通用型循环水类水质智能测控系统

（工业循环冷却水为例）

一、引言

为保证冷却水塔、冷水机台等设备处于运行状态，有效地控制微生物菌群、抑制水垢的产生、预防管道设备腐蚀，达到降低能耗、延长设备使用寿命的目的采用专业的复合水处理制剂及完善的技术服务体系。一般循环冷却水处理制剂有杀菌灭藻剂、缓释阻垢剂、设备清洗剂等。传统的加药采用人工方式，存在劳动强度大、危险性高、加药不均匀等弊端。为此，水王设备事业部开发了一种循环冷却水水质智能测控系统，可根据水质参数和药剂浓度实现自动加药，还可在线远程监测水质数据，提高加药的自动化操作和管理水平，大大减轻服务人员的劳动强度。

    该项目已成功应用于实际生产过程中，现实实践证明显著提升了循环冷却水系统的自动化水平和智能化水平，降低了工人劳动强度，提高了工作效率，取得了良好的经济和社会效益。

二、系统硬件简介

整个系统硬件主要由PLC、触摸屏、无线通讯模块、加药泵、电导率/PH/ORP和浊度传感器、流量计和药剂浓度仪、循环泵和计量泵、排污阀、补水阀等组成，由工业PC机来控制整个循环冷却水测控系统的统一运行。

三、系统主要功能描述

1、药剂浓度自动控制

系统采用在线式荧光传感器，每3s检测水中的荧光型药剂浓度，由PLC控制器来控制系统中阻垢分散剂的浓度。若药剂浓度高于设定值，控制器将关小加药泵；若药剂浓度低于设定值，控制器将开大加药泵。这就实现了药剂浓度的负反馈闭环自动控制，使得药剂浓度总是保持在控制目标的小范围内。

（荧光示踪剂在线浓度计如图）

2、浓缩倍数实时控制

系统现场PLC控制器通过监测电导率仪的模拟信号用来控制排污和补水过程来实现浓缩倍数控制要求，若电导率高于设定值，控制器将打开排污阀以及补水阀，随着低电导率补充水的注入，系统循环水体的电导率趋于降低，直到低于设定值，控制器将关闭补水阀和排污阀使得电导率维持在目标值，实现单回路反馈闭环控制系统。

（电导率监测仪图片）

3、pH控制

用工业pH探头来测试pH值实现控制硫酸的加药。若pH值高于设定值，控制器将打开加酸泵；若pH值低于设定值，控制器将关掉加酸泵。系统还设置了加药超时自锁的保护，使得系统在出现故障时避免加酸过量。重要系统可采用双pH监控模式，进一步提高可靠性。

（工业PH计图片）

4、腐蚀率监测（选配）

系统采用线性极化技术的腐蚀率测量仪器，能直接测量腐蚀速率和定性的点蚀趋势。由于能对某一体系内腐蚀环境的改变做出快速响应，可发现由于水质变化造成的早期腐蚀现象，以便提早采取措施。

（腐蚀速率在线监测仪图片）

5、氧化性和非氧化性杀菌剂控制

氧化性杀菌剂由ORP监测和控制，保证冷却水中足够的余氯（也可采用余氯监测仪）。若ORP高于设定值，0RP信号将传送至控制器，控制器将关闭加氧化性杀菌剂药泵；若ORP低于设定值，控制器将打开氧化性杀菌剂泵。

非氧化性杀菌剂采用冲击性投加方案，用户可以灵活选择不同的加药周期。

（ORP监测仪图片/余氯监测仪图片）

6、远程监测

系统采用无线通讯、以太网和云服务器平台技术实现远程监测，使得服务和管理人员通过多种智能终端随时可以看到或操控现场的生产和设备运行状况，提高了服务和管理水平

四、控制柜操作简介

1、初始画面

系统上电开机后，控制柜上人机界面屏幕会显示初始画面，用户点击“进入”键可对系统进行监控、操作、参数设定和仪表校正等

2、实时监控

点击进入系统后，需要使用密码进行登录，否则只能看主要界面和手动操作泵阀，无法进行仪表参数和计量泵的启停数据设定等操作，如图2所示。当在线用户拥有对仪表的操作权，点击仪表区域会弹出设定界面，如图3所示。

（图2系统主要操作界面 / 图3仪表设定界面）

当实时值低于下限值时，“实时监控”主页面中会显示“超下限”报警提示；当实时值高于上限值时，“实时监控”主页面中会显示“超上限”报警提示。此外，还可以进行在线探头的校正。

3、泵阀的设定

PLC控制柜面板有一个三位选择开关，分别为手动、停止和自动。当开关调至手动模式时，计量泵和阀门受手动控制。当用户拥有泵阀门的设定权，点击泵阀门的图标可以进入泵阀门的设定昦面，如图4所示。它有上下限控制模式、低流量投加控制、备用泵启用（如有）、周期性投加时间设定和安全运行时间设定。

（图4泵阀门设定界面）

4、数据报表

点击主界面下方的“数据报表”按钮就可以进入数据报表界面，如图5所示。在数据报表中，用户可以查看所有参数的存盘数据，系统每10min记录一次药剂浓度、pH、ORP、电导率及浊度的读数。

（图5数据报表界面）

5、趋势曲线

点击主界面下方的“趋势曲线”按钮就可进入趋势曲线界面，如图6所示。在趋势曲线中，用户可以拖动各曲线底部滚动条，查看不同时间段的趋势曲线。

（图6趋势曲线界面）

6、报警记录

点击主界面下方的“报警记录”按钮可以进入报警记录界面。该界面还有记录删除、系统设置、密码设置和USB设置等功能。

另外，系统还有流量报警灯，它位于实时监控界面上方，当监测回路中的流量过低时，报警灯会显示红色，同时会停止所有泵阀门的自动控制；流量正常时，指示灯显示绿色。

五、远程监测功能

系统可实现远程PC和手机端的监测，具有在线数据显示、数据录入、参数调整工作日志、报表生成、附件上传和权限管理等功能，如图7所示。

（图7 远程PC图例）

六、其他行业应用补充浅析

该通用式循环水类水质智能测控系统解决方案可以应用于各类工矿企业冷却塔循环水场合或空调循环冷却水场合，还可以根据不同的应用场景采用不同的测控模块组合，例如烟气脱硫循环水行业可只选配PH自动加碱单元模块和EC自动补水排污单元模块（流量开关安全保障模块必选，防止无效加药），泳池循环水体的水质加药控制工艺可选配余氯（或ORP）控制加药消毒单元模块、浊度测控单元模块、温控模块等，景观水体的水环境智能测控服务乃至各类酸碱清洗过程远程控制等工艺或行业也可通过选配组合不同的加药单元模块实现。

总之，通用式循环水类水质智能测控系统解决方案可以根据不同的水质参数或药剂浓度参数实现自动加药，还可以远程在线监测有关水质数据（通过电脑和手机端实时察看数据）；该智能系统不仅能够提高各类循环型水体或水环境加药过程的自动化操作和管理水平，而且可大大减轻相关服务人员的劳动强度；例如，用于工业循环冷却水场景中，可有效地控制微生物菌群、抑制水垢的产生、预防管道设备的腐蚀；用于烟气脱硫循环水场景中，可以有效脱除二氧化硫类气体，实现达标排放……诸多的模块化功能设计均可降低药耗、减少能耗、并能延长相关系统设备的使用寿命。