關于排泥機同步運行自動化控制系統設計的探討

張君曉

摘 要：排泥機是自來水廠水凈化設備中的重要組成部分。在一些利用地表水作為飲用水水源進行深度處理的地區，排泥機同步運行自動化控制系統的應用，可以讓水的凈化效率得到提升。本文主要對排泥機同步運行自動化控制系統的設計問題進行了探究。

關鍵詞：排泥機 自動化控制系統 系統設計

中圖分類號：TP212 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）11（b）-0072-02

排泥機是應用于自來水廠沉淀池的一種重要設備。同步運行自動化系統在排泥機中的應用，可以讓自來水廠在降低工人勞動強度的基礎上，提升生產效率。在以地表水為飲用水水源的地區，同步運行自動化系統的應用，可以在對水廠的運行水耗和運行能耗進行提升的基礎上，為自來水深度處理的處理效率提供保障。

1 同步運行自動化控制系統的設計

在傳統的排泥機控制系統中，節電器和接觸器發揮著至關重要的作用。這些設備所表現出來的故障率高的問題往往會給排泥機控制系統的使用壽命帶來不利的影響。在排泥機同步運行自動化系統的應用過程中，相關人員首先對單片機嵌入式控制系統進行了應用，但是從這一技術的應用效果來看，這一技術雖然可以讓自來水廠沉淀池的工作成本得到降低，但是這一技術無法對排泥機在耐用性和可靠性等方面的實用要求進行滿足，因而基于單片機嵌入式控制系統的排泥機自動化控制系統并不能讓自來水廠的自動化水平得到有效提升[1]。

現代化PLC技術與軟件組態技術在排泥機控制系統中的應用，可以對這一設備的控制系統在傳統的“繼電器-接觸器”控制模式下出現的問題進行解決，也可以對單片機控制系統匯總存在的系統功能單一性問題進行有效解決。在PLC自動化控制方式應用于排泥機同步運行自動化系統以后，系統可以處于工作獨立的自動化狀態之中。在以地表水作為飲用水水源的深度處理環境下，相關工作人員可以借助“組態軟件集控方式”對排泥機系統進行控制。也就是說，應用了現代化PLC技術的排泥機同步運行自動化系統可以更好地融入自來水廠的整個自動化系統體系之中。在地表水的沉淀過程中，這一系統的運行狀態主要有以下兩種形式：一是自動化運行方式；二是單機調試運行模式。在設備的試車或檢修階段，相關工作人員可以借助單機調試運行模式完成沉淀池的排泥工作。這一設備的電氣系統主要涉及了吸泥泵電機系統、大跑行走驅動電機系統、空開系統和接觸器系統等多個系統。排泥機的同步運行自動化控制系統主要由PLC系統、吸泥泵控制系統、排泥機前進后退控制系統和故障報警系統等多個部分組成。

2 排泥機的行走系統設計

行走系統是自來水廠排泥機中的重要系統。在以地表水為飲用水水源的處理模式下，自來水廠沉淀池的污泥沉淀會表現出斜坡狀的分布規律。為了更好地對排泥機進行控制，在同步運行自動化控制系統的設計過程中，人們可以將沉淀池泥漿沉淀區的泥漿分布特點看作是階梯狀的分布特點。

在PLC系統應用于沉淀池排泥機同步控制系統以后，系統可能會出現難以進行隨機控制的問題。一些特殊算法的應用，可以讓PLC系統易于進行順序控制的問題得到解決[2]。在相關人員借助裝置動作的重新規劃機制提升沉淀池厚沉積區的排泥能力以后，相關人員需要對同步控制系統的現場可塑性和其在不同環境下的高適應性進行強化。在排泥機應用于以地表水為飲用水水源的處理模式下，工作人員可以借助高可靠性的PLC裝置，對水凈化工藝所要求的順序控制方式進行完善，并要借助組態軟件技術對排泥機同步運行自動化系統的人機聯系進行完善，以便讓遠程監控人員從自身的工作需要入手，對沉淀池排泥裝置的控制過程進行控制。

