專利名稱：自來水廠v型濾池的自動(dòng)反沖洗控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于自來水廠V型濾池的控制方法，尤其是涉及一種V型濾池的自動(dòng)反沖洗控制方法。
背景技術(shù)：
給水處理的任務(wù)就是對(duì)原水進(jìn)行加工，使水質(zhì)符合生活或工業(yè)用水的要求。常規(guī)水處理過程由混凝—沉淀—過濾—消毒等單元組成。每個(gè)單元都有相應(yīng)的設(shè)備，如沉淀池、過濾池等。過濾是指用濾料層截留水中的懸浮雜質(zhì)，使水獲得凈化的過程。濾后水的濁度必須達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)原水濁度較低且水質(zhì)較好時(shí)，也可省略沉淀而直接過濾。過濾的功效不僅進(jìn)一步降低濁度，而且水中的有機(jī)物、細(xì)菌乃至病毒等也隨水的濁度降低而被部分去除，殘留在濾后水中的細(xì)菌、病毒等因失去混濁物保護(hù)和依附而容易被消毒時(shí)殺滅。因此過濾是給水處理必不可少的步驟。
過濾開始時(shí)，濾層是干凈的，此時(shí)濾速快、水頭損失(壓力損失)小。隨著過濾時(shí)間的增長，濾層中截留雜質(zhì)的數(shù)量不斷增加，必然導(dǎo)致水頭損失增大、濾速減慢、出水濁度增大。因此必須對(duì)濾層進(jìn)行反沖洗，清除其中的污物，恢復(fù)濾池的過濾能力。反沖洗的方法不同，對(duì)濾層造成的影響和沖洗效果也不同。高速水流反沖洗因其操作方便、濾池結(jié)構(gòu)和設(shè)備簡單而為我國當(dāng)前廣泛采用。但它沖洗耗水量大、沖洗后濾料上細(xì)下粗，影響過濾效果。因此國外普遍采用氣、水反沖洗法，它既提高沖洗效果，又節(jié)省沖洗水量，還能保持濾層結(jié)構(gòu)和過濾能力。但其設(shè)備較多、濾池結(jié)構(gòu)和沖洗操作也較復(fù)雜。
實(shí)現(xiàn)不同濾層和不同反沖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(dòng)罩濾池、V型濾池。它們各有優(yōu)缺點(diǎn)，但綜合比較以V型濾池最為先進(jìn)。它的過濾和氣、水反沖洗全部自動(dòng)控制，還具有表面掃洗功能。為提高出水水質(zhì)、增強(qiáng)水廠運(yùn)行的安全可靠性、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度等提供了保證。它是法國德利滿公司設(shè)計(jì)的一種快濾池，目前在我國應(yīng)用日益增多。
濾池自控系統(tǒng)由各濾池的就地PLC柜、所有濾池的公共PLC柜、上位機(jī)、多個(gè)風(fēng)機(jī)和水泵、多種電動(dòng)和氣動(dòng)閥門等部分組成。自動(dòng)反沖洗過程是當(dāng)某一濾池的過濾時(shí)間到達(dá)設(shè)定值時(shí)、或?yàn)V層水頭損失超過設(shè)定值時(shí)、或?yàn)V池上層水位超過上限且維持10分鐘以上時(shí)(以上設(shè)定值均可在上位機(jī)或在公共PLC柜的人機(jī)界面觸摸屏上進(jìn)行改動(dòng))，該濾池的就地PLC就向公共PLC發(fā)出請(qǐng)求反沖洗的信號(hào)，進(jìn)入排隊(duì)堆棧。公共PLC柜按先進(jìn)先出的順序，對(duì)某一濾池進(jìn)行反沖洗，按照設(shè)定的強(qiáng)度和設(shè)定的各階段時(shí)間，先氣沖、再氣水聯(lián)沖、最后水沖，同時(shí)進(jìn)行水的表面掃洗。各種沖洗時(shí)間均可在上位機(jī)或在公共PLC柜的人機(jī)界面觸摸屏上設(shè)定或進(jìn)行改動(dòng)。
由于前些年P(guān)LC的功能和價(jià)格所限，使以往的就地PLC柜無法完成自動(dòng)反沖洗，只有公共PLC柜與就地PLC柜聯(lián)合，才能完成對(duì)相應(yīng)濾池的自動(dòng)反沖洗。當(dāng)公共PLC柜出現(xiàn)故障時(shí)，反沖洗只能手動(dòng)進(jìn)行，工作人員只能通過人工通訊配合，在濾池旁的就地PLC柜和反沖洗泵房分別進(jìn)行手動(dòng)操作，按規(guī)定的時(shí)間手動(dòng)開、關(guān)各有關(guān)設(shè)備。
