通用型循環(huán)水類水質(zhì)智能測控系統(tǒng)

（工業(yè)循環(huán)冷卻水為例）

一、引言

為保證冷卻水塔、冷水機(jī)臺(tái)等設(shè)備處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，有效地控制微生物菌群、抑制水垢的產(chǎn)生、預(yù)防管道設(shè)備腐蝕，達(dá)到降低能耗、延長設(shè)備使用壽命的目的采用專業(yè)的復(fù)合水處理制劑及完善的技術(shù)服務(wù)體系。一般循環(huán)冷卻水處理制劑有殺菌滅藻劑、緩釋阻垢劑、設(shè)備清洗劑等。傳統(tǒng)的加藥采用人工方式，存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、危險(xiǎn)性高、加藥不均勻等弊端。為此，水王設(shè)備事業(yè)部開發(fā)了一種循環(huán)冷卻水水質(zhì)智能測控系統(tǒng)，可根據(jù)水質(zhì)參數(shù)和藥劑濃度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加藥，還可在線遠(yuǎn)程監(jiān)測水質(zhì)數(shù)據(jù)，提高加藥的自動(dòng)化操作和管理水平，大大減輕服務(wù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

    該項(xiàng)目已成功應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)過程中，現(xiàn)實(shí)實(shí)踐證明顯著提升了循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的自動(dòng)化水平和智能化水平，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

二、系統(tǒng)硬件簡介

整個(gè)系統(tǒng)硬件主要由PLC、觸摸屏、無線通訊模塊、加藥泵、電導(dǎo)率/PH/ORP和濁度傳感器、流量計(jì)和藥劑濃度儀、循環(huán)泵和計(jì)量泵、排污閥、補(bǔ)水閥等組成，由工業(yè)PC機(jī)來控制整個(gè)循環(huán)冷卻水測控系統(tǒng)的統(tǒng)一運(yùn)行。

三、系統(tǒng)主要功能描述

1、藥劑濃度自動(dòng)控制

系統(tǒng)采用在線式熒光傳感器，每3s檢測水中的熒光型藥劑濃度，由PLC控制器來控制系統(tǒng)中阻垢分散劑的濃度。若藥劑濃度高于設(shè)定值，控制器將關(guān)小加藥泵；若藥劑濃度低于設(shè)定值，控制器將開大加藥泵。這就實(shí)現(xiàn)了藥劑濃度的負(fù)反饋閉環(huán)自動(dòng)控制，使得藥劑濃度總是保持在控制目標(biāo)的小范圍內(nèi)。

（熒光示蹤劑在線濃度計(jì)如圖）

2、濃縮倍數(shù)實(shí)時(shí)控制

系統(tǒng)現(xiàn)場PLC控制器通過監(jiān)測電導(dǎo)率儀的模擬信號(hào)用來控制排污和補(bǔ)水過程來實(shí)現(xiàn)濃縮倍數(shù)控制要求，若電導(dǎo)率高于設(shè)定值，控制器將打開排污閥以及補(bǔ)水閥，隨著低電導(dǎo)率補(bǔ)充水的注入，系統(tǒng)循環(huán)水體的電導(dǎo)率趨于降低，直到低于設(shè)定值，控制器將關(guān)閉補(bǔ)水閥和排污閥使得電導(dǎo)率維持在目標(biāo)值，實(shí)現(xiàn)單回路反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)。

（電導(dǎo)率監(jiān)測儀圖片）

3、pH控制

用工業(yè)pH探頭來測試pH值實(shí)現(xiàn)控制硫酸的加藥。若pH值高于設(shè)定值，控制器將打開加酸泵；若pH值低于設(shè)定值，控制器將關(guān)掉加酸泵。系統(tǒng)還設(shè)置了加藥超時(shí)自鎖的保護(hù)，使得系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時(shí)避免加酸過量。重要系統(tǒng)可采用雙pH監(jiān)控模式，進(jìn)一步提高可靠性。