一般而言，在以地表水為飲用水水源的情況下，自來水廠通常會借助平流式沉淀池處理地表水中的污物。在水沉淀工作開始之前，由水源地抽吸進來的高濁度原水已在反應池進行了加料處理。地表原水在經過反應池加料處理以后可以形成礬花。在沉淀池中，礬花會裹挾著一些具有細粒度的雜質污物沉積于沉淀池的底部。從沉淀池到反應池的出口，雜質、污物的沉積量會表現出階梯狀分布的特點。桁車式排泥機也成為了一種較為常用的排泥機。在傳統的排泥機控制系統模式下，排泥機會在雜質、污物的厚沉積區表現出與薄沉積區用力均勻用力的問題。這一問題的出現，會給排泥機系統帶來嚴重的電能浪費。為了在保障設備基本運行的基礎上降低浪費，排泥機同步運行自動化系統可以在不改變排泥機運行速度的情況下，對設備的運行次數進行增加。整趟次數、二分之一趟次數和三分之一趟次數的合理確定，可以讓排泥機的運行柔性得到強化。一般而言，排泥機在沉淀池內單項運行一整趟的時間為120min，二分之一趟的時間約為60min，三分之一趟的運行時間約為40min。如果桁車式排泥機的軌道中間未安裝限位開關，人們可以借助時間段對排泥機半趟至三分之一趟的長度進行控制。智能掃描方式在排泥機同步運行自動化控制系統中的應用，可以讓控制系統適應任何長度的[2]沉淀池。在利用智能掃描方式對排泥機的一整趟運行方式進行記錄以后，工作人員可以以此為依據，對半趟和三分之一趟的時間基準進行確定，這種設計形式可以讓排泥機同步運行自動化系統的靈活性和智能性特征得到強化。

3 排泥機自動運行系統的主要功能

3.1 自學習功能

在控制器投入運行以后，相關人員可以將半趟和三分之一趟的運行時間設置為初始默認值。由于這一默認值并不能對不同池長的要求進行滿足，因而設計人員需要對同步運行自動化控制系統的自學習功能進行完善。在以地表水為飲用水水源的水處理模式下，排泥機同步控制系統的自學習功能可以提供由清水區運行至濁水區限位開關處的時間進行確定，進而對二分之一趟和三分之一趟的延時時間進行自動確定。基于池長的默認時間也可以通過動態的方式得到修正。

3.2 狀態保護功能

同步運行自動化系統的狀態保護功能與排泥機的故障報警系統之間存在著一定的聯系。爬軌故障是桁車式排泥機在實際應用過程中經常遇到的問題。在這一故障產生以后，同步運行自動化系統可以實施保護性停車。從排泥機的單向運行過程來看，如果設備在單項運行超過1.5h的情況下尚未遇到限位開關，同步控制系統也會開啟停機功能[3]。

4 排泥機同步運行自動化系統模式下的工作模式設計

4.1 運行模式設計

在同步運行自動化系統得到應用以后，操作人員只需按下控制箱中的運行按鈕，排泥機就會自動向濁水區運行，如果此時水泵尚未運行，人們可以按動人機界面中的運行按鈕。在當前時間到達循環設定天數以后，排泥機會開始新的運行循環。

4.2 停車方式設計

現場和人機界面的停車按鈕是讓排泥機結束當前運行循環的重要工具。如果排泥機運行完設定的次數以后，排泥機和水泵均會停止運行。在交流電源調電以后，排泥機雖然會出現自然停車的狀況，但是其運行狀態和設定的參數均會得到保存。

4.3 事故診斷處理機制設計

故障模擬功能的應用，可以讓相關人員在調用故障模塊以后，對故障進行模擬，進而讓維修人員借助控制經驗，對故障進行排除。

5 結語

提升運行效率是排泥機同步運行系統的主要設計目標，成本低、功能配置靈活，是這一技術的主要特點。

參考文獻

[1] 朱翠英.某自來水廠平流沉淀池排泥機牽引系統改造[J].大眾科技，2010（7）：138-139.

[2] 李善田.自來水廠沉淀池排泥裝置PLC自控系統設計[J].工業儀表與自動化裝置，2008（2）：60-63，66.

[3] 邱志顥.淺談“虹吸式吸泥機”存在的問題和解決方法[J].中國培訓，2014（3）：30-31.endprint