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待滤水进入滤池的各单元滤格，经石英沙恒速过滤后，再进入清
水池。过
滤的工艺要求滤格内的水位保持在滤料上的
1.2
米处，在这<
/p>
个水位上，过滤的效果最好。为实现等速恒水位过滤，就要使滤池的
出水量等于进水量
，
应根据滤池水位变化来调节出水阀的开启
度以控
制出水量的大小。而当滤池的运行满足反冲洗的约束条件时，需要进
行反冲洗清洁滤沙。反冲洗是通过控制
滤池进水阀、清水出水阀
、
反
冲进气阀、排气阀
、反
冲进水阀、反冲排水阀
并运行
反冲水泵、风机
< br>等
来实现的。
因此
，
滤池控制系统的任务主要是
过滤时的液拉控制<
/p>
和
清洁过滤
砂时的反冲洗控制
，过滤和反冲洗不断循环交替进行。
2.2
对控制系统的性能指标要求如
（
1
）实现自动恒水位过滤，误差：
±
1.5
㎝；
（
2
）根据下列约束条件之一，能准确地实
现自动反冲洗：
1
）
过滤时间达到反冲洗设定周期
（如
48
小时）仍未反冲洗的；
2
）
过滤水头损失值到达设定值
（
150c
m
）
且延时时间
（
15
分钟）
已到，仍未反冲洗的；
3
）强制反冲洗按钮被触发。
（
3
）反冲洗周期、反冲洗过程中各步骤的时
间均可通过程序设
定，满足工艺及实际操作要求。
（
4
）能
直观显示
滤池过滤水位、水头损失及出水阀开启度，同
时显示反冲洗设备、本地
滤池阀门等的开关状态。
1
（
5
）对反冲洗设备、本地滤池阀门及反冲
洗过程既可以实现全
自动控制，也可以进行手动控制。
3.1
恒水位控制原理
滤池的恒水位控制如
图
1
所示。
图
1
滤池恒水位控制系统图
每个滤池将
滤池水位检测值和水位设定值
进行比较
，
得到
水位
偏
差信号
Δe
（
±
1.5cm
）
，经
PID
运算后把输出信号送给输出附加处理
程序，再输
出给
出水阀的伺服电机
以控制出水阀的开度。开度增大的
数值是由
一定累积时间内水位上升的速度
及<
/p>
水位偏差
共同决定的
。
< br>若
进水流速越快，出水阀开度就越大，反之越小。
PID
运算的目标是把
水位保持在设定值，附加值可作为补偿添加到输
出控制中
。输出附加
处理程序是把
PI
D
的运算结果按一定的规律输出给清水阀伺服电机
。
3.2
反冲洗过程
当控制系统接收到反冲洗指令信号时
，
按照
先进先出的原则
排队
进行反冲洗<
/p>
。
反冲洗分气洗
、
气水混合洗
、
水洗三个阶段
，
过程如下：
1
、（
单独气洗）首先
关闭待滤水进水阀
，当水位降至设定的反
冲水位时，
关闭清水出水阀
并
打开废水排水阀
，排水阀的信号到位后
2
先
关闭排气阀
，再
打开反冲进气阀
，
启动第一台
风机
进行气冲，气冲
需要时间
1-3m
in
；
2
、
完成后
，
打开反冲进水阀
，
再
启动
第
2
台风机及
第
1
台水泵
，
进行气水混合洗，时间为
< br>5min
；
3
、然后
关闭
2
台风机
，
关闭反冲进气阀
，
打
开排气阀
，启动第
2
台水泵，进行单水
冲洗，需要时间
3-6min
，
3
、
完成后关
闭反
冲进水阀
，
停
2
台
反冲洗水泵
，
关
< br>闭排废水阀
，
打开待滤进水阀
，
打开滤后清水阀。当水位升到过滤恒水位时，系统
又转入正常的过滤程序。
4.2
PLC
的控制功能
< br>单元滤池的
PLC
主要完成本格滤池的恒水位过滤控制和
每格滤
池的进水阀、出水阀、排污阀、反冲进气阀、排气阀、反冲水阀等的
自动控制，及数据采集，并与公共冲洗
PLC
交换数
据信息。
当
滤板下的阻塞仪
将
滤床阻塞程度信号
转送给滤池单元
PLC
，
PLC
接收信号
后，与
水头设定值
进行
比较、显示
出来，用以决定滤
池是否要反冲洗，并传送至公共冲洗
PLC
。
滤池的开启个数
由进水流量决定，
每个滤池由
液位计
和
阻塞仪
测
出滤池的水位和水头损失值，
并和
滤后水阀门开度
这三个参数送单元
PLC
，经
PLC
内置
PID
运算后，若水位偏差超过
1.5cm
时，
PLC
立
即启动控制单元自动调整滤池出水蝶阀的开度，
维持滤池水位基本恒
定，从而实现恒水位过滤。
3
公共冲洗
PLC
< br>负责六个滤池的
反冲洗排队协调
、和对
< br>反冲洗设
备
（反冲水泵、鼓风机等）及
< br>其进出口阀门
的监控。当单元
PLC
向
公共冲洗
PLC
发出反冲洗请求
时，
公共冲洗
PLC
则开始启动反冲洗
程序对该滤池进行反冲洗控制。
当某滤格正在反冲洗时，
若又有一个
或多个滤池发出反冲洗请求信号时，则
此信号被存入公共冲洗
PLC
存储器中，
< br>然后按存储先后顺序进行冲洗
，
排队等待反冲洗的滤池则
维持正常的生产。
模拟屏
PLC
的作用是驱动模拟屏工作及实现与水公司电台系
统、
微机的通讯。
在模拟屏上能动态显示整个水厂的工艺流
程和设备
运行状态以及其主要的工艺参数，
并实现声光报警，<
/p>
便于生产调度管
理。
4.3
程序设计
当滤池满足反冲洗控制约束
条件之一时进行反冲洗。
本系统用一
个反冲洗
< br>PLC
实现六个滤池的排队反冲洗，通过公共程序的读写命
令采集整组滤池的反冲信息及滤池具体水位情况并发出命令。
公共程
< br>序的主要内容包括：反冲水泵风机控制程序、公共
PLC
与其他各单
元
PLC
信息的读写程序和
滤池排队程序。
每格滤池的工艺过程基本相同，其
PLC
程序结构也相同，可用
子程序的形式，
如图
3
所示。
每个
滤池程序包括初始化命令及滤池的
自动状态、手动状态、现场状态等程序。滤池自动状态
程序包含反冲
洗状态、整理状态、正常过滤状态三个子程序。滤池手动状态程序包
含各个阀门的手动操作命令。
4
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