新源海纳水处理药剂一体化设备自动投加系统.doc

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新源海纳水处理药剂一体化设备自动投加系统V1.0说明书

新源海纳水处理药剂一体化设备自动投加系统说明书

新源海纳水处理药剂一体化设备自动投加系统目前主要应用于选煤厂煤泥处理过程中絮凝剂、凝聚剂及其他药剂的计量投加、水处理药剂计量投加、以及工业过程添加剂等化学药剂的计量投加等领域。博润絮凝剂自动加药系统是一种干粉状絮凝剂及液体凝聚剂（阳离子）药剂自动制备、投加并检测浓缩机中污泥（煤泥）沉降情况，自动调节加药量的一个全自动药剂控制。它一般包括三个部分：
1）药剂制备系统
2）药剂投加系统
3）监测控制系统
其特点为节省药剂用量，降低生产成本。自动加药系统通过实时监测信号控制给料泵，随时根据浓缩机的沉降及溢流情况调整加药量，使加药量始终保持一个合适值，从根本上杜绝人工加药的随意性和不确定性，减少不必要的浪费，降低生产成本。☆ 保证生产连续稳定，减少生产事故由于加药是自动控制始终保持合适的加药量，一方面，不会出现加药量过大而造成过度沉降，因此能有效避免浓缩机压耙等故事的发生。另一方面，也不会因加药量过小导致溢流水浓度过高或底流浓度过低，从而影响分选精度，过滤（压滤）处理量降低等生产事故（或不利影响），保证洗水系统始终处于一个合理的优化的状态。☆ 降低工人劳动强度，便于生产管理采用自动加药系统后，只须将粉状药剂一次性加入储料斗中，其它工作均由系统自动完成，从而大大节省了人力，降低了劳动强度，非常便于生产管理。同时，控制煤泥沉降速度及澄清水浊度，只加絮凝剂虽然可以使得煤泥沉降，但溢流水浓度高，不能满足生产要求，此时需要加入阳离子凝聚剂去除溢流水中细泥，改善澄清水的浊度。博润的自动加药系统可以同时监测煤泥水沉降速度和澄清水浊度，反馈信号给自动加药系统，根据情况随时分别调整两种药剂的加入量，从而最全面、最大程度地控制浓缩机的工作状况，为选煤厂提供最合适的循环水。
1.1 药剂制备系统
是一种新型、高效、实用的药剂制备系统。整个过程完全实现自动控制，配药设计合理，可保证药剂有效、均匀的配置，以发挥药剂的最大作用。该设备易于安装，操作简便，运动部件少，具有完善的自动保护系统。
1.1.1 工作原理
粉状物料给入并储存到0.15m3 的加料斗中。配料时，物料借助于一个定容积螺旋喂料机和漩涡气泵将需要的每批物料干粉输送至自动混料器中。在混料器中，干粉与水充分混合后加入到搅拌桶中。在药液配置完毕后，根据需要由转排阀转排至储药箱。整个配料过程中靠搅拌桶及储料桶中传感器控制，全部自动完成。整个配料循环过程大约需要60 分钟，其中15 分钟加水，30 分钟搅拌，15 分钟转移（由搅拌桶转至储药箱）。
1.2 药剂投加系统
药剂投加系统用于计量药剂溶液的投加量，并根据监测系统的反馈结果适当调整加药量，使加药量达到最佳的效果。
1.2.1 工作原理
由两台流速可调的螺旋转子式计量泵（给料泵），将药液输送至浓缩池。这两台给料泵装在一个共用底架上，进料管与储料箱相通，与进料管相连的每台泵上都配装独立的分离阀。
1.3 监测控制系统
监测控制系统是独立于制备、投加系统的一个部分。安装在浓缩池上方，可以实现对煤泥沉降速度和澄清水浊度（透光度）的监测，从而反馈信号，分别控制絮凝剂及凝聚剂的投加量，保证污泥（煤泥）处理系统既可以得到适合的沉降速度，又可以得到合格的澄清水。
1.3.1 工作原理
对煤泥沉降速度的监测

