基于PLC控制的粉狀藥劑自動加藥裝置研究

王成

摘要：隨著現代工業的發展，在較多工業機械中出現一些問題，導致需要使用粉狀藥劑自動加藥裝置，從而為工業機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加藥裝置，對PLC控制粉狀自動加藥裝置進行研究，以期為工業發展提供借鑒。

關鍵詞：PLC;粉狀藥劑;自動加藥裝置;污水處理

工業發展中有較多種類的工業機械需要使用粉狀自動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備，通過余熱釋放化學能，但在進行熱傳遞的過程中，以水作為媒介，但因為余熱熱工鍋爐換熱設備在進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結渣問題，在對結渣問題進行解決是，便有一種自動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凝固結塊，加快沉降的效果便不能達成;最后是本文主要的研究方向，也就是污水循環處理，冶金工業中的循環水處理系統之中，粉狀藥劑自動加藥裝置成為重要的部分，能夠預防管道出現結垢及銹蝕的情況，并對水質進行改善[1-2]。于此，本文對基于PLC控制方式的粉狀藥劑自動加藥裝置進行研究有極為重大的意義。

一、基于PLC控制的粉狀藥劑自動加藥裝置在水處理中的意義

現階段中，飲用水以及污水在進行處理的過程中，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節。進行消毒的過程中，需要進行粉狀藥劑的添加，但因為要分受潮之后容易出現結塊，進行藥粉的灌入時，往往會使得加藥裝置的通道被堵，導致裝置運行受阻，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，往往會因為溶解腔室一體化結構，砂礫沉入結構底部，長此以往，積累到一定程度后便需要進行處理，使得溶解腔室底部排水通暢?，F階段一般會在溶解腔室底部進行渣口的設置，以此來對沙粒進行清除，但在進行沙粒的排放過程中，溶解腔室的運作也會停止，同時腔室中不可有藥粉殘留，不然則會導致藥粉被一同帶出，且在沙粒的排放時，對于熟化腔室也會造成一定污染，所以這樣的粉狀藥劑添加裝置，不僅會影響到藥粉的溶解質量以及效率，且會導致溶解強勢年限不長;最后是目前一體化加藥裝置在進行藥物的添加過程中，也會靈活使用藥液，進水口與出藥口需要一同進行工作，對于部分藥劑而言，熟化的時間有限，從而導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，同時也達成了浪費現象。綜上而言，進行基于PLC裝置的粉狀藥劑自動加藥裝置研究，能夠提高粉狀藥劑在水處理中的處理效率及質量，保證水處理裝置的運作效率。

二、基于PLC控制粉狀藥劑自動加藥裝置

1、加藥裝置硬件構成

本文所述基于PLC控制粉末藥劑自動，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;磁力泵。磁力泵在整體水處理裝置的底部之外，計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，并在加粉孔蓋上進行了把手的設置，更能便于操作;管道系統。管道系統中包含有滴定裝置、溢流排氣管以及出藥管、水射器、排水管、進水管。管道進水管在藥劑溶解箱上端連接，該管中段通過水射器動力水控制閥和水射器進行連通;出藥管則是于藥劑溶解箱低端進行連接，管設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控制閥，滴定閥與一個控制閥在同一管道上，三個控制閥在同一管道上匯總之后，與水射器進行連通。

2、加藥裝置軟件構成

使用WinccV6.0軟件作為監控應用軟件，對該引用軟件設計有工藝流程圖、工藝單元流程圖、報警以及報表、各類設備操作及參數設定畫面。通過菜單命令或者使用鼠標進行點擊，便能實現工藝全過程畫面的瀏覽，并按照設備的狀態按照順序進行記錄以及輸出;對各類生產報表及曲線圖數據的處理打印、報警、存盤、記錄

PLC軟件控制系統主要有主調度程序;通訊功能（PROFBUS及以太網）;模擬量的處理程序;通訊建立程序（PROFBUS及以太網）;故障處理程序;加藥工作程序;通訊數據區（PROFBUS及以太網）。在通信建立程序運行時，調用主調度程序以及通訊功能，實現通訊數據區與主站通信建立。

3、加藥裝置調試運行中的參數設定

設備現場的的運行調試參照一污水處理廠的運行實況進行，該工廠的水源的壓力及流量較為不穩定，所以在調試階段于進水管進行流量計的設計，并將流量及范圍設置在0到4m3/h，對應的電流信號輸出為4至20mA。設備在運行的過程中，打開供水閥之后對入口閥門以及入口穩壓閥進行調整，對混合器進水水膜的形成情況進行觀察。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行加入粉狀藥劑。在實踐研究中證明，水流量在1.2m3/h以下時，混合器的水膜并無形成。所以，報警中設置有低流量延時報警，同時對藥劑配給停止。參照供粉機設備的設計，供粉的流量在0到35kg/h，可以于Profibus網絡中對變頻器進行指令控制，實現對輸出頻率的調節，使得供粉機轉速得到調整，供粉裝置的給料量也能得到保障。觸摸屏畫面上，相關操作人員能夠進行加藥裝置配比濃度調節，進行配置的過程中，供水流量和給料量能夠構成比例調節開環的控制。系統上位機中對于粉狀藥劑投放點水循環進行檢測，不斷讀取監測數據就能達成對加藥裝置的控制。程序功能中選擇PD控制方式，對現場水處理工藝要求進行滿足。不過在水循環處理中的工藝存在滯后性，因此程序最好選擇智能參數設定，對粉狀藥劑的添加過程進行控制，保證水處理過程波動得到控制。

4、加藥裝置運轉流程

在設備運轉準備的過程中，對設備的完好性進行檢查;其次確認配藥用水是否就位，并對計量泵的投加方式進行選擇（正壓投加、計量泵與水射器投加、水射器投加）;自動進水量上升及高位之后，粉劑添加警報燈便會響起，此時打開攪拌泵;攪拌泵正常運轉后，將加藥裝置加粉孔蓋進行打開，加入消毒粉;攪拌泵在運行到設定時間之后，便會停止運轉;攪拌泵運轉停止之后;計量泵啟動，并選擇消毒粉余量檢測裝置，對朱提中消毒粉余量進行檢測，再根據投加藥劑的要求，對計量泵、滴定閥的流量進行控制;溶解槽中的液體達到低液位的過程中，系統會自動金屬，在此重復該過程。

加藥裝置必須在一段時間工作完成后進行清洗，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，之后啟動攪拌泵，在攪拌5min之后打開排污閥，在也為降低到50%以下時將攪拌泵關閉，在排污結束之后將排污閥關閉。

結束語

PLC控制系統，是基于傳統順序控制方式增加微電子技術、計算機技術、通訊技術、自動控制技術等形成的系統化控制技術。該系統的應用主要目的是取代傳統機電器控制方式，該控制系統的適用性較強，工業化發展迅速的現代階段，該系統在各類工業機械設備中的應用較為廣泛。本文基于PLC控制系統對自來水及飲用水的消毒處理環節進行改善，實現了粉狀藥劑自動化加藥的要求，能夠為類似的水處理系統提供借鑒。隨著現代工業化發展，工業排水處理也是粉狀自動加藥裝置應用的主要方向之一，能夠大幅提升污水處理效率，并延長水處理系統的使用壽命。

參考文獻：

[1]安泳，柯崇宜，陳飛.青島婁山河污水處理廠自動加藥系統研究[J].工業水處理，2018，38（2）：102-105.

[2]李克鵬，王彬，李金梁.基于PLC自動加藥系統在選礦廠的應用[J].價值工程，2017，36（23）：215-216.

（作者單位：山東越浩自動化有限公司）