CN203786546U - 一体式配矾投矾控制柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体式配矾投矾控制柜，包括柜体、安装在柜体表面的触摸屏、安装在柜体内的PLC控制器、自动调节阀、电磁流量计、原矾泵和加水电磁阀；所述自动调节阀和电磁流量计通过管道相连接，所述触摸屏、自动调节阀、电磁流量计、原矾泵和加水电磁阀均与PLC控制器电连接。本实用新型为自动化配矾投矾系统提供专用的集成化的控制柜，在配矾投矾时，能够更加方便地进行控制，大大节约了时间，提高了效率。本实用新型能更好地配合配矾投矾系统其他部分，实现配矾投矾工艺的集中操控，该控制柜一体式集成在同一柜体上，移动方便、安装方便快捷。

Description

一体式配矾投矾控制柜

技术领域

本实用新型涉及自来水生产技术领域，特别是一种一体式配矾投矾控制柜。

背景技术

常规的现代净水厂加矾工艺主要包括：絮凝剂的配置、投加、混合、反应、絮凝等。系统主要由自动配矾系统、投加系统等部分构成。 

混凝是净水系统中最重要的处理工艺,也是制水成本的主要组成部分,混凝剂的投加量是否准确直接影响到水处理的全过程，另外，药剂的消耗费用也是制水成本的主要组成部分，加药和沉淀工序的效果直接影响着最终的出厂水水质和处理成本。

目前国内水厂配矾方式大多为人工配矾，由原矾池，高位矾池，手动调节阀，水射器，电子钟和加药管路组成。配矾以小计量池和电子钟为计量，原矾由泵和水射器加到高位矾池，再由化验室检测确定矾液浓度。

加矾则通常采用计量泵投药或者重力+手动调节阀投药。

人工配矾，该配矾方方式需值班人员时刻注意配加液位，防止溢矾，且对矾液浓度难以控制。

计量泵投药方式，以计量泵的频率和冲程作为矾流量控制的间接控制参数，部分由流动电流仪进行反馈控制。计量泵投矾系统如图1所示。加药量可以更具经验得到自动控制，但控制精度不高，而且对值班人员的观测水平和现场工作经验要求比较高，设备所需维护量相对较大。同时据实际使用经验，流动电流仪反馈值在精度和稳定性方面有待提高，设备的故障率和维护工作较高；计量泵的频率和冲程与理论流量之间存在严重的非线性，当计量泵的隔膜劣化后，流量还将大大降低，危及生产安全。

   重力+手动调节阀方式， 通常配备相应的转子流量计作物投加量反馈，加药量可以精确控制。但这种方式需要加药工作人员凭经验估算投矾量，并只能在现场手动操作，使得投矾人员工作量很大，要时刻关注源水流量、浊度变化来调节阀门，并容易产生人为失误。

经检索，现有技术中，发明专利“自来水混凝投矾自动化控制算法”（CN101556458）公开了一种基于人工神经网络进行前馈控制和基于模 糊反馈控制的自来水混凝投矾自动化控制算法，它包括：通过人 工神经网络对投矾控制的过程参数进行学习，识别系统参数中间 的内在对应关系，从而对芯的检测源水参数的控制值进行预测， 然后通过模糊控制反馈的方法对预测值进行修正，最终得到一个 符合需要的投矾控制量去控制计量泵工作，完成投矾控制的全过 程。实用新型“一种自来水混凝投矾的执行机构”（CN201942549U）公开了一种自来水混凝投矾的执行机构，属于自动控制领域。所述执行机构设置在进矾管和出矾管之间，所述执行机构包括离心泵、电子式调节阀、流量控制器和流量计，所述离心泵的进口与所述进矾管相连，所述离心泵的出口经所述电子式调节阀及所述流量计连接至所述出矾管，所述电子式调节阀、所述流量控制器及所述流量计组成流量控制回路。本实用新型“重力自流投矾专用电子式调节阀”（CN201407362）公开了一种重力自流投矾专用电子式调节阀，它 包括阀体，阀体内设阀座，阀杆穿过阀体并与之密封，阀杆前端 连接阀芯，阀芯上端设水平限位及密封凸台，凸台下设密封柱塞， 密封柱塞向下具有一个不大于2°的收缩角度；密封柱塞的移动 行程25毫米≥H≥16毫米；阀座上端面的密封孔孔径D≤10毫米。 “自来水生产断矾自动应急处理装置”（CN201338959）本实用新型公开了一种自来水生产断矾自动应急处理装置，它包括矾溶液主供应泵，矾溶液辅助供应泵，与矾溶液主供应泵和/或矾溶液辅助供应泵连接联通的矾溶液供应管，矾溶液供应管上设有矾溶液流量计，矾溶液流量计的信号输出连接到可编程序自动化控制器；可编程序自动化控制器的信号输出端连接到矾溶液辅助供应泵的启闭控制端；可编程序自动化控制器用于对矾溶液主供应泵和矾溶液辅助供应泵动作的自动控制。 “脉动式自动投矾机”（CN2551637）公开了一种能执行电信号的脉动式自动投矾机。压力水电磁阀安装在水射器的进水管道上，与清水阀并联；清水阀与清水电磁阀串联；手动调矾阀、流量计、止回阀三者顺序串联后与清水电磁阀并联，之后再与水射器连接；缓冲器水平安装在水射器的出液管道上。以上现有技术，均没有很好地克服自来水生产中配矾和加矾自动化程度低，工人的劳动强度大的弊端，有必要进一步加以改进，所使用的设备分散，使用起来很不方便，移动也困难，有必要进一步加以改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种一体式配矾投矾控制柜，其能更好地配合配矾投矾系统其他部分，实现配矾投矾工艺的集中操控，该控制柜移动方便、安装方便快捷。

