关于排泥机同步运行自动化控制系统设计的探讨

张君晓

摘 要：排泥机是自来水厂水净化设备中的重要组成部分。在一些利用地表水作为饮用水水源进行深度处理的地区，排泥机同步运行自动化控制系统的应用，可以让水的净化效率得到提升。本文主要对排泥机同步运行自动化控制系统的设计问题进行了探究。

关键词：排泥机 自动化控制系统 系统设计

中图分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）11（b）-0072-02

排泥机是应用于自来水厂沉淀池的一种重要设备。同步运行自动化系统在排泥机中的应用，可以让自来水厂在降低工人劳动强度的基础上，提升生产效率。在以地表水为饮用水水源的地区，同步运行自动化系统的应用，可以在对水厂的运行水耗和运行能耗进行提升的基础上，为自来水深度处理的处理效率提供保障。

1 同步运行自动化控制系统的设计

在传统的排泥机控制系统中，节电器和接触器发挥着至关重要的作用。这些设备所表现出来的故障率高的问题往往会给排泥机控制系统的使用寿命带来不利的影响。在排泥机同步运行自动化系统的应用过程中，相关人员首先对单片机嵌入式控制系统进行了应用，但是从这一技术的应用效果来看，这一技术虽然可以让自来水厂沉淀池的工作成本得到降低，但是这一技术无法对排泥机在耐用性和可靠性等方面的实用要求进行满足，因而基于单片机嵌入式控制系统的排泥机自动化控制系统并不能让自来水厂的自动化水平得到有效提升[1]。

现代化PLC技术与软件组态技术在排泥机控制系统中的应用，可以对这一设备的控制系统在传统的“继电器-接触器”控制模式下出现的问题进行解决，也可以对单片机控制系统汇总存在的系统功能单一性问题进行有效解决。在PLC自动化控制方式应用于排泥机同步运行自动化系统以后，系统可以处于工作独立的自动化状态之中。在以地表水作为饮用水水源的深度处理环境下，相关工作人员可以借助“组态软件集控方式”对排泥机系统进行控制。也就是说，应用了现代化PLC技术的排泥机同步运行自动化系统可以更好地融入自来水厂的整个自动化系统体系之中。在地表水的沉淀过程中，这一系统的运行状态主要有以下两种形式：一是自动化运行方式；二是单机调试运行模式。在设备的试车或检修阶段，相关工作人员可以借助单机调试运行模式完成沉淀池的排泥工作。这一设备的电气系统主要涉及了吸泥泵电机系统、大跑行走驱动电机系统、空开系统和接触器系统等多个系统。排泥机的同步运行自动化控制系统主要由PLC系统、吸泥泵控制系统、排泥机前进后退控制系统和故障报警系统等多个部分组成。

2 排泥机的行走系统设计

行走系统是自来水厂排泥机中的重要系统。在以地表水为饮用水水源的处理模式下，自来水厂沉淀池的污泥沉淀会表现出斜坡状的分布规律。为了更好地对排泥机进行控制，在同步运行自动化控制系统的设计过程中，人们可以将沉淀池泥浆沉淀区的泥浆分布特点看作是阶梯状的分布特点。

在PLC系统应用于沉淀池排泥机同步控制系统以后，系统可能会出现难以进行随机控制的问题。一些特殊算法的应用，可以让PLC系统易于进行顺序控制的问题得到解决[2]。在相关人员借助装置动作的重新规划机制提升沉淀池厚沉积区的排泥能力以后，相关人员需要对同步控制系统的现场可塑性和其在不同环境下的高适应性进行强化。在排泥机应用于以地表水为饮用水水源的处理模式下，工作人员可以借助高可靠性的PLC装置，对水净化工艺所要求的顺序控制方式进行完善，并要借助组态软件技术对排泥机同步运行自动化系统的人机联系进行完善，以便让远程监控人员从自身的工作需要入手，对沉淀池排泥装置的控制过程进行控制。