（工業(yè)PH計(jì)圖片）

4、腐蝕率監(jiān)測（選配）

系統(tǒng)采用線性極化技術(shù)的腐蝕率測量儀器，能直接測量腐蝕速率和定性的點(diǎn)蝕趨勢。由于能對某一體系內(nèi)腐蝕環(huán)境的改變做出快速響應(yīng)，可發(fā)現(xiàn)由于水質(zhì)變化造成的早期腐蝕現(xiàn)象，以便提早采取措施。

（腐蝕速率在線監(jiān)測儀圖片）

5、氧化性和非氧化性殺菌劑控制

氧化性殺菌劑由ORP監(jiān)測和控制，保證冷卻水中足夠的余氯（也可采用余氯監(jiān)測儀）。若ORP高于設(shè)定值，0RP信號(hào)將傳送至控制器，控制器將關(guān)閉加氧化性殺菌劑藥泵；若ORP低于設(shè)定值，控制器將打開氧化性殺菌劑泵。

非氧化性殺菌劑采用沖擊性投加方案，用戶可以靈活選擇不同的加藥周期。

（ORP監(jiān)測儀圖片/余氯監(jiān)測儀圖片）

6、遠(yuǎn)程監(jiān)測

系統(tǒng)采用無線通訊、以太網(wǎng)和云服務(wù)器平臺(tái)技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測，使得服務(wù)和管理人員通過多種智能終端隨時(shí)可以看到或操控現(xiàn)場的生產(chǎn)和設(shè)備運(yùn)行狀況，提高了服務(wù)和管理水平

四、控制柜操作簡介

1、初始畫面

系統(tǒng)上電開機(jī)后，控制柜上人機(jī)界面屏幕會(huì)顯示初始畫面，用戶點(diǎn)擊“進(jìn)入”鍵可對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控、操作、參數(shù)設(shè)定和儀表校正等

2、實(shí)時(shí)監(jiān)控

點(diǎn)擊進(jìn)入系統(tǒng)后，需要使用密碼進(jìn)行登錄，否則只能看主要界面和手動(dòng)操作泵閥，無法進(jìn)行儀表參數(shù)和計(jì)量泵的啟停數(shù)據(jù)設(shè)定等操作，如圖2所示。當(dāng)在線用戶擁有對儀表的操作權(quán)限時(shí)，點(diǎn)擊儀表區(qū)域會(huì)彈出設(shè)定界面，如圖3所示。

（圖2系統(tǒng)主要操作界面 / 圖3儀表設(shè)定界面）

當(dāng)實(shí)時(shí)值低于下限值時(shí)，“實(shí)時(shí)監(jiān)控”主頁面中會(huì)顯示“超下限”報(bào)警提示；當(dāng)實(shí)時(shí)值高于上限值時(shí)，“實(shí)時(shí)監(jiān)控”主頁面中會(huì)顯示“超上限”報(bào)警提示。此外，還可以進(jìn)行在線探頭的校正。

3、泵閥的設(shè)定

PLC控制柜面板有一個(gè)三位選擇開關(guān)，分別為手動(dòng)、停止和自動(dòng)。當(dāng)開關(guān)調(diào)至手動(dòng)模式時(shí)，計(jì)量泵和閥門受手動(dòng)控制。當(dāng)用戶擁有泵閥門的設(shè)定權(quán)限時(shí)，點(diǎn)擊泵閥門的圖標(biāo)可以進(jìn)入泵閥門的設(shè)定昦面，如圖4所示。它有上下限控制模式、低流量投加控制、備用泵啟用（如有）、周期性投加時(shí)間設(shè)定和安全運(yùn)行時(shí)間設(shè)定。

