據液位變送器測出的濾池水位值與設定值的差值，調節出水閥的閥門開度，以保持濾池水位恆定在設定值，實現恆水位過濾。
為了使就地PLC櫃出現故障時也能進行恆水位過濾的自動控制，如圖2所示，在就地PLC櫃內設置一個手操器SCT。手操器可採用市售成品，如珠海德萊儀表設備有限公司生產的SDLQ/SDLD型智能手操器、西安華爾威儀表生產的有限公司生產的HW-XDFD/Q系列智能手操器、北京英華達電力電子工程科技有限公司生產的EN6000B4系列智能手操器。就地PLC的模擬量輸入輸出模塊AIA01的OUT是閥門控制信號輸出端，與手操器SCT的控制信號輸入端4、5腳通過連接線連接，就地PLC的模擬量輸入輸出模塊AIA02的OUT是閥門開度反饋信號輸出端，與手操器SCT的閥門開度反饋信號輸入端10、11腳通過連接線連接。當濾池水位傳感器SENSOR輸出的信號為電壓信號時，其測出的實時水位信號分別直接送給就地PLC的模擬量輸入輸出模塊AIA01的輸入端7、8腳和手操器SCT的輸入端7、8腳；若SENSOR輸出的信號為電流信號時，則需經分電器FDQ分成兩路電流信號分別送給就地PLC的模擬量輸入輸出模塊AIA01的輸入端7、8腳和手操器SCT的輸入端7、8腳。當濾池水位傳感器SENSOR測出的實時水位信號與設定值不一致時，手操器SCT通過控制端7腳輸出一個閥門開度控制信號到電控清水閥1腳，對閥門開度進行自動調節，維持恆水位過濾。電控清水閥的開度反饋信號由其4腳送給模擬量輸入輸出模塊AIA02的模擬量輸入端。
就地PLC正常時，系統在自動狀態下工作，水位設定值由就地PLC給定，當實際水位與設定水位不相等時，就地PLC發出控制信號，經手操器SCT轉接，去控制出水閥的閥門開度。當就地PLC故障時，其自身發出的故障位使繼電器工作，在故障燈亮的同時，繼電器觸點將手操器SCT轉為手動狀態，水位設定值由手操器面板上的「增加」、「減少」按鍵給定，手操器SCT面板上有數碼管顯示水位設定值和實際值。根據用戶需要也可顯示出水閥閥門開度的設定值和實際值。就地PLC和手操器SCT內都有PID調節，以保證水位調節的精度和平穩性。
當就地PLC故障排除後，在技術人員確認無誤的情況下，人工按動手操器SCT面板上的「手動/自動」按鍵，使系統回到「自動」工作狀態。
權利要求
1.一種自來水廠V型濾池的自動反衝洗控制方法，其特徵在於，在公共PLC櫃出現故障時，在故障位產生一故障信號，就地PLC櫃檢測該故障信號後，轉入自行執行反衝洗模式，當就地PLC櫃檢測到濾池系統的傳感器信號滿足反衝洗條件且其它濾池就地PLC櫃衝洗狀態位空閒時，啟動自動反衝洗程序進行反衝洗，並同時接通一個數字輸出點做為衝洗狀態位。
2.如權利要求1所述的自動反衝洗控制方法，其特徵在於，在就地PLC櫃內設置有一個手操器，濾池水位傳感器測出的實時水位信號分別送給就地PLC櫃和手操器，正常情況下恆水位過濾由就地PLC櫃控制，在就地PLC櫃出現故障時，由手操器根據水位信號對閥門開度進行自動調節，維持恆水位過濾。
3.如權利要求2所述的自動反衝洗控制方法，其特徵在於，就地PLC的模擬量輸入輸出模塊的閥門控制信號輸出端與手操器的控制信號輸入端連接，就地PLC的另一模擬量輸入輸出模塊的閥門開度反饋信號輸出端與手操器的閥門開度反饋信號輸入端連接，濾池水位傳感器的輸出端直接或通過分電器分別與就地PLC的模擬量輸入輸出模塊輸入端和手操器的輸入端相連接，手操器的控制端與電控清水閥相連接，電控清水閥的開度反饋信號輸出端與就地PLC模擬量輸入輸出模塊的模擬量輸入端相連接。
全文摘要
本發明涉及一種自來水廠V型濾池的自動反衝洗控制方法，在公共PLC櫃出現故障時，在故障位產生一故障信號，就地PLC櫃檢測該故障信號後，轉入自行執行反衝洗模式，當就地PLC櫃檢測到濾池系統的傳感器信號滿足反衝洗條件且其它濾池就地PLC櫃衝洗狀態位空閒時，啟動自動反衝洗程序進行反衝洗，並同時接通一個數字輸出點做為衝洗狀態位。本發明在公共PLC出現故障時能使就地PLC櫃完成V型濾池自動反衝洗過程。本發明還在就地PLC櫃內設置有手操器，在就地PLC出現故障時，濾池也能進行恆水位過濾。
文檔編號B01D24/46GK1843556SQ20061001753
公開日2006年10月11日 申請日期2006年3月17日 優先權日2006年3月17日
發明者魏社穩, 林建紅, 首永志, 陳樺, 王良, 李合群, 楊炎鋒 申請人:鄭州科達自動化工程有限公司