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自来水厂的加矾自动化控制
戴世宏
南通华安源自控科技有限公司
摘要：本系统采取西门子300PLC、施耐德的变频器、米顿罗的计量泵、哈希的浊度分析仪、科隆的流量计、电动阀门、液下泵等为主要设备的闭环控制系统，是自来水厂的一个子系统，并且在中央控制室可以集中控制，分站自动控制,现场手动控制。加矾自动化系统分为配矾和加矾系统.次系统具有实用可靠、先进、经济、易与维护等特点，保证了自动加矾系统具有良好的运行效果.
关键词：配矾、切换、加矾、自动
许多老水厂原先的加矾系统基本上采用的水射器重力投加，计量不准，投加不方便，常遇到压力不足，造成投加量不足，浊度降不下来,并且特别是在夏天雨水季节，浊度变化大，调节不及时,出水浊度比较高。
1、 加矾系统自动化系统组成设备
① 配矾系统：所需原液池一个,并且配有两只液下泵（一用一备用），配液池子两只每个池子配有进水阀门、进液阀门、气冲阀门、液位计各一个，并且气管路上面配两个空压机（一用一备用）
② 加矾系统：米顿罗计量泵、科隆流量计、浊度分析仪
③ 以上所有的设备和仪表全部采集到现场以采用西门子300PLC的现场控制单元中去，实现配矾的自动化控制以及对厂区加矾系统的自动化控制，并且通过走工业以太网的方式，在中央控制室里可以操作和记录数据。如下图所显示
这是一个水厂的标准的加矾系统的配置图。
2、 加矾系统自动化软件组成部分
自控软件分为:PLC编程采用的是西门子STEP7编程软件，人机界面采用的,Wonderware的INTOUCH的上位机开发软件。
3、 加矾系统的流程
配矾过程:配矾分为手动配矾和自动配矾
手动配矾：操作人员根据水厂的生产报表和使用的矾量来计算出所需要加的原液的流量，在现场电器按钮箱上操作液下泵,达到所需要的加矾量的时候停止液下泵，然后在打开对应的配矾池的进水阀门，达到所需要的液位高度的时候在关闭进水阀门，打开进气阀门，打开空压机进行搅拌均匀即可.
自动配矾：首先要在中央控制室的设定好参数,例如下图
在中央控制室电脑上点击参数设置，把溶液池的最低液位和最高液位设定好，并且把所需配矾浓度设定好，并且把现场所有的阀门和水泵、空压机全部打到远程状态.并且在控制电脑画面上把所有设备选择到自动状态下，这样300PLC会根据所设定的最低液位来配液。当一个池子使用到最低液位的时候，这个池子的出液阀门就会关闭,打开另外一个所配好池子的出液阀门,然后开始进行低液位池子的配矾工作.就会自动打开进液阀门，打开液下泵，然后根据所要配置的矾液浓度计算出加原液的高度，达到高度后关闭进液阀门,打开进水阀门，达到所设定的配矾最高液位的时候关闭进水阀门,打开进气阀门，打开空压机，进行搅拌，并且还可以对所配好的池子在使用过程中进行定时搅拌。
自动投加矾液
投加矾液分为手动投加和中央电脑键控加药、自动投加.
手动投加：在系统中计量泵、变频器都采用了5用2备制，且以手动为前提保障，考虑水厂的特点，手动不经过PLC,实现基本的操作，线路简单，维修方便,因此在自动失灵的情况下，可以采用手动操作，不影响水厂的生产。
中央控制室电脑键控加药：在值班电脑上根据所监控的原水流量、浊度、和加药流量，在电脑上实现中控启停计量泵,并且在界面上可以调节计量泵的频率,从而改变加药流量，不需要操作人员到现场进行操作，如下图
点击所对应的计量泵，就会弹出1#计量泵的控制画面,把现场换成中控状态，在鼠标点击或来实现泵的启停,并且才频率设定中可以设定泵的频率，从而改变加矾流量的大小。
自动加药：首先进行数据采集，把原水温度、原水流量、浊度、和加药流量等通过采集来的4-20MA信号送至西门子300plc中，根据计算出来的数据，在通过4—20MA输出到对应的变频器中，实现频率的变化，从而控制加药的大小，如果4-20MA信号失灵或损坏，可以在控制电脑界面上设定一个经验值来进行自动修正，从而不会出现太大的失误，同时整个系统都具有声光报警。如下图
把计量泵的冲程设定喝修正系数设定好之后，在把设置到自动状态下，计量泵就会根据进水流量、浊度等重要参数进行自动调节计量泵的频率，根据温度还会自动选择加矾的曲线并且所有的曲线参数全部在西门子300PLC中进行编程记录完成曲线，从而会是加矾跟具有合理化。
4、 结语
随着人民的生活质量提高，对水的要求也越来越高,每个自来水厂对加药这一块都是比较的考究的，并且对自动化的程度也越来越高，很多老旧水厂也进行了设备自动化的改造。