流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)抗干擾能力的

流動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制系統(tǒng)抗干擾能力的研究論文名稱：流動(dòng)動(dòng)電流混凝投投藥自動(dòng)控制制系統(tǒng)抗干擾擾能力的研究究作者：黃國國忠李圭白摘要要：本文闡述述在國內(nèi)一些些自來水公司司水廠應(yīng)用流流動(dòng)電流混凝凝投藥自動(dòng)控控制系統(tǒng)的調(diào)調(diào)試過程中所所遇干擾問題題，并通過具具體實(shí)驗(yàn)找到到解決干擾問問題的方法，為為流動(dòng)電流自自控系統(tǒng)在有有干擾存在的的情況下的應(yīng)應(yīng)用提供了重重要經(jīng)驗(yàn)。關(guān)關(guān)鍵字：流動(dòng)動(dòng)電流混凝投藥自動(dòng)控制抗干擾ThestuudyabboutaabilittyofoverccometthediistutbbanceforsstreammingccurrenntsysstemHuuangGGouzhoongLiiGuibbai(ScchoolofMuunicippal&Envirromenttal,HHarbinnInsttitudeeofTTechnoology,,Harbbin1550090,,Chinna)Abstrract：Theaarticlledisscusseedtheeprobblemwwhichwerefounddinuusingthesstreammingccurrenntconntrolmethoodforrcoaggulanttdosaagesyysteminthhewattertrreatmeentpllantsinouurcouuntry,,andhavefounddthepropeersollutionnforthisprobllem.GGivinggtheimporrtantsuggeestionntooovercoomethhisdiisturbbancesituaation..Keywoords：steammingccurrennt,cooagulaant,ddosagee,auttomatiicconntrollling,overccomeddisturrbancee1.流動(dòng)電流流混凝投藥自自動(dòng)控制系統(tǒng)統(tǒng)的檢測(cè)控制制原理混凝投藥是是水處理工藝藝中的重要環(huán)環(huán)節(jié)之一，位位于水處理工工藝的前端。投投藥量的多少少直接影響后后續(xù)工藝的處處理效果，因因此，研究該該環(huán)節(jié)的自動(dòng)動(dòng)控制非常有有意義，國內(nèi)內(nèi)外眾多學(xué)者者都對(duì)其進(jìn)行行了廣泛深入入的研究。這這些研究中，應(yīng)應(yīng)用的最為成成功的當(dāng)屬流流動(dòng)電流混凝凝投藥自控技技術(shù)。該技術(shù)術(shù)在80年代開始應(yīng)應(yīng)用，到了90年代已經(jīng)被被大量的國內(nèi)內(nèi)外水廠所采采用。[1]]流動(dòng)電電流混凝投藥藥自動(dòng)控制技技術(shù)的原理為為：水中膠體體粒子加藥后后，其ζ電位會(huì)發(fā)生生變化，從而而引起流動(dòng)電電流的變化，膠膠體電荷遠(yuǎn)程程傳感器通過過檢測(cè)流動(dòng)電電流的變化可可以準(zhǔn)確地反反映水中加藥藥量的多少，并并傳遞信號(hào)給給檢測(cè)控制儀儀，控制儀根根據(jù)傳感器傳傳遞來的信號(hào)號(hào)，經(jīng)過程序序的處理，輸輸出控制信號(hào)號(hào)給變頻柜，通通過改變供電電頻率來調(diào)整整投藥泵的投投藥量，使之之達(dá)到最佳值值。干擾問問題是流動(dòng)電電流混凝投藥藥自動(dòng)控制系系統(tǒng)在生產(chǎn)應(yīng)應(yīng)用中常遇到到的重要問題題，常由于不不能及時(shí)排除除干擾而致應(yīng)應(yīng)用失敗。