基于嵌入式控制器的電站廢水處理的控制系統(tǒng)

    一、酸堿廢水處理方法

    廢水排放的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為PH值在6.0～8.5之間，因而廢水處理的基本方法：酸性水堿，堿性水加酸，即廢水中和處理，使廢水的PH值達(dá)到6.0～8.5之間，進(jìn)行合格排放。理想的情況是采用在線處理方法，即一邊排放，一邊根據(jù)檢測(cè)的PH值加酸或加堿，達(dá)到中性水的標(biāo)準(zhǔn)，是我們科技人員追求的目標(biāo)，但由于受到來水水質(zhì)以及PH值檢測(cè)滯后等因素的影響，目前國(guó)內(nèi)還沒有成功應(yīng)用的案例。我單位二電站廢水處理改造前的方法基本上是按這種原理，并且采用了PLC可編程控制器，效果不理想?，F(xiàn)在普遍采用靜態(tài)處理方法，即將化學(xué)廢水集中到處理池子中，當(dāng)池子的液位達(dá)到一定高度時(shí)進(jìn)行中和處理。

    根據(jù)陰陽(yáng)床還原水的特點(diǎn)，陽(yáng)床多于陰床，處理池中廢水一般呈酸性，加適當(dāng)堿進(jìn)行中和即能達(dá)標(biāo)。怎樣加堿加多少堿，是我們研究的主要問題。

    過去的方法靠人工加堿，由于沒有在線PH計(jì)，加堿過程只能憑感覺，不是加多了就是加少了。因此我單位提出對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行改造，采用計(jì)算機(jī)控制加堿過程。加多少堿由計(jì)算機(jī)根據(jù)在線PH值自動(dòng)進(jìn)行。由于每天處理的廢水量大，要求每池廢水處理的時(shí)間越短越好，即要求加完堿后，池中很快混合均勻?；旌系姆椒ㄓ校?

    ①池中加攪拌機(jī)攪拌，如二電站改造前的小中和池方案；

    ②池中加爆氣頭進(jìn)行攪拌，如一電站采取的多點(diǎn)加堿加爆氣頭方案；

    ③加循環(huán)泵使水循環(huán)，如二電站的循環(huán)管道加堿方案，堿不但在管道中混合均勻，而且經(jīng)過池中的循環(huán)達(dá)到均勻。

    二、計(jì)算機(jī)控制的酸堿廢水處理原理

    鍋爐水處理系統(tǒng)的酸堿廢水處理現(xiàn)場(chǎng)和操作室之間距離比較遠(yuǎn)，強(qiáng)電控制柜放在現(xiàn)場(chǎng)控制室，為了防止干擾計(jì)算機(jī)通過中間繼電器去控制。酸堿廢水處理現(xiàn)場(chǎng)由處理池、貯水池、堿罐、加堿泵、用于處理池?cái)嚢璧难h(huán)泵或風(fēng)機(jī)、用于處理池和貯水池之間的倒水泵、電動(dòng)閥門以及各種測(cè)量?jī)x表組成。

    需要檢測(cè)的數(shù)據(jù)：處理池和貯水池的液位、堿罐液位、管道PH值、池子PH值、外排PH值和流量。

    需要控制的設(shè)備有：循環(huán)液下泵或風(fēng)機(jī)、倒水泵、加藥計(jì)量泵、電動(dòng)閥門原理：測(cè)量數(shù)據(jù)直接進(jìn)入控制器中，各種電機(jī)的控制是由控制器的開關(guān)量輸出控制中間繼電器的吸合，再由中間繼電器的常開觸點(diǎn)控制現(xiàn)場(chǎng)控制柜的各回路的接觸器動(dòng)作，從而啟動(dòng)或停止各設(shè)備工作。同時(shí)接觸器的一對(duì)常開觸點(diǎn)閉合，反饋給繼電器柜的輸入繼電器，中間繼電器的觸點(diǎn)作為控制器的開關(guān)量輸入，輸入給計(jì)算機(jī)用以判斷設(shè)備是否可靠啟動(dòng)，以及判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

圖1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

    各設(shè)備的操作可以在三個(gè)地方操作：

    ①計(jì)算機(jī)畫面上通過鼠標(biāo)操作；
    ②現(xiàn)場(chǎng)控制柜面板上的操作；
    ③設(shè)備旁的操作按鈕操作。

    三、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    3.1 系統(tǒng)硬件配置

    系統(tǒng)采用上下位機(jī)的控制方式。上位機(jī)采用工業(yè)PC機(jī)，與下位機(jī)采用485進(jìn)行通信，上位機(jī)主要完成工藝流程畫面的顯示，實(shí)時(shí)采集各點(diǎn)值，并在畫面上動(dòng)態(tài)顯示實(shí)際值，自動(dòng)保存各點(diǎn)值，自動(dòng)報(bào)警、統(tǒng)計(jì)打印、報(bào)表等。下位機(jī)采用臺(tái)灣泓格的I-8811嵌入式控制器，它由各種AI、AO、DI、DO等卡件組成。其功能，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)經(jīng)過線纜，傳輸?shù)叫盘?hào)處理卡，處理成便于計(jì)算機(jī)處理的1～5V直流信號(hào)，A/D轉(zhuǎn)換后，經(jīng)過485上傳給上位機(jī)。對(duì)于調(diào)節(jié)回路各回路的輸入信號(hào)與上位機(jī)下傳的給定信號(hào)進(jìn)行比較，如果超出設(shè)定的調(diào)節(jié)偏差范圍，則按照上位機(jī)下傳的PID系數(shù)進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，結(jié)果經(jīng)輸出模塊處理后去控制調(diào)節(jié)閥。