浅析新型磁翻柱液位计在水厂自动配矶和矶剂的设计与实现

电气磁翻柱液位计技术因快捷、高效、安全、稳定的优势在水厂生产系统中推广应用，在确保制水系统稳定高效运行的的情况下，降低生产成本和人力成本。这使PLC编程及应用逐渐成为制水行业高新技术产业的重要组成部分。吴褂水厂目前工艺为70年代末设计、投人运行，所有均为于动操作，配液工已退休，无新增人员。到2018年，厂内退休18人，其中兰班职工退休6人，如此吴淤水厂连每班3个人员的zui低配置也有缺口，同时工人配液强度大，配置矶液的浓度不能控制，不利于现在磁翻柱液位计要求。因此，急需更新自动化程度。

1一期改造

1.1手动配矶系统概况

吴对世水厂加矶配液系统包括3座储液池（相互连通）、3座高架池、3座低位池、4台提升泵（1台未装机），进厂矶剂经进液阀进人储液池，经提升泵将原液提升至高架池进行配液稀释，通过高架池出液阀流人低位池，再由低位池出液阀以及出液管旁通连通阀，进人矶液加注系统。

进厂矶剂经配液稀释系统目前工艺流程如图1所示。

1.2改造方案

根据实际运行情况，改造后的PLC完成的主要功能如下：配矶系统集中在一个PLC控制器中进行集中控制，完成混凝剂配制系统的液位仪、提升泵、溶液池进水／进液／出液阀运行监控；溶液池按体积比方法进行榕液浓度自动配比。

根据现有受控设备和在线检测仪表，为实现配液自动控制功能，增加以下设备：由于矶液提升管路的因素，4台提升泵后需分别增设电动阀；将所有手动球阀更换为电动球阀；配置储液池和1座低位池的2个液位计，相应敷设信号电缆；PLC系统使用加氨PLC控制系统，原机架为10槽机架，使用了7槽，剩余3槽，此次改造需增加4块模块，将原10槽机架更换为13槽机架，在13槽机架内增加相应模块。

按照上述配置，一期自动配液总体工艺流程需如图2所示。

1.3自动配矶的实现

矶液配置储存系统分为2个联动系统，由中控室监控工作站（RsViewSE）或原加矶现场控制站(PVP）进行联动切换，联动系统分别为以下2个。

(1）高架池配药系统

相应控制设备：3台高架池进液电动球阀和进水电动球阀，4台储液池提升泵及相应的出液电动球阀；相应控制用液位计为1＃～3＃高架池液位计，1＃储液池液位计。

高架池在液位低时，进入补液过程程序，根据需配置的高架池选择，确认高架池当前浓度及目标浓度，根据高架池目标浓度进行补液过程。先根据高架池当前浓度、液位、zui高液位以及原液池原液浓度计算需加人的原液数量（根据液位来计算），自动开启相关的提升泵和相应电动球阀进行补液，当原液补加到需求的液位时，自动关闭高架进液电动球阀，打开高架池进水电动球阀；相应的提升泵也关闭，补水到高架池zui高液位时，自动关闭高架进水电动球阀，此时该高架池浓度应为设定浓度，补液过程结束，该高架池可用位置位。

(2）低位池配置出液系统

相应控制设备：3台高架池出液电动球阀、3台低位池出液电动球阀以及2台出液旁通电动球阀；相应控制用液位计为1＃～3＃低位池液位。低位池在液位低时，进入补液过程程序，打开对应高架池出液电动球阀；补液到低位池zui高液位时，自动关闭高架出液电动球阀，该低位池可用位置位。按照上述配置，一期自动配液流程图如3所示。

1.4自动配矶系统改造后的功能实现

(1)通过在线仪表对配液现场情况进行连续监测，把数据传送到工控机显示，同时把数据传送给配液系统，完成自动配液信号供给，并对配液失败的异常故障进行报警，更新相应的上位界面，给运行人员直观反应配矶现场情况并及时知晓报警信息。

(2）设备操作

运行人员可以通过上位修改配液上下限参数的方式，人工干预自动配液周期，或者上位操作阀门开停状态。

(3）模式控制

配液高架池采用轮询模式，高架池配液时，进液延时设置为10min，若在配液过程中发生故障，即10min液位没有发生变化，配液中止，上位的控制设置界面有继续或放弃按钮，供当班人员自行判断是否继续配液。