相相反地，干擾擾問題卻很少少得到報(bào)道。本本文提供幾則則排除干擾的的實(shí)例，可供供工程界參考考。2.流動(dòng)電流流混凝投藥自自動(dòng)控制系統(tǒng)統(tǒng)的干擾原因因流動(dòng)電流混混凝投藥自動(dòng)動(dòng)控制系統(tǒng)在在實(shí)際工程中中遇到的干擾擾主要有以下下的兩方面原原因：水水質(zhì)及混凝藥藥劑方面；由由于流動(dòng)電流流控制系統(tǒng)的的檢測(cè)裝置傳傳感器是直接接與水樣接觸觸的，因此，如如水中含有大大量藻類、大大量有機(jī)污染染物、混凝藥藥劑為有機(jī)高高分子藥劑或或粘附性強(qiáng)的的藥劑會(huì)沾污污傳感器探頭頭，造成檢測(cè)測(cè)信號(hào)失真，從從而導(dǎo)致控制制系統(tǒng)不能正正常的進(jìn)行控控制工作。電控方面面；流動(dòng)電流流控制系統(tǒng)的的傳感信號(hào)和和控制信號(hào)均均為弱電信號(hào)號(hào)，因此一旦旦有強(qiáng)電信號(hào)號(hào)在流動(dòng)電流流控制系統(tǒng)的的傳感或控制制信號(hào)線附近近存在時(shí)就會(huì)會(huì)產(chǎn)生干擾，會(huì)會(huì)對(duì)控制系統(tǒng)統(tǒng)的正常工作作產(chǎn)生影響；；當(dāng)傳感器接接地不符合要要求時(shí)，也會(huì)會(huì)對(duì)流動(dòng)電流流的檢測(cè)造成成干擾；電源源的污染（如如動(dòng)力電源存存在大幅度的的電壓或電流流變化）、控控制系統(tǒng)周圍圍有強(qiáng)電信號(hào)號(hào)源（如大的的電控柜、控控制器等）、控控制系統(tǒng)所放放置的房間屏屏蔽不好內(nèi)的的都會(huì)造成流流動(dòng)電流控制制系統(tǒng)的干擾擾，影響流動(dòng)動(dòng)電流混凝投投藥自動(dòng)控制制系統(tǒng)的正常常工作。流動(dòng)電電流投藥控制制系統(tǒng)遇到干干擾，可能出出現(xiàn)檢測(cè)值無無規(guī)律的上下下波動(dòng)、檢測(cè)測(cè)值定時(shí)定向向的有規(guī)律變變化、計(jì)量泵泵的投藥量不不能及時(shí)隨檢檢測(cè)值變化而而變化等現(xiàn)象象。此時(shí)流動(dòng)動(dòng)電流控制系系統(tǒng)已不能準(zhǔn)準(zhǔn)確及時(shí)的隨隨水質(zhì)水量的的變化進(jìn)行投投藥量的控制制，必須找到到干擾源并加加以排除才能能使其恢復(fù)正正常工作。3.流動(dòng)電流流混凝投藥自自動(dòng)控制系統(tǒng)統(tǒng)干擾問題及及解決方法實(shí)實(shí)例3.1流動(dòng)電電流混凝投藥藥控制系統(tǒng)由由混凝藥劑所所引起的干擾擾3.1.11應(yīng)用水廠情情況簡介該水水廠位于四川川某城市，水水廠原水為黃黃河水，平時(shí)時(shí)濁度為100~11000NTTU，最高濁度100000NTU以上，pH為中性，其其余的水質(zhì)指指標(biāo)無特異的的變化。該水水廠的工藝流流程見下圖1。3.1.2初初始應(yīng)用情況況流動(dòng)電流控控制系統(tǒng)安裝裝完成后，進(jìn)進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試試。開始兩天天系統(tǒng)采用手手動(dòng)控制的方方式運(yùn)行，檢檢測(cè)值比較穩(wěn)穩(wěn)定可以隨著著原水濁度變變化及時(shí)調(diào)整整混凝劑的投投加量，兩天天后改為自動(dòng)動(dòng)控制，開始始時(shí)系統(tǒng)能夠夠正常運(yùn)行，但但隨著時(shí)間的的推移檢測(cè)值值變得很不穩(wěn)穩(wěn)定，檢測(cè)值值在一天之內(nèi)內(nèi)在水質(zhì)水量量都無很大變變化的情況下下發(fā)生數(shù)次無無規(guī)律的變化化，混凝劑投投量無法達(dá)到到自動(dòng)控制，導(dǎo)導(dǎo)致澄清池的的出水時(shí)清時(shí)時(shí)渾不能達(dá)到到出水水質(zhì)要要求。