基于PLC控制的粉狀藥劑自動(dòng)加藥裝置研究獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

基于PLC控制的粉狀藥劑自動(dòng)加藥裝置研究獲獎(jiǎng)科研報(bào)告摘要：隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，在較多工業(yè)機(jī)械中出現(xiàn)一些問題，導(dǎo)致需要使用粉狀藥劑自動(dòng)加藥裝置，從而為工業(yè)機(jī)械中的問題提供方案。本文基于污水處理中的粉狀藥劑自動(dòng)加藥裝置，對(duì)PLC控制粉狀自動(dòng)加藥裝置進(jìn)行研究，以期為工業(yè)發(fā)展提供借鑒。

關(guān)鍵詞：PLC;粉狀藥劑;自動(dòng)加藥裝置;污水處理

工業(yè)發(fā)展中有較多種類的工業(yè)機(jī)械需要使用粉狀自動(dòng)加藥裝置來解決問題，比如在銅冶煉以及其他余熱熱工鍋爐中換熱設(shè)備，通過余熱釋放化學(xué)能，但在進(jìn)行熱傳遞的過程中，以水作為媒介，但因?yàn)橛酂釤峁ゅ仩t換熱設(shè)備在進(jìn)行熱傳遞的過程中富含SO2以及煙塵，使得凝渣、水冷擋板、上升煙道等部位出現(xiàn)結(jié)渣問題，在對(duì)結(jié)渣問題進(jìn)行解決是，便有一種自動(dòng)添加粉末藥劑的方式;礦物加工洗選完成后尾礦漿于濃密機(jī)中沉降分離，底流包含有高含量的固體，需傳送到尾礦庫，為了固液分離的效率更高，一般需要在此過程中加入絮凝劑。絮凝劑是高分子粉狀，需要多次且少量的添加，若是添加過快絮凝劑就會(huì)凝固結(jié)塊，加快沉降的效果便不能達(dá)成;最后是本文主要的研究方向，也就是污水循環(huán)處理，冶金工業(yè)中的循環(huán)水處理系統(tǒng)之中，粉狀藥劑自動(dòng)加藥裝置成為重要的部分，能夠預(yù)防管道出現(xiàn)結(jié)垢及銹蝕的情況，并對(duì)水質(zhì)進(jìn)行改善[1-2]。于此，本文對(duì)基于PLC控制方式的粉狀藥劑自動(dòng)加藥裝置進(jìn)行研究有極為重大的意義。

一、基于PLC控制的粉狀藥劑自動(dòng)加藥裝置在水處理中的意義

現(xiàn)階段中，飲用水以及污水在進(jìn)行處理的過程中，消毒是最后一道工藝，但是在消毒往往也是最易出問題的環(huán)節(jié)。進(jìn)行消毒的過程中，需要進(jìn)行粉狀藥劑的添加，但因?yàn)橐质艹敝笕菀壮霈F(xiàn)結(jié)塊，進(jìn)行藥粉的灌入時(shí)，往往會(huì)使得加藥裝置的通道被堵，導(dǎo)致裝置運(yùn)行受阻，加藥效率不能保障。其次則是粉狀藥劑存在砂礫，在將藥粉灌入到溶解腔室的過程中，往往會(huì)因?yàn)槿芙馇皇乙惑w化結(jié)構(gòu)，砂礫沉入結(jié)構(gòu)底部，長此以往，積累到一定程度后便需要進(jìn)行處理，使得溶解腔室底部排水通暢?，F(xiàn)階段一般會(huì)在溶解腔室底部進(jìn)行渣口的設(shè)置，以此來對(duì)沙粒進(jìn)行清除，但在進(jìn)行沙粒的排放過程中，溶解腔室的運(yùn)作也會(huì)停止，同時(shí)腔室中不可有藥粉殘留，不然則會(huì)導(dǎo)致藥粉被一同帶出，且在沙粒的排放時(shí)，對(duì)于熟化腔室也會(huì)造成一定污染，所以這樣的粉狀藥劑添加裝置，不僅會(huì)影響到藥粉的溶解質(zhì)量以及效率，且會(huì)導(dǎo)致溶解強(qiáng)勢年限不長;最后是目前一體化加藥裝置在進(jìn)行藥物的添加過程中，也會(huì)靈活使用藥液，進(jìn)水口與出藥口需要一同進(jìn)行工作，對(duì)于部分藥劑而言，熟化的時(shí)間有限，從而導(dǎo)致為溶解完全的藥液流入到處理池中，不僅使得處理效果受到影響，同時(shí)也達(dá)成了浪費(fèi)現(xiàn)象。綜上而言，進(jìn)行基于PLC裝置的粉狀藥劑自動(dòng)加藥裝置研究，能夠提高粉狀藥劑在水處理中的處理效率及質(zhì)量，保證水處理裝置的運(yùn)作效率。