本实用新型采用的技术方案是：所述一体式配矾投矾控制柜，包括柜体、位于柜体上部的电气部分和位于柜体下部的管路设备部分，所述电气部分包括安装在柜体内的PLC控制器，所述管路设备部分包括安装在柜体内的自动调节阀、电磁流量计、原矾泵和加水电磁阀；所述自动调节阀和电磁流量计通过管道相连接，所述自动调节阀、电磁流量计、原矾泵和加水电磁阀均与PLC控制器电连接。

所述一体式配矾投矾控制柜还包括触摸屏，所述触摸屏安装在柜体上部表面，所述触摸屏与PLC控制器电连接。

所述一体式配矾投矾控制柜还包括原矾管接头、进水管接头和出矾管接头；所述原矾泵通过管道连接原矾管接头，所述加水电磁阀通过水管连接进水管接头，所述电磁流量计通过管道连接出矾管接头。

所述原矾管接头、进水管接头和出矾管接头均安装在柜体上，所述原矾管接头、进水管接头和出矾管接头上均安装有阀门或采用阀门接头。优选地，所述原矾管接头、进水管接头和出矾管接头均安装在柜体底部。

所述一体式配矾投矾控制柜还包括配水混合井接头和沉淀池接头，所述自动调节阀通过管道分别连接配水混合井接头和沉淀池接头；所述配水混合井接头和沉淀池接头安装在柜体的底部或侧面，所述配水混合井接头和沉淀池接头上均安装有阀门或采用阀门接头。

所述原矾泵包括1#原矾泵和2#原矾泵，所述自动调节阀、电磁流量计和加水电磁阀的个数为两个。

所述一体式配矾投矾控制柜的高度优选为2米。

所述一体式配矾投矾控制柜还可包括安装在电气部分的手动控制箱，电气部分还安装有其他用于实现配矾投矾工艺集中操控的必要的电气元件。

所述PLC控制器配有矾投加量计算与控制模块、矾液浓度计算模块、矾池液位控制模块等多种智能模块。

本实用新型的有益效果是：本实用新型为自动化配矾投矾系统提供专用的集成化的控制柜，在配矾投矾时，能够更加方便地进行控制，大大节约了时间，提高了效率。本实用新型能更好地配合配矾投矾系统其他部分，实现配矾投矾工艺的集中操控，该控制柜将相关部件一体式集成在同一柜体上，移动方便、安装方便快捷。

附图说明

图1是现有技术中的计量泵投矾系统；

图2是一体式配矾投矾控制柜的结构示意图。

图中：1、PLC控制器，2、触摸屏，3、电磁流量计，4、自动调节阀，5、原矾泵，6、加水电磁阀，7、原矾管接头，8、进水管接头，9、出矾管接头，10、配水混合井接头，11、沉淀池接头，12、柜体。

具体实施方式

如图2所示，所述一体式配矾投矾控制柜包括柜体12、位于柜体上部的电气部分和位于柜体下部的管路设备部分，所述电气部分包括安装在柜体表面的触摸屏2、安装在柜体内的PLC控制器1和其他电气元件。所述管路设备部分包括安装在柜体内的电磁流量计3、自动调节阀4、原矾泵5和加水电磁阀6；所述自动调节阀和电磁流量计通过管道相连接，所述触摸屏、自动调节阀、电磁流量计、加水电磁阀和原矾泵均与PLC控制器电连接。

