基于嵌入式控制器的电站废水处理的控制系统

锅炉作为热电站的主要设备，要求安全长周期运行，其中结垢是影响寿命的主要因素，对水的要求比较高。锅炉用水是将水在一定的温度和压力下加热产生蒸汽，用蒸汽作为传热和动力的介质，对于低压和中压锅炉，这种锅炉对水质要求稍低；而高压锅炉对水质要求非常高。凡能导致锅炉、给水系统及其它热力设备腐蚀、结垢及引起汽水共腾现象，使离子交换树脂中毒的杂质如溶解氧、可溶性二氧化硅、铁以及余氯等都应大部分或全部出去。在锅炉水处理中，锅炉补充水的离子交换水处理是最基本和最重要的水处理方法，我单位三个电站均采用这种方法。离子交换树脂失效后必须加碱或加酸进行还原，因此产生大量的酸碱废水，直接外排不但影响环境，而且受到环保部门的监视，造成不必要的损失，直接影响经济效益。一、酸碱废水处理方法废水排放的国家标准为ph值在6.0～8.5之间，因而废水处理的基本方法：酸性水碱，碱性水加酸，即废水中和处理，使废水的ph值达到6.0～8.5之间，进行合格排放。理想的情况是采用在线处理方法，即一边排放，一边根据检测的ph值加酸或加碱，达到中性水的标准，是我们科技人员追求的目标，但由于受到来水水质以及ph值检测滞后等因素的影响，目前国内还没有成功应用的案例。我单位二电站废水处理改造前的方法基本上是按这种原理，并且采用了plc可编程控制器，效果不理想。现在普遍采用静态处理方法，即将化学废水集中到处理池子中，当池子的液位达到一定高度时进行中和处理。根据阴阳床还原水的特点，阳床多于阴床，处理池中废水一般呈酸性，加适当碱进行中和即能达标。怎样加碱加多少碱，是我们研究的主要问题。过去的方法靠人工加碱，由于没有在线ph计，加碱过程只能凭感觉，不是加多了就是加少了。因此我单位提出对原系统进行改造，采用计算机控制加碱过程。加多少碱由计算机根据在线ph值自动进行。由于每天处理的废水量大，要求每池废水处理的时间越短越好，即要求加完碱后，池中很快混合均匀。混合的方法有： ①池中加搅拌机搅拌，如二电站改造前的小中和池方案；②池中加爆气头进行搅拌，如一电站采取的多点加碱加爆气头方案；③加循环泵使水循环，如二电站的循环管道加碱方案，碱不但在管道中混合均匀，而且经过池中的循环达到均匀。二、计算机控制的酸碱废水处理原理锅炉水处理系统的酸碱废水处理现场和操作室之间距离比较远，强电控制柜放在现场控制室，为了防止干扰计算机通过中间继电器去控制。酸碱废水处理现场由处理池、贮水池、碱罐、加碱泵、用于处理池搅拌的循环泵或风机、用于处理池和贮水池之间的倒水泵、电动阀门以及各种测量仪表组成。需要检测的数据：处理池和贮水池的液位、碱罐液位、管道ph值、池子ph值、外排ph值和流量。需要控制的设备有：循环液下泵或风机、倒水泵、加药计量泵、电动阀门原理：测量数据直接进入控制器中，各种电机的控制是由控制器的开关量输出控制中间继电器的吸合，再由中间继电器的常开触点控制现场控制柜的各回路的接触器动作，从而启动或停止各设备工作。同时接触器的一对常开触点闭合，反馈给继电器柜的输入继电器，中间继电器的触点作为控制器的开关量输入，输入给计算机用以判断设备是否可靠启动，以及判断设备的运行状态。 图1 控制系统结构图各设备的操作可以在三个地方操作：①计算机画面上通过鼠标操作；②现场控制柜面板上的操作；③设备旁的操作按钮操作。三、控制系统设计3.1 系统硬件配置系统采用上下位机的控制方式。上位机采用工业pc机，与下位机采用485进行通信，上位机主要完成工艺流程画面的显示，实时采集各点值，并在画面上动态显示实际值，自动保存各点值，自动报警、统计打印、报表等。下位机采用台湾泓格的i-8811嵌入式控制器，它由各种ai、ao、di、do等卡件组成。其功能，现场信号经过线缆，传输到信号处理卡，处理成便于计算机处理的1～5v直流信号，a/d转换后，经过485上传给上位机。对于调节回路各回路的输