1.5经济性分析

原需要配备一名搅矶工，且全年元休，每天上午进行搅矶保障矶剂供给，一年人工成本为15万。自动配液设备运行后，从趋势中看出，由于矶剂用量根据原水流量而改变，使用量的变化导致了配液周期的改变。有时一天需要配2缸，但基本上是一天半配一缸，每次配缸耗时1.5h。可以推算出，原先使用人工配液时，每天进行配液的工作量只有1.5h，且很多时候因用不满整缸但是要补充供给所以配半缸，存在大量的重复劳动，并支付与之不匹配的高额加班费。

此次改造是建立在原有设备的条件下，新增13个电动阀、2个液位仪、PLC柜内4块模块及其相关硬件，总计11万（含施工费），回收期仅9个月，提升了企业的经济效益。

2二期更新改造

近年来陈行水库存在藻类增殖导致铝偏高等风险，对吴据水厂制水安全提出了新的要求。一般在3月份开始控制好混凝剂的库存量，当原水水温注10℃或原水pH值二：？：8.5，需结合出厂水中铝、pH的检测数据，随时做好切换硫酸铝的准备，同时控铝期间也必须确保出厂水pH值在7.8以内，11月份切换回聚硫氯化铝。为应对在季节变化及原水水质情况不同的条件下，随时方便、及时、有效地切换硫酸铝和聚硫氯化铝两种混凝剂，（春夏季为硫酸铝，秋冬季为聚硫氯化铝），吴陆水厂根据实际使用情况及存储周期对现有的高架原液池及低架待检池进行重新布局、合理隔断。

2.1二期设计方案及改造内容

2.1.1待检池、原液池改造内容

将原本相互隔离的待检池一分为二，1＃为储备聚硫氯化铝，与2＃、3＃隔离，其余两格为储备硫酸铝。将原本相互隔离的原液池也一分为二，1＃、2＃为聚硫氯化铝，与3＃隔离，3＃为储备硫酸铝。当混凝剂进液时，xianjin人待检池，再通过提升泵提升至原液池进行储备（以上储备可方便于在不同季节及不同水质条件下，两种混凝剂随时切换使用）。

2.1.2配矶高架池及低架池改造内容

(1)1＃高架池常用于稀释硫酸铝。

(2)2＃高架池为机动储备。当混凝剂使用硫酸铝时，用于稀释储备硫酸铝之用；当混凝剂使用聚硫氯化铝时，用于稀释储备聚硫氯化铝之用（当使用切换前需冲洗待用）。

(3)3＃高架池常用于稀释聚硫氯化铝，目前生产使用液为聚硫氯化铝稀释液。加矶系统二期改造前工艺流程图如图4所示，加矶系统二期改造后工艺流程图如图5所示。

2.1.3上下位更新

二期加药间上位界面新增2＃高架池备用药剂指示框，直观反应2＃高架池药剂现况，新增加矶药剂选择框，在下位程序中新增2＃高架池配液模式切换，即硫酸铝和聚硫氯化铝的不同投加比例，上位工控机操作界面显示新增切换按钮完成下位投加模式的置位，实现不同药剂一键切换不同加注率的要求。高架池配液浓度开放上位修改权限，2＃备用池配液浓度按照药剂使用的实际情况更改，实现切换功能。

3结束语

更新后的配矶系统运行稳定，可基本满足吴刻苦水厂生产需求，但需保证液位仪等现场设备完好的条件下，若电动阀或液位仪损坏，可单池配液，尽快修复以保证一用一备。目前并未开放切换药剂的权限给当班人员，以防误操作导致2种矶剂在管道混合产生结晶从而堵塞管道影响生产，还需在有条件的情况下新建完全独立的2套配矶系统和投加系统以满足生产要求。此外，1＃和3＃高架配液池浓度不变，而2＃高架配液池的配液浓度随着实际情况而改变，需要在切换药剂期间和当班人员做好详细的交接手续，以防不知情的当班人员擅自改变配液浓度，这点只能从管理角度来预防。吴带去水厂还需要不断提升自控管理人员的专业技能，增加培训，带动当班人员整体自动化现代理念和操作技能，从而实现降本增效的目的，推动企业和谐创新发展。