（圖4泵閥門設(shè)定界面）

4、數(shù)據(jù)報(bào)表

點(diǎn)擊主界面下方的“數(shù)據(jù)報(bào)表”按鈕就可以進(jìn)入數(shù)據(jù)報(bào)表界面，如圖5所示。在數(shù)據(jù)報(bào)表中，用戶可以查看所有參數(shù)的存盤數(shù)據(jù)，系統(tǒng)每10min記錄一次藥劑濃度、pH、ORP、電導(dǎo)率及濁度的讀數(shù)。

（圖5數(shù)據(jù)報(bào)表界面）

5、趨勢曲線

點(diǎn)擊主界面下方的“趨勢曲線”按鈕就可進(jìn)入趨勢曲線界面，如圖6所示。在趨勢曲線中，用戶可以拖動(dòng)各曲線底部滾動(dòng)條，查看不同時(shí)間段的趨勢曲線。

（圖6趨勢曲線界面）

6、報(bào)警記錄

點(diǎn)擊主界面下方的“報(bào)警記錄”按鈕可以進(jìn)入報(bào)警記錄界面。該界面還有記錄刪除、系統(tǒng)設(shè)置、密碼設(shè)置和USB設(shè)置等功能。

另外，系統(tǒng)還有流量報(bào)警燈，它位于實(shí)時(shí)監(jiān)控界面上方，當(dāng)監(jiān)測回路中的流量過低時(shí)，報(bào)警燈會(huì)顯示紅色，同時(shí)會(huì)停止所有泵閥門的自動(dòng)控制；流量正常時(shí)，指示燈顯示綠色。

五、遠(yuǎn)程監(jiān)測功能

系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程PC和手機(jī)端的監(jiān)測，具有在線數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)錄入、參數(shù)調(diào)整工作日志、報(bào)表生成、附件上傳和權(quán)限管理等功能，如圖7所示。

（圖7 遠(yuǎn)程PC圖例）

六、其他行業(yè)應(yīng)用補(bǔ)充淺析

該通用式循環(huán)水類水質(zhì)智能測控系統(tǒng)解決方案可以應(yīng)用于各類工礦企業(yè)冷卻塔循環(huán)水場合或空調(diào)循環(huán)冷卻水場合，還可以根據(jù)不同的應(yīng)用場景采用不同的測控模塊組合，例如煙氣脫硫循環(huán)水行業(yè)可只選配PH自動(dòng)加堿單元模塊和EC自動(dòng)補(bǔ)水排污單元模塊（流量開關(guān)安全保障模塊必選，防止無效加藥），泳池循環(huán)水體的水質(zhì)加藥控制工藝可選配余氯（或ORP）控制加藥消毒單元模塊、濁度測控單元模塊、溫控模塊等，景觀水體的水環(huán)境智能測控服務(wù)乃至各類酸堿清洗過程遠(yuǎn)程控制等工藝或行業(yè)也可通過選配組合不同的加藥單元模塊實(shí)現(xiàn)。

總之，通用式循環(huán)水類水質(zhì)智能測控系統(tǒng)解決方案可以根據(jù)不同的水質(zhì)參數(shù)或藥劑濃度參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加藥，還可以遠(yuǎn)程在線監(jiān)測有關(guān)水質(zhì)數(shù)據(jù)（通過電腦和手機(jī)端實(shí)時(shí)察看數(shù)據(jù)）；該智能系統(tǒng)不僅能夠提高各類循環(huán)型水體或水環(huán)境加藥過程的自動(dòng)化操作和管理水平，而且可大大減輕相關(guān)服務(wù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；例如，用于工業(yè)循環(huán)冷卻水場景中，可有效地控制微生物菌群、抑制水垢的產(chǎn)生、預(yù)防管道設(shè)備的腐蝕；用于煙氣脫硫循環(huán)水場景中，可以有效脫除二氧化硫類氣體，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放……諸多的模塊化功能設(shè)計(jì)均可降低藥耗、減少能耗、并能延長相關(guān)系統(tǒng)設(shè)備的使用壽命。