二、基于PLC控制粉狀藥劑自動(dòng)加藥裝置

1、加藥裝置硬件構(gòu)成

本文所述基于PLC控制粉末藥劑自動(dòng)，主要包含有以下部分：藥劑溶解箱。藥劑溶解箱是外形為長方體，四周固定有管道系統(tǒng);磁力泵。磁力泵在整體水處理裝置的底部之外，計(jì)量泵則在裝置整體的中間部分;加粉孔蓋。加粉孔蓋則在藥劑溶解箱頂部位置，開孔方式為密閉藥劑溶解箱開孔，并在加粉孔蓋上進(jìn)行了把手的設(shè)置，更能便于操作;管道系統(tǒng)。管道系統(tǒng)中包含有滴定裝置、溢流排氣管以及出藥管、水射器、排水管、進(jìn)水管。管道進(jìn)水管在藥劑溶解箱上端連接，該管中段通過水射器動(dòng)力水控制閥和水射器進(jìn)行連通;出藥管則是于藥劑溶解箱低端進(jìn)行連接，管設(shè)置有控制閥以及單向閥;溢流排氣管在藥劑溶解箱頂部連通;排污管于藥劑溶解箱低端進(jìn)行連通，該管一段與排污閥相連，一端和藥劑溶解箱連接;滴定裝置中包含有滴定閥與三個(gè)控制閥，滴定閥與一個(gè)控制閥在同一管道上，三個(gè)控制閥在同一管道上匯總之后，與水射器進(jìn)行連通。

2、加藥裝置軟件構(gòu)成

使用WinccV6.0軟件作為監(jiān)控應(yīng)用軟件，對(duì)該引用軟件設(shè)計(jì)有工藝流程圖、工藝單元流程圖、報(bào)警以及報(bào)表、各類設(shè)備操作及參數(shù)設(shè)定畫面。通過菜單命令或者使用鼠標(biāo)進(jìn)行點(diǎn)擊，便能實(shí)現(xiàn)工藝全過程畫面的瀏覽，并按照設(shè)備的狀態(tài)按照順序進(jìn)行記錄以及輸出;對(duì)各類生產(chǎn)報(bào)表及曲線圖數(shù)據(jù)的處理打印、報(bào)警、存盤、記錄

PLC軟件控制系統(tǒng)主要有主調(diào)度程序;通訊功能（PROFBUS及以太網(wǎng)）;模擬量的處理程序;通訊建立程序（PROFBUS及以太網(wǎng)）;故障處理程序;加藥工作程序;通訊數(shù)據(jù)區(qū)（PROFBUS及以太網(wǎng)）。在通信建立程序運(yùn)行時(shí)，調(diào)用主調(diào)度程序以及通訊功能，實(shí)現(xiàn)通訊數(shù)據(jù)區(qū)與主站通信建立。

