专利名称：自来水厂v型滤池的自动反冲洗控制方法
技术领域：
本发明属于自来水厂V型滤池的控制方法，尤其是涉及一种V型滤池的自动反冲洗控制方法。
背景技术：
给水处理的任务就是对原水进行加工，使水质符合生活或工业用水的要求。常规水处理过程由混凝—沉淀—过滤—消毒等单元组成。每个单元都有相应的设备，如沉淀池、过滤池等。过滤是指用滤料层截留水中的悬浮杂质，使水获得净化的过程。滤后水的浊度必须达到饮用水标准。当原水浊度较低且水质较好时，也可省略沉淀而直接过滤。过滤的功效不仅进一步降低浊度，而且水中的有机物、细菌乃至病毒等也随水的浊度降低而被部分去除，残留在滤后水中的细菌、病毒等因失去混浊物保护和依附而容易被消毒时杀灭。因此过滤是给水处理必不可少的步骤。
过滤开始时，滤层是干净的，此时滤速快、水头损失(压力损失)小。随着过滤时间的增长，滤层中截留杂质的数量不断增加，必然导致水头损失增大、滤速减慢、出水浊度增大。因此必须对滤层进行反冲洗，清除其中的污物，恢复滤池的过滤能力。反冲洗的方法不同，对滤层造成的影响和冲洗效果也不同。高速水流反冲洗因其操作方便、滤池结构和设备简单而为我国当前广泛采用。但它冲洗耗水量大、冲洗后滤料上细下粗，影响过滤效果。因此国外普遍采用气、水反冲洗法，它既提高冲洗效果，又节省冲洗水量，还能保持滤层结构和过滤能力。但其设备较多、滤池结构和冲洗操作也较复杂。
实现不同滤层和不同反冲洗方法的滤池的形式较多，常见的有普通快滤池、重力式无阀滤池、虹吸滤池、移动罩滤池、V型滤池。它们各有优缺点，但综合比较以V型滤池最为先进。它的过滤和气、水反冲洗全部自动控制，还具有表面扫洗功能。为提高出水水质、增强水厂运行的安全可靠性、减轻工人劳动强度等提供了保证。它是法国德利满公司设计的一种快滤池，目前在我国应用日益增多。
滤池自控系统由各滤池的就地PLC柜、所有滤池的公共PLC柜、上位机、多个风机和水泵、多种电动和气动阀门等部分组成。自动反冲洗过程是当某一滤池的过滤时间到达设定值时、或滤层水头损失超过设定值时、或滤池上层水位超过上限且维持10分钟以上时(以上设定值均可在上位机或在公共PLC柜的人机界面触摸屏上进行改动)，该滤池的就地PLC就向公共PLC发出请求反冲洗的信号，进入排队堆栈。公共PLC柜按先进先出的顺序，对某一滤池进行反冲洗，按照设定的强度和设定的各阶段时间，先气冲、再气水联冲、最后水冲，同时进行水的表面扫洗。各种冲洗时间均可在上位机或在公共PLC柜的人机界面触摸屏上设定或进行改动。
由于前些年PLC的功能和价格所限，使以往的就地PLC柜无法完成自动反冲洗，只有公共PLC柜与就地PLC柜联合，才能完成对相应滤池的自动反冲洗。当公共PLC柜出现故障时，反冲洗只能手动进行，工作人员只能通过人工通讯配合，在滤池旁的就地PLC柜和反冲洗泵房分别进行手动操作，按规定的时间手动开、关各有关设备。
此外，V型滤池的控制系统在正常状态下，每格滤池的就地PLC根据液位变送器测出的滤池水位值与设定值的差值，调节出水阀(清水阀)的阀门开度，以保持滤池水位恒定在设定值，实现恒水位过滤。当就地PLC出现故障时，系统转为“手动”状态，系统仍可在此状态下进行过滤和向清水池供水。但以往的系统均无法对出水阀的阀门开度进行自动调节，或短时间失控工作，或人工直接通过改动阀门气路，进行断续手动调节，给工作带来不便，以致影响过滤正常运行。
发明内容
本发明的目的是提供一种在公共PLC出现故障时能使就地PLC柜完成V型滤池自动反冲洗过程的控制方法。
本发明进一步的目的是在就地PLC出现故障时，滤池也能进行恒水位过滤。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种自来水厂V型滤池的自动反冲洗控制方法，在公共PLC柜出现故障时，在故障位产生一故障信号，就地PLC柜检测到该故障信号后，转入自行执行反冲洗模式。当就地PLC柜检测到滤池系统的传感器信号满足反冲洗条件且其它滤池就地PLC冲洗状态位空闲时，启动自动反冲洗程序进行反冲洗，并同时接通一个数字输出点做为冲洗状态位。