具體情情況見下面圖圖2。3.1.3解解決方法的研研究根據(jù)據(jù)以上分析，進(jìn)進(jìn)行了逐項(xiàng)的的實(shí)驗(yàn)研究。首首先，排除儀儀器設(shè)備存在在質(zhì)量問題，逐逐一更換了流流動(dòng)電流檢測(cè)測(cè)系統(tǒng)中的各各部裝置，從從傳感器到控控制儀都用嶄嶄新的并經(jīng)過過嚴(yán)格檢驗(yàn)的的儀器進(jìn)行替替代實(shí)驗(yàn)，發(fā)發(fā)現(xiàn)檢測(cè)值仍仍然呈不定時(shí)時(shí)無規(guī)律變化化，從而確定定不是儀器質(zhì)質(zhì)量問題。其其次，排除了了電源污染的的因素，認(rèn)真真檢查了電源源并對(duì)其周圍圍的用電單位位進(jìn)行了細(xì)致致的調(diào)查，確確認(rèn)該廠內(nèi)部部及周圍不存存在能對(duì)其動(dòng)動(dòng)力電源造成成污染的污染染源。并且由由以上紀(jì)錄情情況可知，流流動(dòng)電流檢測(cè)測(cè)值的變化是是無規(guī)律的而而且是不定時(shí)時(shí)的，這樣就就可以排除是是由于象定時(shí)時(shí)電源污染引引起的定時(shí)干干擾的存在。由由于流動(dòng)電流流的檢測(cè)值的的變化是逐漸漸出現(xiàn)而不是是一開始運(yùn)行行就有的，因因此可以排除除由電控方面面的干擾所引引起的。再次次，對(duì)流動(dòng)電電流控制系統(tǒng)統(tǒng)傳感器的接接地情況進(jìn)行行了重新檢查查，經(jīng)過仔細(xì)細(xì)的分析和測(cè)測(cè)試，確定其其傳感器的地地線不合要求求。因此，重重新進(jìn)行了傳傳感器的地線線安裝，以三三根銅管焊接接而成的柱體體為接地線的的基礎(chǔ)，并深深埋入地面1.5米以下，測(cè)測(cè)得的電阻R〈1Ω，完全符合合國際標(biāo)準(zhǔn)。改改造完成后進(jìn)進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)測(cè)測(cè)，發(fā)現(xiàn)在無無計(jì)量泵的啟啟停時(shí)流動(dòng)電電流系統(tǒng)可以以正常工作，檢檢測(cè)值變化穩(wěn)穩(wěn)定及時(shí)。接接下來將變頻頻控制柜的安安裝位置移至至電控間，而而自動(dòng)控制儀儀仍留在值班班室。方案實(shí)實(shí)施后，流動(dòng)動(dòng)電流控制系系統(tǒng)仍然未能能正常的工作作，經(jīng)一周的的監(jiān)測(cè)，檢測(cè)測(cè)值仍然不穩(wěn)穩(wěn)定，投藥量量也不能得到到很好的控制制。最后，取取混凝劑進(jìn)行行分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在高濁度水水的情況下使使用了含有有有機(jī)高分子成成分的助凝劑劑。因此，改改變了高分子子助凝劑的投投加點(diǎn)，使其其在流動(dòng)電流流取樣完成后后再投加，而而助凝劑的控控制采用按一一定的比例投投加的方式。方方案實(shí)施后，經(jīng)經(jīng)半月的監(jiān)測(cè)測(cè)流動(dòng)電流混混凝投藥控制制系統(tǒng)檢測(cè)值值穩(wěn)定，投藥藥量得到很好好的控制，出出水水質(zhì)達(dá)到到所要求的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。圖3是一天運(yùn)行行情況的紀(jì)錄錄。3.2流動(dòng)電電流混凝投藥藥自動(dòng)控制系系統(tǒng)由于電源源污染所造成成的干擾3.2.11應(yīng)用水廠情情況簡介此水廠位于于山東沿海某某城市。該水水廠原水為地地表水，常年年濁度為20~300NTU，最高濁度100NTTU，pH為中性，其其余的水質(zhì)指指標(biāo)無特異的的變化。該水水廠的工藝流流程見下圖4。投藥藥點(diǎn)在進(jìn)水管管管式混合器器之前，傳感感器的取樣點(diǎn)點(diǎn)設(shè)在管式混混合器出口處處。