柜体底部安装有原矾管接头7、进水管接头8、出矾管接头9、配水混合井接头10和沉淀池接头11；所述电磁流量计通过管道连接出矾管接头，所述自动调节阀通过管道分别连接配水混合井接头和沉淀池接头（方便连接出矾管将配好的原矾送至投加点），所述加水电磁阀通过水管连接进水管接头，所述原矾泵通过管道连接原矾管接头。

本实用新型使用时，将一体式配矾投矾控制柜与配矾投矾系统的其他相关组成部分连接好：将连接原矾池、高位矾池的原矾管安装到柜体上的原矾管接头上，将进水管安装到进水管接头上，将出矾管安装到出矾管接头、配水混合井接头和沉淀池接头上，并连接上电源。

所述一体式配矾投矾控制柜还可包括安装在电气部分的手动控制箱。

一种配矾投矾系统，以智能配矾投矾系统经验数据、智能算法为基础，PLC为控制核心部件，采用工控机或触摸屏作为人机接口设备，结合配矾、投矾等系统设备组成。

所述配矾投矾系统包括PLC控制器、原矾池、高位矾池、原矾泵、搅拌机、原矾管、阀门、带加水电磁阀的进水管、原矾池液位计、高位矾池液位计、源水流量仪表、源水浊度仪表、源水采样管、出矾管、过滤器、反冲洗防堵阀门、自动调节阀和电磁流量计；所述原矾池和高位矾池通过原矾管相连，所述原矾泵和阀门安装在原矾管中间，所述搅拌机安装在高位矾池上；所述出矾管的一端连接高位矾池，所述源水流量仪表和源水浊度仪表安装在源水采样管上。所述进水管连接高位矾池，所述原矾池安装有原矾池液位计，所述高位矾池安装有高位矾池液位计；所述自动调节阀和电磁流量计安装在出矾管中间；所述过滤器和反冲洗防堵阀门安装在邻近高位矾池的出矾管上。所述加水电磁阀、原矾泵、搅拌机、液位计、源水流量仪表、源水浊度仪表、自动调节阀和电磁流量计均与PLC控制器电连接。

将上述PLC控制器、自动调节阀、电磁流量计、加水电磁阀、原矾泵等一体式集成安装在同一个柜体上，组成一体式配矾投矾控制柜；该一体式配矾投矾控制柜包括两部分：位于柜体上部的电气部分和位于柜体下部的管路设备部分；所述电气部分包括PLC控制器、其他电气元件和手动控制箱，在电气部分还设置一个触摸屏，所述触摸屏安装在柜体表面，所述触摸屏与PLC控制器电连接；所述管路设备部分包括自动调节阀、电磁流量计、加水电磁阀和原矾泵以及各种连接用的接头。

所述原矾泵包括1#原矾泵和2#原矾泵；所述原矾池包括1#原矾池和2#原矾池，所述高位矾池包括1#高位矾池和2#高位矾池。 

配矾控制以PLC为核心组成，对于每个控制对象（阀或泵）都有现场手动、远程点动、自动运行模式，便于设备的安装调试和维修。   

投矾系统主要由PLC控制器、高位矾池、高位矾池液位计、自动调节阀、电磁流量计、出矾管、源水流量仪表，原水浊度仪表和手动控制箱组成。其中，PLC控制器、高位矾池、高位矾池液位计等设备部件为配矾系统和投矾系统所共用的。

以下对各组成部分作进一步说明。

原矾泵：用于将原矾从原矾池送至高位矾池与水混合进行稀释配药。该设备设置二台（一用一备）

原矾池液位计：记录消耗的原矾量，数据参与配矾公式计算，并由控制系统提示值班人员。

加水电磁阀：控制加水，对原矾进行稀释。

高位矾池液位计：测定高位矾池液位，由配矾算法计算出投加原矾的液位高和配水的液位高，通过液位信号控制原矾泵和加水电磁阀的动作。

高位矾池：即稀释矾池，贮存稀释矾液，矾液从原矾池用提升泵提升到高位矾池稀释，搅拌机进行搅拌，搅拌机可远程或者现场控制。

    自动调节阀：控制矾液的投加量，控制方式为对药剂流量的检测以及流量负反馈进行调节。可远程和现场手动进行控制。

电磁流量计：读取投加矾液流量，同时给调节阀反馈信号。

源水流量仪表和源水浊度仪表：装于源水采样管上。

手动控制箱：在本地情况下可现场手动控制原矾泵、铁泵和搅拌机等。

一种智能配矾投矾方法，以智能配矾投矾系统经验数据库、智能算法为基础，以PLC控制器为控制核心部件，采用工控机作为人机接口设备，自动计算和控制矾液的液位、浓度、矾投加量；包括如下步骤：