在就地PLC柜内设置有一个手操器，滤池水位传感器测出的实时水位信号分别送给就地PLC柜和手操器，正常情况下恒水位过滤由就地PLC柜控制。在就地PLC柜出现故障时，由手操器根据水位信号对阀门开度进行自动调节，维持恒水位过滤。
就地PLC的模拟量输入输出模块的阀门控制信号输出端与手操器的控制信号输入端连接，就地PLC的另一模拟量输入输出模块的阀门开度反馈信号输出端与手操器的阀门开度反馈信号输入端连接，滤池水位传感器的输出端直接或通过分电器分别与就地PLC的模拟量输入输出模块输入端和手操器的输入端相连接，手操器的控制端与电控清水阀相连接，电控清水阀的开度反馈信号输出端与就地PLC模拟量输入输出模块的模拟量输入端相连接。
采用本发明的自动反冲洗控制方法后，当公共PLC柜出现故障时，由就地PLC柜完成自动反冲洗控制，当某一滤池需要反冲洗时，就地PLC检测到没有其他滤池正在反冲洗的前提下，就地PLC柜即可对该滤池按程序进行自动反冲洗，进一步提高了V型滤池的自动化程度。另外，当就地PLC柜出现故障时，通过手操器的控制，可对出水阀的阀门开度进行自动调节，从而实现滤池在就地PLC柜出现故障时也能维持恒水位过滤。
图1是本发明的控制方法流程图；图2是就地PLC柜与手操器的连接示意图。
具体实施例方式
本发明为了使在公共PLC出现故障时就地PLC柜独立完成V型滤池自动反冲洗过程，在就地PLC程序中写入了风机水泵控制程序，其功能与控制过程与公共PLC控制风机水泵的程序相同。同时，各就地PLC均有输入输出通道与风机水泵的控制端相连接。如图1所示，正常情况下，滤池控制系统处于自动运行状态，对过滤和反冲洗两种工作状态及其相互转换进行自动控制，V型滤池的反冲洗过程在公共PLC柜与就地PLC柜两者程序的联合控制下自动运行，各个滤池上的多种阀门由各自的就地PLC柜控制，而各个滤池的共用水泵、鼓风机、空压机等则由公共PLC柜控制。在公共PLC柜出现故障时，其故障位使继电器工作，故障灯亮，同时该故障位的故障信号由各就地PLC柜进行检测，当就地PLC柜检测到公共PLC柜的故障信号后，转入自行执行反冲洗的模式，当某个就地PLC柜检测到对应的滤池系统的传感器信号满足反冲洗条件且其它滤池就地PLC柜冲洗状态位空闲时，立即启动自动反冲洗程序进行反冲洗，同时就地PLC柜接通一个数字输出点作为冲洗状态位。原来由公共PLC完成的风机水泵控制过程由就地PLC独立完成。其反冲洗过程如图1所示为1、打开空压机、关闭主进水阀、全开出水阀(出水阀是调节阀，其他阀是开关阀)；2、水位降到冲洗水位时，全关出水阀、打开排水阀、打开1、2号鼓风机并打开气冲阀；3、先气冲2-4分钟(时间长短可按需要设定)，停止1号鼓风机、打开1号水泵和水冲阀；4、再气水联冲3-5分钟(时间长短可按需要设定)，关闭气冲阀、停止2号鼓风机、打开2号水泵和放气阀；5、最后水冲3-5分钟(时间长短可按需要设定)，关闭1、2号水泵、水冲阀和空压机；6、滤池水位到过滤水位时，关闭排水阀、打开进水阀，就此反冲洗过程结束，重新回到过滤状态，就地PLC根据液位变送器测出的滤池水位值与设定值的差值，调节出水阀的阀门开度，以保持滤池水位恒定在设定值，实现恒水位过滤。