3、加藥裝置調(diào)試運(yùn)行中的參數(shù)設(shè)定

設(shè)備現(xiàn)場的的運(yùn)行調(diào)試參照一污水處理廠的運(yùn)行實(shí)況進(jìn)行，該工廠的水源的壓力及流量較為不穩(wěn)定，所以在調(diào)試階段于進(jìn)水管進(jìn)行流量計(jì)的設(shè)計(jì)，并將流量及范圍設(shè)置在0到4m3/h，對(duì)應(yīng)的電流信號(hào)輸出為4至20mA。設(shè)備在運(yùn)行的過程中，打開供水閥之后對(duì)入口閥門以及入口穩(wěn)壓閥進(jìn)行調(diào)整，對(duì)混合器進(jìn)水水膜的形成情況進(jìn)行觀察。為了使得在溶解箱中粉狀溶劑能夠充分溶解，要求在水膜形成之后才能進(jìn)行加入粉狀藥劑。在實(shí)踐研究中證明，水流量在1.2m3/h以下時(shí)，混合器的水膜并無形成。所以，報(bào)警中設(shè)置有低流量延時(shí)報(bào)警，同時(shí)對(duì)藥劑配給停止。參照供粉機(jī)設(shè)備的設(shè)計(jì)，供粉的流量在0到35kg/h，可以于Profibus網(wǎng)絡(luò)中對(duì)變頻器進(jìn)行指令控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出頻率的調(diào)節(jié)，使得供粉機(jī)轉(zhuǎn)速得到調(diào)整，供粉裝置的給料量也能得到保障。觸摸屏畫面上，相關(guān)操作人員能夠進(jìn)行加藥裝置配比濃度調(diào)節(jié)，進(jìn)行配置的過程中，供水流量和給料量能夠構(gòu)成比例調(diào)節(jié)開環(huán)的控制。系統(tǒng)上位機(jī)中對(duì)于粉狀藥劑投放點(diǎn)水循環(huán)進(jìn)行檢測，不斷讀取監(jiān)測數(shù)據(jù)就能達(dá)成對(duì)加藥裝置的控制。程序功能中選擇PD控制方式，對(duì)現(xiàn)場水處理工藝要求進(jìn)行滿足。不過在水循環(huán)處理中的工藝存在滯后性，因此程序最好選擇智能參數(shù)設(shè)定，對(duì)粉狀藥劑的添加過程進(jìn)行控制，保證水處理過程波動(dòng)得到控制。

4、加藥裝置運(yùn)轉(zhuǎn)流程

在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)準(zhǔn)備的過程中，對(duì)設(shè)備的完好性進(jìn)行檢查;其次確認(rèn)配藥用水是否就位，并對(duì)計(jì)量泵的投加方式進(jìn)行選擇（正壓投加、計(jì)量泵與水射器投加、水射器投加）;自動(dòng)進(jìn)水量上升及高位之后，粉劑添加警報(bào)燈便會(huì)響起，此時(shí)打開攪拌泵;攪拌泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，將加藥裝置加粉孔蓋進(jìn)行打開，加入消毒粉;攪拌泵在運(yùn)行到設(shè)定時(shí)間之后，便會(huì)停止運(yùn)轉(zhuǎn);攪拌泵運(yùn)轉(zhuǎn)停止之后;計(jì)量泵啟動(dòng)，并選擇消毒粉余量檢測裝置，對(duì)朱提中消毒粉余量進(jìn)行檢測，再根據(jù)投加藥劑的要求，對(duì)計(jì)量泵、滴定閥的流量進(jìn)行控制;溶解槽中的液體達(dá)到低液位的過程中，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)金屬，在此重復(fù)該過程。

加藥裝置必須在一段時(shí)間工作完成后進(jìn)行清洗，保證加藥裝置不受到污染。清洗方式為：先將溶解箱中灌入一定量清水，之后啟動(dòng)攪拌泵，在攪拌5min之后打開排污閥，在也為降低到50%以下時(shí)將攪拌泵關(guān)閉，在排污結(jié)束之后將排污閥關(guān)閉。

結(jié)束語

PLC控制系統(tǒng)，是基于傳統(tǒng)順序控制方式增加微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等形成的系統(tǒng)化控制技術(shù)。該系統(tǒng)的應(yīng)用主要目的是取代傳統(tǒng)機(jī)電器控制方式，該控制系統(tǒng)的適用性較強(qiáng)，工業(yè)化發(fā)展迅速的現(xiàn)