步骤一：在PLC控制器控制下自动进行配矾，主要工艺如下：

（1）接通一体式配矾投矾控制柜的电源，打开PLC控制器，选择配矾模式；确定用于配矾的原矾池；

（2）记录当前高位矾池中的矾液浓度、液位；读取配矾设定浓度、设定液位；

（3）计算配矾浓度、配矾液位：通过PLC控制器，以智能配矾投矾系统经验数据库、智能算法为基础，根据原矾和水的有关参数确定原矾和水的比例关系，计算出高位矾池中配矾液位、配矾浓度；

（4）启动原矾泵，将原矾从原矾池提升到高位矾池；

（5）读取高位矾池液位计的数值，待高位矾池中的原矾液位达到设定值后，停止原矾泵； 

（6）打开高位矾池上的进水管的加水电磁阀放水，读取高位矾池液位计的数值，放水至高位矾池中的液位达到设定值，关闭加水电磁阀；

（7）启动搅拌机工作，进行搅拌，达到预定时间后，停止搅拌；

（8）完成配矾工作；

步骤二：在PLC控制器控制下自动进行投矾，主要工艺如下：

（1）根据源水的有关参数，通过PLC控制器，以智能配矾投矾系统经验数据库、智能算法为基础，计算出矾耗和理论投加矾流量；

（2）选择控制模式，确定所需的矾投加量；

（3）开始投矾，通过PID控制程序、根据当前矾投加量和反馈信号控制自动调节阀开度，从而控制矾投加量； 

（4）完成投矾工作。

所述一体式配矾投矾控制柜的大小和具体安装位置等可结合实际需要确定；原矾管、出矾管、进水管和源水采样管等各种管线的具体布置可结合实际需要确定。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种一体式配矾投矾控制柜，其特征是，包括柜体、位于柜体上部的电气部分和位于柜体下部的管路设备部分，所述电气部分包括安装在柜体内的PLC控制器，所述管路设备部分包括安装在柜体内的自动调节阀、电磁流量计、原矾泵和加水电磁阀；所述自动调节阀和电磁流量计通过管道相连接，所述自动调节阀、电磁流量计、原矾泵和加水电磁阀均与PLC控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的一体式配矾投矾控制柜，其特征是，还包括触摸屏，所述触摸屏安装在柜体上部表面，所述触摸屏与PLC控制器电连接。

3.根据权利要求1所述的一体式配矾投矾控制柜，其特征是，还包括原矾管接头、进水管接头和出矾管接头；所述原矾泵通过管道连接原矾管接头，所述加水电磁阀通过水管连接进水管接头，所述电磁流量计通过管道连接出矾管接头。

4.根据权利要求3所述的一体式配矾投矾控制柜，其特征是，所述原矾管接头、进水管接头和出矾管接头均安装在柜体上，所述原矾管接头、进水管接头和出矾管接头均安装有阀门或采用阀门接头。

5.根据权利要求4所述的一体式配矾投矾控制柜，其特征是，所述原矾管接头、进水管接头和出矾管接头均安装在柜体底部。

6.根据权利要求1所述的一体式配矾投矾控制柜，其特征是，还包括配水混合井接头和沉淀池接头，所述自动调节阀通过管道分别连接配水混合井接头和沉淀池接头；所述配水混合井接头和沉淀池接头安装在柜体底部或侧面，所述配水混合井接头和沉淀池接头均安装有阀门或采用阀门接头。

7.根据权利要求1所述的一体式配矾投矾控制柜，其特征是，所述原矾泵包括1#原矾泵和2#原矾泵，所述自动调节阀、电磁流量计和加水电磁阀的个数为两个。

8.根据权利要求1所述的一体式配矾投矾控制柜，其特征是，所述一体式配矾投矾控制柜的高度为2米。

9.根据权利要求1所述的一体式配矾投矾控制柜，其特征是，还包括安装在电气部分的手动控制箱和电气元件。