利用真空原理将加过絮凝剂的样液抽出送至取样筒，流入的样液接触到样液筒顶部的高度测头时，取样过程停止，PLC 内的计时电路开始工作。固体浓度监测器一直在对样液浓度进行监测。正在沉降的固体浓度降至固体浓度监测器预设值时，计时停止，将记下的这段时间与预存在PLC 存储器内的参考沉降时间加以比较。这样PLC 就可以按照要求的沉降时间和实际沉降时间的差（“＋”或“－”）对阴离子絮凝剂计量泵的速度进行调节。☆ 对澄清水浊度的监测待样液筒中的煤泥完全沉降后，浊度传感器将测量量筒中上部澄清水的浊度（透光度），然后传出信号至阳离子药剂的给料泵，调整泵速以达到合适的给料量。正常取样周期结束后，样液被放出，并导入清水冲洗样液筒及传感器探头，以保证清洁。
2. 操作
2.1 硬件
PLC
PLC 的类型 : 西门子226
电源 : 接到PLC的内部.通讯： RS485 与TD200操作员接口直接通讯；扩展了RS485 通讯接口，方便了与总控室的远距离通讯。
操作员接口
TD200 操作员接口 (RS485 – 装有控制面板)
RS485 与总控室的通讯接口
2.2 控制系统的操作步骤
“自动”状态下的系统操作分6步。由一个步骤前进到下一个步骤的方向是单一的，而且需满足一定的条件才可以。如：如果系统处于步骤2（加药和搅拌），那么加药系统只能从步骤2 开始动作，而且必须待搅拌箱内的药液达到探头E3 的位置后，才能且只能前进到步骤3（单纯搅拌）。即使完全断电后，步骤也处于锁定状态，记忆仍然保存。待重新来电后，加药系统将自动恢复原先的步骤。PLC 内的喂料机和搅拌器计时器是有记忆功能的，因此系统断电或由操作员中止后仅恢复剩余的时间。这样可防止加药循环开始后搅拌得到的溶液浓度加倍。
操作步骤
步骤1： 循环开始
风机开（10s后）
进水 射流（水）电磁阀打开
加热器工作（在手动/自动状态下一直工作，加热10分钟，停一分钟。）
条件: 搅拌箱中无液位
结果：搅拌箱中的水位到达中液位（1/3 液位）探头的位置。
步骤2： 加药和搅拌
喂料机工作
搅拌器工作
振动器工作
射流（水）电磁阀打开
条件：搅拌箱中的水位到达中液位（1/3 液位）探头的位置。
结果：喂料机计时器计时、搅拌计时器计时，搅拌箱中的水位到达高液位探头的位置。
步骤3： 单纯搅拌
鼓风机停止工作
搅拌器工作
加热器停止工作
震动机停止工作
射流（水）电磁阀关闭
快速进水电磁阀关闭（如果配装的话）
条件：搅拌箱中的水位到达高液位探头的位置。
结果：喂料机计时器计时结束。
步骤4： 批量配制结束等待转排
所有的驱动装置停止工作，所有的电磁阀关闭
条件：搅拌时间到，搅拌结束。
结果：搅拌箱中储一罐配好的药剂。
步骤5： 转排
转排阀打开
条件：储料箱中中液位断开时
结果：搅拌箱中的液位低于低液位探头的位置。
步骤6： 循环结束
转排阀关闭
结果：检查搅拌箱是已空，回到初始状态。
自动回至步骤1

2.3 操作员接口
控制面板上的部件

下面说明的是操作员可操作的各控制面板部件的功能和使用方法。主开关切断整个系统的380V 交流电源，这也包括大型储料斗（如果配装的话）和储药箱上全部电器部件的电源。位于“OFF”位置时，主开关是可以挂锁的；该主开关配装联锁门，以防开关位于“ON”位置时打开里面的门。
功能选择开关
手动：此时可利用TD200 上的“手动操作显示屏”对系统进行手动操作。
注意：在手动状态下操作员可绕过所有的联锁，对系统进行完全控制。手动操作前，一定要先彻底了解每个电机和电磁阀的功能。
自动：该功能可实现系统的自动操作，而且这也是最常用的操作方式。
注：选择此模式后，电机可自动启动。如果前面选用的是“手动”模式，则改用“自动”模式前一定要确保搅拌箱是空的，这时准备从步骤1 开始“自动”操作。
急停按钮
（旋转释放式）急停按钮的作用是紧急切断所有电机和电磁阀的电源。该操作同时切断所有接触器、电磁阀和继电器的控制电源。但一个单独的接触装置可将急停按钮的状态反馈给PLC。
故障报警灯
琥珀色的灯闪亮将提醒操作员出现故障了。对故障报警灯的状态进行重新设置时，必须先将功能选择开关转至“OFF”位置。详见对“变频器功能选择”的说明部分。
2.4 TD200 操作员接口
SIEMENS 操作员接口为PLC 和系统设备提供接口，可使操作员完成下述操作

－输入设置和操作数据
－准备手动操作
2.5 TD200 显示屏幕
功能键
F1~F8分别对应个操作电器件，SHIFT为上档键（F1~F8正常按时为F1~F4，按下SHIFT为F5~F8），ESC为返回键，ENTER为确认键，▲/▼为翻页、数字增减键。上电后按ESC返回，有两个菜单：参数设定、运行。 参数设定时对喂料电机、搅拌电机的运行时间进行设定。 运行是对在自动此加药设备在运行过程的的电器件状态的监控，包括液位、电机的开、关；在手动时在此菜单对各控制电器进行控制。 再按ESC返回，有三个菜单：操作员菜单、诊断菜单、密码保护。这些为信息检查菜单，不用设定。
显示屏幕分为四大部分：
第一部分：首页，显示 “新源海纳水处理药剂一体化设备自动投加系统”

