智能型循環(huán)水處理的原理和設(shè)計(jì)模型

中央空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)水處理主要是達(dá)到防腐蝕、防結(jié)垢、防菌藻滋生、防粘泥附著等效果。現(xiàn)在常用的化學(xué)水處理方法是：通過(guò)對(duì)管道及設(shè)備的清洗、預(yù)膜后添加緩蝕阻垢劑達(dá)到防腐蝕的目的；通過(guò)控制循環(huán)水的濃縮倍數(shù)和添加緩蝕阻垢劑達(dá)到防結(jié)垢的目的；通過(guò)添加殺菌滅藻劑，防止藻類、微生物滋生來(lái)防粘泥附著的目的。為達(dá)到智能控制的目的，可以設(shè)計(jì)以下的模型：

1、依據(jù)補(bǔ)充水量精確添加緩蝕阻垢劑到循環(huán)水中；

2、通過(guò)預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔，精確添加殺菌滅藻劑，防止藻類、微生物滋生。

3、通過(guò)電導(dǎo)控制器檢測(cè)水的電導(dǎo)率，控制排污電磁閥排污，達(dá)到控制循環(huán)水的濃縮倍數(shù)。

根據(jù)以上設(shè)計(jì)模型的控制方式，我們選擇使用可編程邏輯控制器(PLC)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)計(jì)算和控制，．達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控和處理的目的(原理如示意圖1)。

為什么選用PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化控制目的

國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)對(duì)PLC的定義是：“PLC是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程。而有關(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。”PLC系統(tǒng)功能完善，性能可靠，特別適用于各種形式的開關(guān)量的輸入與輸出控制，而且對(duì)模擬量的處理能力也很強(qiáng)。我們提出的設(shè)計(jì)模型主要有8個(gè)開關(guān)控制量，其中輸入部分有4個(gè)開關(guān)量，分別是補(bǔ)充水量、電導(dǎo)率、時(shí)間間隔和PH值，輸出部分也有4個(gè)開關(guān)量，分別是三個(gè)計(jì)量泵和一個(gè)排污電磁閥，使用PLC控制最為合適和經(jīng)濟(jì)。PLC相對(duì)于繼電器控制器來(lái)講屬于“軟連接”，其控制邏輯以程序方式存儲(chǔ)在內(nèi)存中，要改變控制邏輯，只需改變控制程序即可，不用象繼電器控制系統(tǒng)那樣去改變系統(tǒng)的元器件和接線，其靈活性和擴(kuò)展性都很好。當(dāng)針對(duì)已有的水處理方案進(jìn)行修改或者針對(duì)不同的水處理設(shè)計(jì)方案時(shí)，可以方便地通過(guò)改寫PLC的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的控制目的，適應(yīng)性廣。

系統(tǒng)智能控制過(guò)程模擬：當(dāng)補(bǔ)水流量達(dá)到一定值(如1噸，由水處理方案確定，這里只是假設(shè)，下同)。提供一信號(hào)給PLC，PLC發(fā)出指令，緩蝕阻垢劑流量泵開啟定量加藥(如1分鐘>；殺菌滅藻劑由PLC定時(shí)(如6小時(shí))加藥一次；電導(dǎo)率偏離值達(dá)到一定程度(如超過(guò)設(shè)定值10％以上)，給PLC一個(gè)信號(hào)，PLC就開啟排污閥(如1分鐘)，循環(huán)直至電導(dǎo)率達(dá)到要求。PH值可采用與電導(dǎo)率相同的控制辦法。

系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)一

1、通過(guò)自動(dòng)均勻連續(xù)加藥，保證藥劑濃度恒定，避免手工加藥產(chǎn)生的藥劑濃度前高后低的現(xiàn)象，能夠最大限度發(fā)揮水處理的藥效。

2、水質(zhì)控制穩(wěn)定，水處理效果好，降低空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行成本。可實(shí)現(xiàn)較高濃縮倍數(shù)，節(jié)約水資源和藥劑。

3、提高冷卻水處理的自動(dòng)化水平和技術(shù)含量。

4、系統(tǒng)功能擴(kuò)展性強(qiáng)。可以實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)率、PH值等的實(shí)時(shí)檢測(cè)；補(bǔ)充水、排放水累計(jì)水量的統(tǒng)計(jì)；遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)監(jiān)控等。

5、應(yīng)用廣泛。通過(guò)有針對(duì)性的技術(shù)改造，可以將該系統(tǒng)應(yīng)用于其他行業(yè)的水處理系統(tǒng)中。

系統(tǒng)不足之處：

1、自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備及控制設(shè)備多，因此相對(duì)人工處理，設(shè)備的初投資大，而且對(duì)自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備及控制設(shè)備的可靠性要求高，如果自動(dòng)檢測(cè)及控制設(shè)備的性能不過(guò)關(guān)，將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)
的故障率高，影響系統(tǒng)的水處理效果。

2、系統(tǒng)技術(shù)含量高，不僅有機(jī)械、電子和自控方面的設(shè)備，還要有專門的應(yīng)用軟件。因此對(duì)日常管理及維護(hù)人員的技術(shù)要求高，不但要有機(jī)械、電子和自控方面技能，還要有電腦軟件應(yīng)用能力。

待解決的技術(shù)問(wèn)題：

系統(tǒng)關(guān)鍵部分——可編程邏輯控制器(PLC)選用及軟、

硬件件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以由暖通技術(shù)人員配合專業(yè)的軟、硬件開發(fā)公司來(lái)開發(fā)，并完成系統(tǒng)的集成。整個(gè)系統(tǒng)還需要工程應(yīng)用層面的細(xì)化設(shè)計(jì)，如電氣原理圖和安裝圖，管道及設(shè)備安裝圖，電器元器件的選用及匹配等等。