为了使就地PLC柜出现故障时也能进行恒水位过滤的自动控制，如图2所示，在就地PLC柜内设置一个手操器SCT。手操器可采用市售成品，如珠海德莱仪表设备有限公司生产的SDLQ/SDLD型智能手操器、西安华尔威仪表生产的有限公司生产的HW-XDFD/Q系列智能手操器、北京英华达电力电子工程科技有限公司生产的EN6000B4系列智能手操器。就地PLC的模拟量输入输出模块AIA01的OUT是阀门控制信号输出端，与手操器SCT的控制信号输入端4、5脚通过连接线连接，就地PLC的模拟量输入输出模块AIA02的OUT是阀门开度反馈信号输出端，与手操器SCT的阀门开度反馈信号输入端10、11脚通过连接线连接。当滤池水位传感器SENSOR输出的信号为电压信号时，其测出的实时水位信号分别直接送给就地PLC的模拟量输入输出模块AIA01的输入端7、8脚和手操器SCT的输入端7、8脚；若SENSOR输出的信号为电流信号时，则需经分电器FDQ分成两路电流信号分别送给就地PLC的模拟量输入输出模块AIA01的输入端7、8脚和手操器SCT的输入端7、8脚。当滤池水位传感器SENSOR测出的实时水位信号与设定值不一致时，手操器SCT通过控制端7脚输出一个阀门开度控制信号到电控清水阀1脚，对阀门开度进行自动调节，维持恒水位过滤。电控清水阀的开度反馈信号由其4脚送给模拟量输入输出模块AIA02的模拟量输入端。
就地PLC正常时，系统在自动状态下工作，水位设定值由就地PLC给定，当实际水位与设定水位不相等时，就地PLC发出控制信号，经手操器SCT转接，去控制出水阀的阀门开度。当就地PLC故障时，其自身发出的故障位使继电器工作，在故障灯亮的同时，继电器触点将手操器SCT转为手动状态，水位设定值由手操器面板上的“增加”、“减少”按键给定，手操器SCT面板上有数码管显示水位设定值和实际值。根据用户需要也可显示出水阀阀门开度的设定值和实际值。就地PLC和手操器SCT内都有PID调节，以保证水位调节的精度和平稳性。
当就地PLC故障排除后，在技术人员确认无误的情况下，人工按动手操器SCT面板上的“手动/自动”按键，使系统回到“自动”工作状态。
权利要求
1.一种自来水厂V型滤池的自动反冲洗控制方法，其特征在于，在公共PLC柜出现故障时，在故障位产生一故障信号，就地PLC柜检测该故障信号后，转入自行执行反冲洗模式，当就地PLC柜检测到滤池系统的传感器信号满足反冲洗条件且其它滤池就地PLC柜冲洗状态位空闲时，启动自动反冲洗程序进行反冲洗，并同时接通一个数字输出点做为冲洗状态位。
2.如权利要求1所述的自动反冲洗控制方法，其特征在于，在就地PLC柜内设置有一个手操器，滤池水位传感器测出的实时水位信号分别送给就地PLC柜和手操器，正常情况下恒水位过滤由就地PLC柜控制，在就地PLC柜出现故障时，由手操器根据水位信号对阀门开度进行自动调节，维持恒水位过滤。
3.如权利要求2所述的自动反冲洗控制方法，其特征在于，就地PLC的模拟量输入输出模块的阀门控制信号输出端与手操器的控制信号输入端连接，就地PLC的另一模拟量输入输出模块的阀门开度反馈信号输出端与手操器的阀门开度反馈信号输入端连接，滤池水位传感器的输出端直接或通过分电器分别与就地PLC的模拟量输入输出模块输入端和手操器的输入端相连接，手操器的控制端与电控清水阀相连接，电控清水阀的开度反馈信号输出端与就地PLC模拟量输入输出模块的模拟量输入端相连接。
全文摘要
本发明涉及一种自来水厂V型滤池的自动反冲洗控制方法，在公共PLC柜出现故障时，在故障位产生一故障信号，就地PLC柜检测该故障信号后，转入自行执行反冲洗模式，当就地PLC柜检测到滤池系统的传感器信号满足反冲洗条件且其它滤池就地PLC柜冲洗状态位空闲时，启动自动反冲洗程序进行反冲洗，并同时接通一个数字输出点做为冲洗状态位。本发明在公共PLC出现故障时能使就地PLC柜完成V型滤池自动反冲洗过程。本发明还在就地PLC柜内设置有手操器，在就地PLC出现故障时，滤池也能进行恒水位过滤。
文档编号B01D24/46GK1843556SQ20061001753
公开日2006年10月11日 申请日期2006年3月17日 优先权日2006年3月17日
发明者魏社稳, 林建红, 首永志, 陈桦, 王良, 李合群, 杨炎锋 申请人:郑州科达自动化工程有限公司