电站废水处理的计算机控制系统

电站废水处理的计算机控制系统 发布时间：2004-12-17 来源：中国测控网 摘要： 电站水处理系统废水外排需要达标排放，废水处理采用计算机控制，控制系统采用上 下位机结构，硬件采用工控机和嵌入式控制器，软件采用通用组态软件 iFIX。系统结构合 理，简单可靠，维修方便，现场设备可实现三地控制。加碱程序采用模拟人工加碱方式。 结垢是影响锅炉寿命的主要因素，因此锅炉对水质的要求比较高。低压和中压锅炉对 水质要求稍低而高压锅炉对水质要求非常高。凡能导致锅炉、给水系统及其他热力设备腐 蚀、结垢及引起汽水共腾现象，使离子交换树脂中毒的杂质如溶解氧、可溶性二氧化硅、 铁以及余氯等都应大部分或全部除去。在锅炉水处理中，锅炉补充水的离子交换水处理是 最基本和最重要的水处理方法，但离子交换树脂失效后必须加碱或加酸进行还原，要产生 大量的酸碱废水，直接外排不但污染环境，而且费用高昂。 酸碱废水处理方法 废水排放的国家标准为 PH 值在 6.08.5 之间，因而废水处理的基本方法是酸性水加 碱，碱性水加酸，即废水中和处理，使废水的 PH 值达标。理想的情况是采用在线处理， 即一边排放，一边根据检测到的 PH 值加酸或加碱，达到中性水的标准。但由于受到来水 水质及 PH 值检测滞后等因素的影响，目前国内还没有成功应用的案例。现在普遍采用静 态处理方法，即将化学废水集中到处理池子中，当池子的液位达到一定高度时进行中和处 理。 根据阴阳床还原水的特点，阳床多于阴床，处理池中废水一般呈酸性，加适当碱进行 中和即能达标。怎样加碱加多少碱，是研究的主要问题。 过去的方法靠人工加碱，由于没有在线 PH 计，加碱过程只能凭感觉，不是加多了就 是加少了。因此我单位提出对原系统进行改造，采用计算机控制加碱过程，加碱量由计算 机根据在线 PH 值自动进行。由于每天处理的废水量大，要求每池废水处理的时间越短越 好，即要求加完碱后，池中很快混合均匀。混合的方法有池中加搅拌机搅拌、池中加爆气 头进行搅拌，或者加循环泵使水循环，碱不但在管道中混合均匀，而且经过池中的循环达 到均匀。 酸碱废水处理原理 锅炉水处理系统的酸碱废水处理现场和操作室之间距离比较远，强电控制柜放在现场 控制室，为了防止干扰计算机通过中间继电器去控制。酸碱废水处理现场由处理池、贮水 池、碱罐、加碱泵、用于处理池搅拌的循环泵或风机、用于处理池和贮水池之间的倒水泵、 电动阀门以及各种测量仪表组成。 需要检测的数据是处理池和贮水池的液位、碱罐液位、管道 PH 值、池子 PH 值、外 排 PH 值和流量。需要控制的设备是循环液下泵或风机、倒水泵、加药计量泵和电动阀门。 控制系统原理如图 1 所示。 测量数据直接进入控制器中，各种电机的控制是由控制器的开关量输出控制中间继电 器的吸合，再由中间继电器的常开触点控制现场控制柜的各回路的接触器动作，从而启动 或停止各设备工作。同时接触器的一对常开触点闭合，反馈给继电器柜的输入继电器，中 间继电器的触点作为控制器的开关量输入，输入给计算机用以判断设备是否可靠启动，以 及判断设备的运行状态。 各设备的操作可以在三个地方操作，计算机屏幕上通过鼠标操作；现场控制柜面板上 的操作；设备旁的操作按钮操作。 img200412172165617408.jpg/img 控制系统设计 系统硬件配置 系统采用上下位机的控制方式。上位机采用工业 PC，与下位机采用 485 进行通信，上 位机主要完成工艺流程画面的显示，实时采集各点的参数值，并在画面上动态显示实际值， 自动保存各点值，自动报警、统计打印、报表等。下位机采用台湾泓格的 8811 嵌入式采集 控制器，它由各种 AI、AO、DI、DO 等卡件组成。现场信号经过线缆，传输到信号处理卡， 处理成便于计算机处理的 15V 直流信号，A/D 转换后，经过 485 上传给上位机。对调节 回路各回路的输入信号与上位机下传的给定信号进行比较，如果超出设定的调节偏差范围， 则按照上位机下传的 PID 系数进行 PID 调节，结果经输出模块处理后去控制调节阀。 系统软件设计 上位机的监控软件采用 Interllution 公司的 iFIX2.6 版本，它是基于多任务、多平台、 实时性好、开放性好的集成软件包。iFIX 集成了 COM/DCOM、OPC、VBA、ActiveX 等 软件技术，使所有的应用组件都可以无缝集成到一个系统中，并且数据可以很方便地在网 络上共享。台湾泓格不但提供了控制器的测试软件，而且免费提供了与 iFIX 的接口程序。 系统采用组态软件 iFIX 产品，经过二次开发，结合这个系统的特点组态为所需的各种功能 模块，完成相应的任务。组态包括系统组态、实时数据库组态、历史数据库组态、回路组 态、流程图组态、报警组态等。 在 iFIX 监控软件中对 8811 组态也是比较方便的，主要包括： 通道定义，即定义 iFIX 的 SCADA 节点和过程硬件之间的通讯途径，包括网络硬件 的波特率和其他的通讯设值。 设备定义，即定义单个设备，所指定的硬件类型和其他设备不同的配置。包括设备名、 设备地址、设备型号。 Poll(轮询)记录定义，在一个设备的数据块里，定义指定的参数。包括初始地址和数据 类型，以及轮询时间和等待时间的定义。 控制系统的主要功能 对处理池液位、酸度、电机电流等参数进行检测、监视； 实时动态工艺流程显示功能，即系统操作、控制的主画面，在该画面上实时显示各阀 门的开启状态，切换是否成功，泵是否打开，对于控制点，显示该点的设定值和实际值， 液位高低等； 系统可自动对采集的信号进行运算，并输出相应的控制量； 根据操作前相应的设定值自动控制设备的正常运行，具有手动自动切换； 可以显示 PH 值随加药量和时间的变化曲线； 以画面方式和声光信号方式对各种参数越限或设备状态异常进行报警； 可根据用户的要求自动生成日报表、月报表及其他表格，同时选择画面上的打印按钮 打印报表。报表保存时间根需要确定，并可随时查询和打印自动加碱的全过程参数。 废水的自动化中和处理 每次处理池处理的废水达几百吨，初始 PH 值相差很大，并且水中的沉淀物也不一样， 很难采用传统的 PID 调节方式进行加碱，可以采用模拟人工加碱方式进行。加碱前使废水 混合均匀，测量 PH 值，根据 PH 值加碱，混合均匀后再判断，直到水质合格。 废水中和处理的过程是，当处理池达到给定的水位时，启动压缩机，池中爆气头开始 爆气，进行搅拌，混合均匀后(时间长短可以设定)，测量池中 PH 值。如果池中呈酸性，程 序控制自动加碱使之中和，使 PH 值达到 68.5 之间的排放标准。如果 PH 值大于 8