淺析新型磁翻柱液位計在水廠自動配磯和磯劑的設計與實現

電氣磁翻柱液位計技術因快捷、高效、安全、穩定的優勢在水廠生產系統中推廣應用，在確保制水系統穩定高效運行的的情況下，降低生產成本和人力成本。這使PLC編程及應用逐漸成為制水行業高新技術產業的重要組成部分。吳褂水廠目前工藝為70年代末設計、投人運行，所有均為于動操作，配液工已退休，無新增人員。到2018年，廠內退休18人，其中蘭班職工退休6人，如此吳淤水廠連每班3個人員的zui低配置也有缺口，同時工人配液強度大，配置磯液的濃度不能控制，不利于現在磁翻柱液位計要求。因此，急需更新自動化程度。

1一期改造

1.1手動配磯系統概況

吳對世水廠加磯配液系統包括3座儲液池（相互連通）、3座高架池、3座低位池、4臺提升泵（1臺未裝機），進廠磯劑經進液閥進人儲液池，經提升泵將原液提升至高架池進行配液稀釋，通過高架池出液閥流人低位池，再由低位池出液閥以及出液管旁通連通閥，進人磯液加注系統。

進廠磯劑經配液稀釋系統目前工藝流程如圖1所示。

1.2改造方案

根據實際運行情況，改造后的PLC完成的主要功能如下：配磯系統集中在一個PLC控制器中進行集中控制，完成混凝劑配制系統的液位儀、提升泵、溶液池進水／進液／出液閥運行監控；溶液池按體積比方法進行榕液濃度自動配比。

根據現有受控設備和在線檢測儀表，為實現配液自動控制功能，增加以下設備：由于磯液提升管路的因素，4臺提升泵后需分別增設電動閥；將所有手動球閥更換為電動球閥；配置儲液池和1座低位池的2個液位計，相應敷設信號電纜；PLC系統使用加氨PLC控制系統，原機架為10槽機架，使用了7槽，剩余3槽，此次改造需增加4塊模塊，將原10槽機架更換為13槽機架，在13槽機架內增加相應模塊。

按照上述配置，一期自動配液總體工藝流程需如圖2所示。

1.3自動配磯的實現

磯液配置儲存系統分為2個聯動系統，由中控室監控工作站（RsViewSE）或原加磯現場控制站(PVP）進行聯動切換，聯動系統分別為以下2個。

(1）高架池配藥系統

相應控制設備：3臺高架池進液電動球閥和進水電動球閥，4臺儲液池提升泵及相應的出液電動球閥；相應控制用液位計為1＃～3＃高架池液位計，1＃儲液池液位計。

高架池在液位低時，進入補液過程程序，根據需配置的高架池選擇，確認高架池當前濃度及目標濃度，根據高架池目標濃度進行補液過程。先根據高架池當前濃度、液位、zui高液位以及原液池原液濃度計算需加人的原液數量（根據液位來計算），自動開啟相關的提升泵和相應電動球閥進行補液，當原液補加到需求的液位時，自動關閉高架進液電動球閥，打開高架池進水電動球閥；相應的提升泵也關閉，補水到高架池zui高液位時，自動關閉高架進水電動球閥，此時該高架池濃度應為設定濃度，補液過程結束，該高架池可用位置位。

(2）低位池配置出液系統

相應控制設備：3臺高架池出液電動球閥、3臺低位池出液電動球閥以及2臺出液旁通電動球閥；相應控制用液位計為1＃～3＃低位池液位。低位池在液位低時，進入補液過程程序，打開對應高架池出液電動球閥；補液到低位池zui高液位時，自動關閉高架出液電動球閥，該低位池可用位置位。按照上述配置，一期自動配液流程圖如3所示。

1.4自動配磯系統改造后的功能實現

(1)通過在線儀表對配液現場情況進行連續監測，把數據傳送到工控機顯示，同時把數據傳送給配液系統，完成自動配液信號供給，并對配液失敗的異常故障進行報警，更新相應的上位界面，給運行人員直觀反應配磯現場情況并及時知曉報警信息。

(2）設備操作

運行人員可以通過上位修改配液上下限參數的方式，人工干預自動配液周期，或者上位操作閥門開停狀態。

(3）模式控制

配液高架池采用輪詢模式，高架池配液時，進液延時設置為10min，若在配液過程中發生故障，即10min液位沒有發生變化，配液中止，上位的控制設置界面有繼續或放棄按鈕，供當班人員自行判斷是否繼續配液。