第二部分：为参数设置画面。

此画面为设置时间参数的画面,光标闪动处是需要设置的参数,按上下箭头
可增加或减小设置的参数值,按ENTER 键确认,光标自动转到下一个需要设置的参数处.参数设置完按上下箭头,选择画面.
设置1: 喂料机工作时间 (1秒)（加药总时间）
此设置决定喂料机的工作时间，因此决定了药液的浓度。(通常3 - 10分钟)
设置2: 搅拌器工作时间 (1秒)
此设置决定搅拌箱满了以后搅拌器的工作时间。(通常30 分钟)
说明：如何设定时间及计算加药量：
TD200的时间以1s为单位。
在参数设定菜单中按▲/▼选择搅拌时间、喂料时间页面，按ENTER选择搅拌时间，按▲/▼进行数字增减直到需要的的时间。如需要30分钟，应设定1800。喂料时间的设定同上。
在喂料过程中为使料斗内的药剂顺利送入搅拌筒，我们使喂料电机间断性工作，因此在喂料电机的控制时间中，我们又加入了喂料运行、喂料间断两个可调的时间参数。
喂料运行为喂料电机的运行时间；喂料间断为喂料电机的停顿时间；加药总时间为总时间。在喂料总时间内喂料电机运行一个喂料运行时间，停一个喂料间断时间，然后在运行一个喂料运行时间，停一个喂料间断时间………直到喂料总时间结束。
喂料运行
喂料的实际时间= ×加药总时间
喂料运行+喂料间断
例如：加药总时间=300，喂料运行=10，喂料间断=10
喂料电机的运行方式为：开10s，停10s，然后再开10s,停10s………持续5分钟。
实际喂料时间为：10/（10+10）×300=150（1.5分钟）
喂料螺旋的喂料量为：1.5kg/分,因此喂料量为：1.5分钟×1.5kg/分=2.25kg
絮凝剂浓度为：2.25kg/3000kg×100%=0.075%
当喂料间断为零时，喂料电机连续工作。
第三部分：手动操作画面：

此画面操作前必须把电控柜门面的自动/手动 选择开关打到手动位置。否则不会起作用；主要用于手动操作，或者测试使用。按相应的键后对应的接触器会自动吸合搅拌电机 F1；加药电机 F2；风机 F3 ；储料（储料搅拌）F6；排料阀 F5，进水阀 F4。
第四部分：系统中的状态显示：