傳感器設(shè)設(shè)在靠近取樣樣點(diǎn)的反應(yīng)池池壁上。3..2.2流動(dòng)電流的的初始應(yīng)用情情況流動(dòng)動(dòng)電流控制系系統(tǒng)安裝完成成后，進(jìn)行系系統(tǒng)調(diào)試。開開始兩天系統(tǒng)統(tǒng)采用手動(dòng)控控制的方式運(yùn)運(yùn)行，檢測(cè)值值比較穩(wěn)定。兩兩天后開始自自動(dòng)控制，第第一天運(yùn)行基基本穩(wěn)定，但但發(fā)現(xiàn)在上午午7-8時(shí)及下午4-5時(shí)，檢測(cè)值值發(fā)生有規(guī)律律變化。在上上午7-8時(shí)之間，檢檢測(cè)值在加藥藥量及水質(zhì)不不變的情況下下會(huì)向上波動(dòng)動(dòng)，導(dǎo)致加藥藥量直線下降降，出水水質(zhì)質(zhì)變渾；在下下午3-4時(shí)之間，在在同樣情況下下檢測(cè)值向下下波動(dòng)，導(dǎo)致致加藥量直線線上升，出水水水質(zhì)變的過過清。過了這這兩個(gè)時(shí)段，檢檢測(cè)值會(huì)自動(dòng)動(dòng)調(diào)整回正常常狀態(tài)，加藥藥量及水質(zhì)也也會(huì)恢復(fù)正常常。但這兩個(gè)個(gè)時(shí)段正好是是一泵站調(diào)整整流量的時(shí)候候，所以認(rèn)為為是由于水量量的變化引起起的。但隨著著時(shí)間的推移移，這種檢測(cè)測(cè)值的變化有有時(shí)出現(xiàn)一天天變化數(shù)次，并并且有時(shí)又沒沒有規(guī)律，以以至混凝劑的的投量無法達(dá)達(dá)到自動(dòng)控制制。具體情況況如圖5所示。根據(jù)以上紀(jì)錄錄可知，流動(dòng)動(dòng)電流控制系系統(tǒng)檢測(cè)值的的變化多數(shù)是是定時(shí)而且有有規(guī)律的，并并且在除此之之外的時(shí)段內(nèi)內(nèi)系統(tǒng)可正常常工作，這就就排除了流動(dòng)動(dòng)電流控制系系統(tǒng)自身以及及傳感器地線線的問題。從從控制理論分分析，可能存存在強(qiáng)電信號(hào)號(hào)的干擾和電電源有定時(shí)污污染兩方面干干擾。3.22.3解決方法的的研究根根據(jù)以上的分分析進(jìn)行了解解決方法的研研究，首先對(duì)對(duì)傳感信號(hào)線線的屏蔽情況況進(jìn)行檢查，從從新作了屏蔽蔽工作，在信信號(hào)線外加上上金屬套管并并將其與強(qiáng)電電電纜線分離離。采取此種種措施后，檢檢測(cè)值的定時(shí)時(shí)變化仍然存存在，證明不不是由于強(qiáng)電電信號(hào)干擾。接接著檢測(cè)動(dòng)力力電源是否有有污染的存在在，終于發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在此水廠的的附近有一大大型工業(yè)設(shè)備備生產(chǎn)工廠，每每當(dāng)它啟動(dòng)和和停止工作時(shí)時(shí)，水廠的動(dòng)動(dòng)力電源即便便非常不穩(wěn)定定，從而導(dǎo)致致了控制儀工工作的波動(dòng)，我我們即采取了了相應(yīng)的措施施，在控制儀儀的電源上加加上了穩(wěn)壓保保護(hù)裝置，干干擾現(xiàn)象隨即即得到消除，控控制儀開始穩(wěn)穩(wěn)定運(yùn)行。經(jīng)經(jīng)過一周的連連續(xù)監(jiān)測(cè)和觀觀察，干擾現(xiàn)現(xiàn)象已全部消消除，控制系系統(tǒng)工作穩(wěn)定定，投藥量得得到非常好的的控制，沉淀淀池出水穩(wěn)定定地保持在6~9NTTU范圍內(nèi)，整整套流動(dòng)電流流控制系統(tǒng)達(dá)達(dá)到了預(yù)期的的自控投藥的的目的。圖6紀(jì)錄的一天天運(yùn)行數(shù)據(jù)。