此外，V型濾池的控制系統(tǒng)在正常狀態(tài)下，每格濾池的就地PLC根據(jù)液位變送器測出的濾池水位值與設(shè)定值的差值，調(diào)節(jié)出水閥(清水閥)的閥門開度，以保持濾池水位恒定在設(shè)定值，實(shí)現(xiàn)恒水位過濾。當(dāng)就地PLC出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)轉(zhuǎn)為“手動(dòng)”狀態(tài)，系統(tǒng)仍可在此狀態(tài)下進(jìn)行過濾和向清水池供水。但以往的系統(tǒng)均無法對(duì)出水閥的閥門開度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，或短時(shí)間失控工作，或人工直接通過改動(dòng)閥門氣路，進(jìn)行斷續(xù)手動(dòng)調(diào)節(jié)，給工作帶來不便，以致影響過濾正常運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在公共PLC出現(xiàn)故障時(shí)能使就地PLC柜完成V型濾池自動(dòng)反沖洗過程的控制方法。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的是在就地PLC出現(xiàn)故障時(shí)，濾池也能進(jìn)行恒水位過濾。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種自來水廠V型濾池的自動(dòng)反沖洗控制方法，在公共PLC柜出現(xiàn)故障時(shí)，在故障位產(chǎn)生一故障信號(hào)，就地PLC柜檢測到該故障信號(hào)后，轉(zhuǎn)入自行執(zhí)行反沖洗模式。當(dāng)就地PLC柜檢測到濾池系統(tǒng)的傳感器信號(hào)滿足反沖洗條件且其它濾池就地PLC沖洗狀態(tài)位空閑時(shí)，啟動(dòng)自動(dòng)反沖洗程序進(jìn)行反沖洗，并同時(shí)接通一個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn)做為沖洗狀態(tài)位。
在就地PLC柜內(nèi)設(shè)置有一個(gè)手操器，濾池水位傳感器測出的實(shí)時(shí)水位信號(hào)分別送給就地PLC柜和手操器，正常情況下恒水位過濾由就地PLC柜控制。在就地PLC柜出現(xiàn)故障時(shí)，由手操器根據(jù)水位信號(hào)對(duì)閥門開度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，維持恒水位過濾。
就地PLC的模擬量輸入輸出模塊的閥門控制信號(hào)輸出端與手操器的控制信號(hào)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(hào)輸出端與手操器的閥門開度反饋信號(hào)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(hào)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。
采用本發(fā)明的自動(dòng)反沖洗控制方法后，當(dāng)公共PLC柜出現(xiàn)故障時(shí)，由就地PLC柜完成自動(dòng)反沖洗控制，當(dāng)某一濾池需要反沖洗時(shí)，就地PLC檢測到?jīng)]有其他濾池正在反沖洗的前提下，就地PLC柜即可對(duì)該濾池按程序進(jìn)行自動(dòng)反沖洗，進(jìn)一步提高了V型濾池的自動(dòng)化程度。另外，當(dāng)就地PLC柜出現(xiàn)故障時(shí)，通過手操器的控制，可對(duì)出水閥的閥門開度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)濾池在就地PLC柜出現(xiàn)故障時(shí)也能維持恒水位過濾。


圖1是本發(fā)明的控制方法流程圖；圖2是就地PLC柜與手操器的連接示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明為了使在公共PLC出現(xiàn)故障時(shí)就地PLC柜獨(dú)立完成V型濾池自動(dòng)反沖洗過程，在就地PLC程序中寫入了風(fēng)機(jī)水泵控制程序，其功能與控制過程與公共PLC控制風(fēng)機(jī)水泵的程序相同。