搅拌桶水位

储料箱水位

运行时间

2.6检测装置的参数设定
在检测装置中以秒、百分数为单位须设定以下参数：
变量
默认值
最小值
最大值
备注

阴离子参考沉降时间
40s
5
250

阴离子参考浊度值
50%
1
100

阴离子泵增加量
10%
1
30

阴离子泵降低量
5%
1
30

增加阴离子絮凝剂用量时间
30s
10
50

减少阴离子絮凝剂用量时间
30s
10
50

阴离子泵启动预设值
20%
1
70

阳离子参考浊度值
10%
1
100

阳离子泵增加量
4%
1
30

阳离子泵降低量
2%
1
30

阳离子泵启动预设值
10%
1
50

(气体)冲刷时间
15s
5
90

(水)清洗时间
15s
10
90

取样间隔时间
0s
0
10

沉降时间数值范围
100s
20
300

2.7变频器说明
2.7．1按键说明
起动变频器，停止变频器，改变电动机的方向，电动机点动，
功能，参数访问，增加数值，减少数值，+ AOP 菜单
2.7．2快速调节
P0003 = 2 用户访问级
1 标准级 ： 可以访问使用最频繁的参数。
2 扩展级 ： 可以进行扩展级的参数访问，例如变频器的 I/O 功能。
3 专家级 (仅供专家使用)。
P0010 = 1 调试参数过滤器
0 准备
1 快速调试
30 出厂时的缺省设置
说明参数P0010 应设定为 1，以便进行电动机铭牌数据的参数化。
P0100
P0100 = 1，2
P0100 = 0
欧洲/ 北美地区(键入电源电压的频率)
0 欧洲 [kW]，频率缺省值为 50 Hz
1 北美 [hp]，频率缺省值为 60 Hz
2 北美 [kW]，频率缺省值为 60 Hz
说明在参数P0100 = 0 或 1 的情况下，P0100 的数值哪个有效决定于开关 DIP2(2) 的设置 (参看参数表)：50/60 Hz DIP 50 Hz
P0304 电动机的额定电压(根据电动机的铭牌数据键入，单位：V)必须按照星形/三角形绕组接法核对电动机铭牌上的电动机额定电压，确保电压的数值与电动机端子板上实际配置的电路接线方式相对应。
P0305 电动机的额定电流,根据电动机的铭牌数据键
P0307 电动机的额定功率,根据电动机的铭牌数据键
P0308 电动机的额定功率因数,根据电动机的铭牌数据键
P0309 电动机的额定效率,根据电动机的铭牌数据键入，以 %值输入,如果设置为0，变频器将自动计算电动机效率的数值。P0100 =0 时：P0309 无意义，不要求键入数值。
P0310 电动机的额定频率,根据电动机的铭牌数据键入，单位： Hz,如果参数有改变，电动机的极对数是变频器自动计算的。
P0311 电动机的额定速度,根据电动机的铭牌数据键入，单位： RPM,如果设置为 0，额定速度的数值是在变频器内部进行计算的。说明：具有滑差补偿功能时，必须键入 这一参数。
P0335 电动机的冷却(键入电动机采用的冷却系统)
0 自冷： 采用电动机轴上安装的内置冷却风机进行冷却。
1 强制冷却： 采用由独立电源供电的冷却风机进行冷却
P0640 电动机的过载因子(以P0305 的 % 值表示的电动机过载因子) 。这一参数确定以电动机额定电流(P0305)的%值表示的最大输出电流限制值。
P0700 选择命令信号源
0 出厂时的缺省设置
1 BOP (变频器键盘)
2 由端子排输入
4 通过BOP 链路的 USS 设置
5 通过 COM 链路的USS 设置
6 通过 COM 链路的CB 设置
P1000 选择频率设定值
1 MOP (电动电位计)设定值
2 模拟设定值
3 固定频率设定值
4 通过BOP 链路的 USS 设置
5 通过COM 链路的 USS 设置
6 通过COM 链路的 CB 设置
P1080 最小频率(键入电动机的最低频率，单位： Hz)输入电动机的最低频率，达到这一频率时，电动机的运行速度将与频率的设定值无关。这里设置的值对电动机的正转和反转都是适用的。
P1082 最大频率(键入电动机的最高频率，单位： Hz)输入电动机的最高频率，达到这一频率时，电动机的运行速度将与频率的设定值无关。这里设置的值对电动机的正转和反转都是适用的。
P1120 斜坡上升时间(键入斜坡上升时间，单位： s)在斜坡函数曲线不带平滑园弧的情况下，电动机从静止停车加速到最大频率(P1082) 所需的时间。
P1121 斜坡下降时间(键入降速时的斜坡下降时间，单位： s)在斜坡函数曲线不带平滑园弧的情况下，电动机从最大频率(P1082)制动减速到静止停车所需的时间。
P1135 OFF3 斜坡下降时间(键入快速停车的斜坡下降时间，单位： s) 发出OFF3(快速停车)命令后电动机从最大频率(P1082)制动减速到静止停车所需的时间。
P1300 控制方式(键入实际需要的控制方式)
0 线性V/f 控制
1 带FCC(磁通电流控制)功能的V/f 控制
2 抛物线V/f 控制
3 可编程的V/f 控制
P3900 快速调试结束(起动电动机数据的计算)
0 不进行快速调试 (不进行电动机数据计算)
1 开始进行快速调试，并复位为出厂时的缺省设置值
2 开始进行快速调试
3 仅对电动机数据开始进行快速调试
说明在P3900 = 1，2，3 时， 变频器内部自动将P0340 设定为 1，并计算相应的数据(请参看参数表中的 P0340)。
ENDE：快速调试/ 驱动装置的设置结束
如果变频器运行时必须完成辅助功能，请参看说明书“变频器如何与工程应用相匹 配”和“工程技术的相互联系”。我们建议您采用以上这些步骤，使变频器具有良好的动态响应特性。
2.8注意事项
①由于药剂有粘粘性，在吹送是应注意送料管路是否通畅，尤其是料斗下方和出料口两处。正常时打开料斗上口的端盖，有向下吸力，若无吸力或反风，说明送料管路不通畅，应及时检查。
②在料斗内有加热器，正常时送风一段时间，送料管微热，若无变化，说明加热器损坏，应及时检查更换。
③进水阀和排料阀为球阀，关闭后仍有水流进或药剂流出，说明进水阀和排料阀损坏，应及时检查更换。
④加药泵电机不能空转和反转，在正常使用时，发现加药泵不转，可能是储料箱内无药剂，还需加药时，应用手动及时补充。
⑤加药泵电机通过变频器控制，发现加药泵不转，可能是变频器故障，此时应启用另一台（正常时一用一备），根据说明书进行故障复位。
⑥有检测装置时，应注意取样筒的密封，浊度计探头的污浊程度，水管路是否通畅，出现问题时应按照说明书进行清理。