一般而言，在以地表水为饮用水水源的情况下，自来水厂通常会借助平流式沉淀池处理地表水中的污物。在水沉淀工作开始之前，由水源地抽吸进来的高浊度原水已在反应池进行了加料处理。地表原水在经过反应池加料处理以后可以形成矾花。在沉淀池中，矾花会裹挟着一些具有细粒度的杂质污物沉积于沉淀池的底部。从沉淀池到反应池的出口，杂质、污物的沉积量会表现出阶梯状分布的特点。桁车式排泥机也成为了一种较为常用的排泥机。在传统的排泥机控制系统模式下，排泥机会在杂质、污物的厚沉积区表现出与薄沉积区用力均匀用力的问题。这一问题的出现，会给排泥机系统带来严重的电能浪费。为了在保障设备基本运行的基础上降低浪费，排泥机同步运行自动化系统可以在不改变排泥机运行速度的情况下，对设备的运行次数进行增加。整趟次数、二分之一趟次数和三分之一趟次数的合理确定，可以让排泥机的运行柔性得到强化。一般而言，排泥机在沉淀池内单项运行一整趟的时间为120min，二分之一趟的时间约为60min，三分之一趟的运行时间约为40min。如果桁车式排泥机的轨道中间未安装限位开关，人们可以借助时间段对排泥机半趟至三分之一趟的长度进行控制。智能扫描方式在排泥机同步运行自动化控制系统中的应用，可以让控制系统适应任何长度的[2]沉淀池。在利用智能扫描方式对排泥机的一整趟运行方式进行记录以后，工作人员可以以此为依据，对半趟和三分之一趟的时间基准进行确定，这种设计形式可以让排泥机同步运行自动化系统的灵活性和智能性特征得到强化。

3 排泥机自动运行系统的主要功能

3.1 自学习功能

在控制器投入运行以后，相关人员可以将半趟和三分之一趟的运行时间设置为初始默认值。由于这一默认值并不能对不同池长的要求进行满足，因而设计人员需要对同步运行自动化控制系统的自学習功能进行完善。在以地表水为饮用水水源的水处理模式下，排泥机同步控制系统的自学习功能可以提供由清水区运行至浊水区限位开关处的时间进行确定，进而对二分之一趟和三分之一趟的延时时间进行自动确定。基于池长的默认时间也可以通过动态的方式得到修正。

3.2 状态保护功能

同步运行自动化系统的状态保护功能与排泥机的故障报警系统之间存在着一定的联系。爬轨故障是桁车式排泥机在实际应用过程中经常遇到的问题。在这一故障产生以后，同步运行自动化系统可以实施保护性停车。从排泥机的单向运行过程来看，如果设备在单项运行超过1.5h的情况下尚未遇到限位开关，同步控制系统也会开启停机功能[3]。

4 排泥机同步运行自动化系统模式下的工作模式设计

4.1 运行模式设计

在同步运行自动化系统得到应用以后，操作人员只需按下控制箱中的运行按钮，排泥机就会自动向浊水区运行，如果此时水泵尚未运行，人们可以按动人机界面中的运行按钮。在当前时间到达循环设定天数以后，排泥机会开始新的运行循环。

4.2 停车方式设计

现场和人机界面的停车按钮是让排泥机结束当前运行循环的重要工具。如果排泥机运行完设定的次数以后，排泥机和水泵均会停止运行。在交流电源调电以后，排泥机虽然会出现自然停车的状况，但是其运行状态和设定的参数均会得到保存。

4.3 事故诊断处理机制设计

故障模拟功能的应用，可以让相关人员在调用故障模块以后，对故障进行模拟，进而让维修人员借助控制经验，对故障进行排除。

5 结语

提升运行效率是排泥机同步运行系统的主要设计目标，成本低、功能配置灵活，是这一技术的主要特点。

参考文献

[1] 朱翠英.某自来水厂平流沉淀池排泥机牵引系统改造[J].大众科技，2010（7）：138-139.

[2] 李善田.自来水厂沉淀池排泥装置PLC自控系统设计[J].工业仪表与自动化装置，2008（2）：60-63，66.

[3] 邱志颢.浅谈“虹吸式吸泥机”存在的问题和解决方法[J].中国培训，2014（3）：30-31.endprint