1.5經濟性分析

原需要配備一名攪磯工，且全年元休，每天上午進行攪磯保障磯劑供給，一年人工成本為15萬。自動配液設備運行后，從趨勢中看出，由于磯劑用量根據原水流量而改變，使用量的變化導致了配液周期的改變。有時一天需要配2缸，但基本上是一天半配一缸，每次配缸耗時1.5h。可以推算出，原先使用人工配液時，每天進行配液的工作量只有1.5h，且很多時候因用不滿整缸但是要補充供給所以配半缸，存在大量的重復勞動，并支付與之不匹配的高額加班費。

此次改造是建立在原有設備的條件下，新增13個電動閥、2個液位儀、PLC柜內4塊模塊及其相關硬件，總計11萬（含施工費），回收期僅9個月，提升了企業的經濟效益。

2二期更新改造

近年來陳行水庫存在藻類增殖導致鋁偏高等風險，對吳據水廠制水安全提出了新的要求。一般在3月份開始控制好混凝劑的庫存量，當原水水溫注10℃或原水pH值二：？：8.5，需結合出廠水中鋁、pH的檢測數據，隨時做好切換硫酸鋁的準備，同時控鋁期間也必須確保出廠水pH值在7.8以內，11月份切換回聚硫氯化鋁。為應對在季節變化及原水水質情況不同的條件下，隨時方便、及時、有效地切換硫酸鋁和聚硫氯化鋁兩種混凝劑，（春夏季為硫酸鋁，秋冬季為聚硫氯化鋁），吳陸水廠根據實際使用情況及存儲周期對現有的高架原液池及低架待檢池進行重新布局、合理隔斷。

2.1二期設計方案及改造內容

2.1.1待檢池、原液池改造內容

將原本相互隔離的待檢池一分為二，1＃為儲備聚硫氯化鋁，與2＃、3＃隔離，其余兩格為儲備硫酸鋁。將原本相互隔離的原液池也一分為二，1＃、2＃為聚硫氯化鋁，與3＃隔離，3＃為儲備硫酸鋁。當混凝劑進液時，xianjin人待檢池，再通過提升泵提升至原液池進行儲備（以上儲備可方便于在不同季節及不同水質條件下，兩種混凝劑隨時切換使用）。

2.1.2配磯高架池及低架池改造內容

(1)1＃高架池常用于稀釋硫酸鋁。

(2)2＃高架池為機動儲備。當混凝劑使用硫酸鋁時，用于稀釋儲備硫酸鋁之用；當混凝劑使用聚硫氯化鋁時，用于稀釋儲備聚硫氯化鋁之用（當使用切換前需沖洗待用）。

(3)3＃高架池常用于稀釋聚硫氯化鋁，目前生產使用液為聚硫氯化鋁稀釋液。加磯系統二期改造前工藝流程圖如圖4所示，加磯系統二期改造后工藝流程圖如圖5所示。

2.1.3上下位更新

二期加藥間上位界面新增2＃高架池備用藥劑指示框，直觀反應2＃高架池藥劑現況，新增加磯藥劑選擇框，在下位程序中新增2＃高架池配液模式切換，即硫酸鋁和聚硫氯化鋁的不同投加比例，上位工控機操作界面顯示新增切換按鈕完成下位投加模式的置位，實現不同藥劑一鍵切換不同加注率的要求。高架池配液濃度開放上位修改權限，2＃備用池配液濃度按照藥劑使用的實際情況更改，實現切換功能。

3結束語

更新后的配磯系統運行穩定，可基本滿足吳刻苦水廠生產需求，但需保證液位儀等現場設備完好的條件下，若電動閥或液位儀損壞，可單池配液，盡快修復以保證一用一備。目前并未開放切換藥劑的權限給當班人員，以防誤操作導致2種磯劑在管道混合產生結晶從而堵塞管道影響生產，還需在有條件的情況下新建完全獨立的2套配磯系統和投加系統以滿足生產要求。此外，1＃和3＃高架配液池濃度不變，而2＃高架配液池的配液濃度隨著實際情況而改變，需要在切換藥劑期間和當班人員做好詳細的交接手續，以防不知情的當班人員擅自改變配液濃度，這點只能從管理角度來預防。吳帶去水廠還需要不斷提升自控管理人員的專業技能，增加培訓，帶動當班人員整體自動化現代理念和操作技能，從而實現降本增效的目的，推動企業和諧創新發展。