同時(shí)，各就地PLC均有輸入輸出通道與風(fēng)機(jī)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(tǒng)處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)過濾和反沖洗兩種工作狀態(tài)及其相互轉(zhuǎn)換進(jìn)行自動(dòng)控制，V型濾池的反沖洗過程在公共PLC柜與就地PLC柜兩者程序的聯(lián)合控制下自動(dòng)運(yùn)行，各個(gè)濾池上的多種閥門由各自的就地PLC柜控制，而各個(gè)濾池的共用水泵、鼓風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)等則由公共PLC柜控制。在公共PLC柜出現(xiàn)故障時(shí)，其故障位使繼電器工作，故障燈亮，同時(shí)該故障位的故障信號(hào)由各就地PLC柜進(jìn)行檢測，當(dāng)就地PLC柜檢測到公共PLC柜的故障信號(hào)后，轉(zhuǎn)入自行執(zhí)行反沖洗的模式，當(dāng)某個(gè)就地PLC柜檢測到對(duì)應(yīng)的濾池系統(tǒng)的傳感器信號(hào)滿足反沖洗條件且其它濾池就地PLC柜沖洗狀態(tài)位空閑時(shí)，立即啟動(dòng)自動(dòng)反沖洗程序進(jìn)行反沖洗，同時(shí)就地PLC柜接通一個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn)作為沖洗狀態(tài)位。原來由公共PLC完成的風(fēng)機(jī)水泵控制過程由就地PLC獨(dú)立完成。其反沖洗過程如圖1所示為1、打開空壓機(jī)、關(guān)閉主進(jìn)水閥、全開出水閥(出水閥是調(diào)節(jié)閥，其他閥是開關(guān)閥)；2、水位降到?jīng)_洗水位時(shí)，全關(guān)出水閥、打開排水閥、打開1、2號(hào)鼓風(fēng)機(jī)并打開氣沖閥；3、先氣沖2-4分鐘(時(shí)間長短可按需要設(shè)定)，停止1號(hào)鼓風(fēng)機(jī)、打開1號(hào)水泵和水沖閥；4、再氣水聯(lián)沖3-5分鐘(時(shí)間長短可按需要設(shè)定)，關(guān)閉氣沖閥、停止2號(hào)鼓風(fēng)機(jī)、打開2號(hào)水泵和放氣閥；5、最后水沖3-5分鐘(時(shí)間長短可按需要設(shè)定)，關(guān)閉1、2號(hào)水泵、水沖閥和空壓機(jī)；6、濾池水位到過濾水位時(shí)，關(guān)閉排水閥、打開進(jìn)水閥，就此反沖洗過程結(jié)束，重新回到過濾狀態(tài)，就地PLC根據(jù)液位變送器測出的濾池水位值與設(shè)定值的差值，調(diào)節(jié)出水閥的閥門開度，以保持濾池水位恒定在設(shè)定值，實(shí)現(xiàn)恒水位過濾。
為了使就地PLC柜出現(xiàn)故障時(shí)也能進(jìn)行恒水位過濾的自動(dòng)控制，如圖2所示，在就地PLC柜內(nèi)設(shè)置一個(gè)手操器SCT。手操器可采用市售成品，如珠海德萊儀表設(shè)備有限公司生產(chǎn)的SDLQ/SDLD型智能手操器、西安華爾威儀表生產(chǎn)的有限公司生產(chǎn)的HW-XDFD/Q系列智能手操器、北京英華達(dá)電力電子工程科技有限公司生產(chǎn)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(hào)輸出端，與手操器SCT的控制信號(hào)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(hào)輸出端，與手操器SCT的閥門開度反饋信號(hào)輸入端10、11腳通過連接線連接。當(dāng)濾池水位傳感器SENSOR輸出的信號(hào)為電壓信號(hào)時(shí)，其測出的實(shí)時(shí)水位信號(hào)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(hào)為電流信號(hào)時(shí)，則需經(jīng)分電器FDQ分成兩路電流信號(hào)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(dāng)濾池水位傳感器SENSOR測出的實(shí)時(shí)水位信號(hào)與設(shè)定值不一致時(shí)，手操器SCT通過控制端7腳輸出一個(gè)閥門開度控制信號(hào)到電控清水閥1腳，對(duì)閥門開度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，維持恒水位過濾。電控清水閥的開度反饋信號(hào)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(shí)，系統(tǒng)在自動(dòng)狀態(tài)下工作，水位設(shè)定值由就地PLC給定，當(dāng)實(shí)際水位與設(shè)定水位不相等時(shí)，就地PLC發(fā)出控制信號(hào)，經(jīng)手操器SCT轉(zhuǎn)接，去控制出水閥的閥門開度。