3.3流動(dòng)電電流自動(dòng)控制制投藥系統(tǒng)由由于信號(hào)線屏屏蔽問題所引引起的干擾3.3.11應(yīng)用水廠情情況簡介該水廠位于于安徽某市，該該水廠原水為為湖泊水，常常年濁度為10NTU左右，最高高濁度30NTU，pH為弱堿性，夏夏季水中藻類類較多，以蘭蘭藻和褐藻為為主。該水廠廠的工藝流程程同圖4。投藥藥點(diǎn)在進(jìn)水管管管式混合器器之前，傳感感器的取樣點(diǎn)點(diǎn)設(shè)在反應(yīng)池池入口處，傳傳感器的安裝裝箱設(shè)在反應(yīng)應(yīng)池的墻壁上上。由于傳感感器安裝位置置與控制儀所所在位置距離離較遠(yuǎn)，因此此為方便傳感感信號(hào)線的鋪鋪設(shè)，直接將將其鋪設(shè)在已已有的動(dòng)力電電纜溝內(nèi)與動(dòng)動(dòng)力電電纜一一起進(jìn)入加藥藥間室內(nèi)。33.3.2流動(dòng)電流的的初始應(yīng)用情情況流動(dòng)動(dòng)電流控制系系統(tǒng)安裝完畢畢后，進(jìn)行系系統(tǒng)調(diào)試。開開始兩天系統(tǒng)統(tǒng)采用手動(dòng)控控制的方式運(yùn)運(yùn)行，檢測(cè)值值有不規(guī)律和和不定時(shí)的變變化，有時(shí)檢檢測(cè)值在一段段時(shí)間內(nèi)非常常穩(wěn)定，有時(shí)時(shí)卻波動(dòng)的非非常厲害，在在水質(zhì)水量沒沒有任何變化化的情況下，投投藥量相差懸懸殊，導(dǎo)致沉沉淀池出水水水質(zhì)在一天內(nèi)內(nèi)甚至幾個(gè)小小時(shí)內(nèi)變化非非常大。兩天天后改為自動(dòng)動(dòng)控制，運(yùn)行行時(shí)上述情況況依然存在，混混凝劑投量無無法得到控制制，具體情況況見下圖7。從上面的曲曲線圖可以看看出，流動(dòng)電電流的檢測(cè)值值變化很不穩(wěn)穩(wěn)定，而且并并不是隨水質(zhì)質(zhì)水量而變化化的。因?yàn)槠淦錇椴欢〞r(shí)及及無規(guī)律變化化，所以可能能是由于流動(dòng)動(dòng)電流控制系系統(tǒng)本身電器器元件有問題題、或傳感器器與控制儀及及控制儀與變變頻柜之間連連接信號(hào)被強(qiáng)強(qiáng)電信號(hào)干擾擾、或變頻柜柜在工作時(shí)對(duì)對(duì)控制儀有干干擾、或不定定時(shí)電源受污污染等情況造造成的。3.2.33解決方法的的研究根根據(jù)以上分析析，進(jìn)行了一一步一步的排排除實(shí)驗(yàn)，最最后對(duì)傳感器器與控制儀之之間的雙芯屏屏蔽信號(hào)線重重新進(jìn)行了鋪鋪設(shè)，將其從從動(dòng)力電纜溝溝中撤出，另另設(shè)一專門的的管溝鋪設(shè)信信號(hào)線，并在在信號(hào)線的外外面加套一金金屬套管，以以確保流動(dòng)電電流信號(hào)不受受強(qiáng)電信號(hào)的的干擾。方案案實(shí)施后，流流動(dòng)電流控制制系統(tǒng)可以穩(wěn)穩(wěn)定正常地工工作了。經(jīng)一一周的監(jiān)測(cè)，檢檢測(cè)值穩(wěn)定準(zhǔn)準(zhǔn)確，投藥量量得到了很好好的控制，出出水水質(zhì)符合合水廠的要求求。圖8為所紀(jì)錄的的一天運(yùn)行數(shù)數(shù)據(jù)。4總結(jié)流動(dòng)電流混混凝投藥自動(dòng)動(dòng)控制系統(tǒng)在在實(shí)際應(yīng)用中中，遇到的干干擾因素非常常復(fù)雜，因此此必須在現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)進(jìn)行細(xì)致的的分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)研究才能確確定其解決方方法?；炷齽﹦┑膯栴}一般般可以通過改改變投加點(diǎn)或或更換混凝劑劑種類加以解解決。對(duì)于電電控方面，由由于其檢測(cè)和和傳遞的信號(hào)號(hào)為弱電信號(hào)號(hào)，非常容易易受到外界電電源污染以及及強(qiáng)電及其它它強(qiáng)信號(hào)的干干擾