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

    廢水排放的國家標準為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值達到6.0～8.5之間，進行合格排放。理想的情況是采用在線處理方法，即一邊排放，一邊根據檢測的PH值加酸或加堿，達到中性水的標準，是我們科技人員追求的目標，但由于受到來水水質以及PH值檢測滯后等因素的影響，目前國內還沒有成功應用的案例。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。現(xiàn)在普遍采用靜態(tài)處理方法，即將化學廢水集中到處理池子中，當池子的液位達到一定高度時進行中和處理。

    根據陰陽床還原水的特點，陽床多于陰床，處理池中廢水一般呈酸性，加適當堿進行中和即能達標。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，加堿過程只能憑感覺，不是加多了就是加少了。因此我單位提出對原系統(tǒng)進行改造，采用計算機控制加堿過程。加多少堿由計算機根據在線PH值自動進行。由于每天處理的廢水量大，要求每池廢水處理的時間越短越好，即要求加完堿后，池中很快混合均勻。混合的方法有：

    ①池中加攪拌機攪拌，如二電站改造前的小中和池方案；

    ②池中加爆氣頭進行攪拌，如一電站采取的多點加堿加爆氣頭方案；

    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，而且經過池中的循環(huán)達到均勻。

    二、計算機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)場和操作室之間距離比較遠，強電控制柜放在現(xiàn)場控制室，為了防止干擾計算機通過中間繼電器去控制。酸堿廢水處理現(xiàn)場由處理池、貯水池、堿罐、加堿泵、用于處理池攪拌的循環(huán)泵或風機、用于處理池和貯水池之間的倒水泵、電動閥門以及各種測量儀表組成。

    需要檢測的數據：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。

    需要控制的設備有：循環(huán)液下泵或風機、倒水泵、加藥計量泵、電動閥門原理：測量數據直接進入控制器中，各種電機的控制是由控制器的開關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控制現(xiàn)場控制柜的各回路的接觸器動作，從而啟動或停止各設備工作。同時接觸器的一對常開觸點閉合，反饋給繼電器柜的輸入繼電器，中間繼電器的觸點作為控制器的開關量輸入，輸入給計算機用以判斷設備是否可靠啟動，以及判斷設備的運行狀態(tài)。

圖1 控制系統(tǒng)結構圖

    各設備的操作可以在三個地方操作：

    ①計算機畫面上通過鼠標操作；
    ②現(xiàn)場控制柜面板上的操作；
    ③設備旁的操作按鈕操作。

    三、控制系統(tǒng)設計

    3.1 系統(tǒng)硬件配置

    系統(tǒng)采用上下位機的控制方式。上位機采用工業(yè)PC機，與下位機采用485進行通信，上位機主要完成工藝流程畫面的顯示，實時采集各點值，并在畫面上動態(tài)顯示實際值，自動保存各點值，自動報警、統(tǒng)計打印、報表等。下位機采用臺灣泓格的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)場信號經過線纜，傳輸到信號處理卡，處理成便于計算機處理的1～5V直流信號，A/D轉換后，經過485上傳給上位機。對于調節(jié)回路各回路的輸入信號與上位機下傳的給定信號進行比較，如果超出設定的調節(jié)偏差范圍，則按照上位機下傳的PID系數進行PID調節(jié)，結果經輸出模塊處理后去控制調節(jié)閥。