當(dāng)就地PLC故障時(shí)，其自身發(fā)出的故障位使繼電器工作，在故障燈亮的同時(shí)，繼電器觸點(diǎn)將手操器SCT轉(zhuǎn)為手動(dòng)狀態(tài)，水位設(shè)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(shù)碼管顯示水位設(shè)定值和實(shí)際值。根據(jù)用戶需要也可顯示出水閥閥門開度的設(shè)定值和實(shí)際值。就地PLC和手操器SCT內(nèi)都有PID調(diào)節(jié)，以保證水位調(diào)節(jié)的精度和平穩(wěn)性。
當(dāng)就地PLC故障排除后，在技術(shù)人員確認(rèn)無誤的情況下，人工按動(dòng)手操器SCT面板上的“手動(dòng)/自動(dòng)”按鍵，使系統(tǒng)回到“自動(dòng)”工作狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種自來水廠V型濾池的自動(dòng)反沖洗控制方法，其特征在于，在公共PLC柜出現(xiàn)故障時(shí)，在故障位產(chǎn)生一故障信號(hào)，就地PLC柜檢測該故障信號(hào)后，轉(zhuǎn)入自行執(zhí)行反沖洗模式，當(dāng)就地PLC柜檢測到濾池系統(tǒng)的傳感器信號(hào)滿足反沖洗條件且其它濾池就地PLC柜沖洗狀態(tài)位空閑時(shí)，啟動(dòng)自動(dòng)反沖洗程序進(jìn)行反沖洗，并同時(shí)接通一個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn)做為沖洗狀態(tài)位。
2.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)反沖洗控制方法，其特征在于，在就地PLC柜內(nèi)設(shè)置有一個(gè)手操器，濾池水位傳感器測出的實(shí)時(shí)水位信號(hào)分別送給就地PLC柜和手操器，正常情況下恒水位過濾由就地PLC柜控制，在就地PLC柜出現(xiàn)故障時(shí)，由手操器根據(jù)水位信號(hào)對(duì)閥門開度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，維持恒水位過濾。
3.如權(quán)利要求2所述的自動(dòng)反沖洗控制方法，其特征在于，就地PLC的模擬量輸入輸出模塊的閥門控制信號(hào)輸出端與手操器的控制信號(hào)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(hào)輸出端與手操器的閥門開度反饋信號(hào)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(hào)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(fā)明涉及一種自來水廠V型濾池的自動(dòng)反沖洗控制方法，在公共PLC柜出現(xiàn)故障時(shí)，在故障位產(chǎn)生一故障信號(hào)，就地PLC柜檢測該故障信號(hào)后，轉(zhuǎn)入自行執(zhí)行反沖洗模式，當(dāng)就地PLC柜檢測到濾池系統(tǒng)的傳感器信號(hào)滿足反沖洗條件且其它濾池就地PLC柜沖洗狀態(tài)位空閑時(shí)，啟動(dòng)自動(dòng)反沖洗程序進(jìn)行反沖洗，并同時(shí)接通一個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn)做為沖洗狀態(tài)位。本發(fā)明在公共PLC出現(xiàn)故障時(shí)能使就地PLC柜完成V型濾池自動(dòng)反沖洗過程。本發(fā)明還在就地PLC柜內(nèi)設(shè)置有手操器，在就地PLC出現(xiàn)故障時(shí)，濾池也能進(jìn)行恒水位過濾。
文檔編號(hào)B01D24/46GK1843556SQ20061001753
公開日2006年10月11日 申請(qǐng)日期2006年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月17日
發(fā)明者魏社穩(wěn), 林建紅, 首永志, 陳樺, 王良, 李合群, 楊炎鋒 申請(qǐng)人:鄭州科達(dá)自動(dòng)化工程有限公司