计算机和泵站自动控制

摘 要：主要介绍了计算机和泵站的自动控制的系统组成,以及控制方式和泵站在化工行业的应用可行性的实现手段.

关 键 词：计算机　泵站　自动控制系统　实现手段

泵站是设有水泵机组、电气设备和管道、闸阀等的控制室,是能提供有一定压力和流量的液压和气压动力的装置工程.油箱、电机和泵这三样东西是主要部件,但还有很多辅助设备,根据实际情况需要可以添加或减少,如充水设备、压缩空气设备、供油设备、供水、排水设备、通风设备等等.泵在各个领域行业很早就有运用,但是直到计算机的投入使用才使早期的手动式泵站转变为了自动控制的泵站.泵站能够实现自动控制得益于计算机的高度智能化.自动化控制程度高的泵站可以实现远程封闭环境下的对有机污染毒副作用的物质进行处理、生产和监控,因此被广泛用于化工行业.

1　计算机控制系统构成

泵站的自动化控制是建立在计算机的自动控制基础上的,对于计算机控制系统的构成如下：

1.1　控制对象　控制对象用传递函数来表征时,其特性可以用放大系数K,惯性常数Tm、积分时间常数T和纯滞后时间来描述.

1.2　执行器　执行器根据调节器的控制信号,改变输出的角位移或直线位移,通过调节机构改变被调介质的流量、能量,使生产过程符合预定的要求,执行器按照所采用的动力方式可以分为电力执行器、气动执行器和液动执行器三类.

1.3　测量环节　测量环节通常由传感器和测量线路构成,它把被控参数转换成某种形式的信号,应达到：测量精度,稳定性可靠性和重复性好,线性度好、灵敏度高,电源电压规范化.

1.4　数字调节器及输入、输出通道　数字调节器是以数字计算机为核心,数字调节器的控制规律则是由编制的计算机程序来实现的,输入通道包括多路开关、采样保持器、模一模转换器,输出通道包括数——数转换器及保持器.

2　计算机控制系统的功能

计算机对泵站自动控制包括以下几点功能：

2.1　测试功能　泵站可以在计算机控制系统下进行多点巡回检测,并将检测数据进行简要处理后存档归入数据库,当数据达到单位分析时间（比如每周或者每月每季度）可以对该检测数据作出数学模型分析.此外计算机在适当时间和条件下可定期指令测试装置对泵机组进行测试.

2.2　请求功能　通过现场的泵按钮对计算机控制系统发出动作请求,泵站某一参数数据被修改后,经计算应变换新的优化方式,计算机可提示操作人员,征询请求改变运行方式,当已有自动编程相应的控制程序就能自动控制.

2.3　计算功能　泵站运行最优计算功能,根据实际泵的

流量和机组的转速或叶片角度分配机组的启用和关闭或者是

开口度,调节参数一定要大于机组允许范围内的调节频度.

2.4　显示记录功能　各个数据可以通过计算机的接收实现不间断的监控,并可以实现数据的传输和共享,进行多处地点都可以观察到检测值.

3　计算机对泵站自动控制的应用

3.1　实现依据　根据化工行业的污染特性,更加需要远距离控制生产和安全处理产品的性能.计算机技术的加入为化工行业生产带来了便利.将计算机技术运用到化工行业泵站的自动化控制中成了亟待解决的一个融合性难题.

据相关研究显示SBR（间歇式活性污泥法）可以实现计算机自动控制,该种方法可以通过分析研究反映有机物浓度的变化并且适用于连续在线监测的过程变量作为反应时间的计算机控制参数.无论是石油化工还是其他的化工生产企业都有工业废水和污泥的处理问题需要解决.化工行业的生产后的废水里有机物含量很高,在不同条件里随着有机物不断被降解到浓度不再降低时,其ORP（氧化还原电位）趋向某一稳定值.在此基础下比较了OUR（耗氧速率）测定方法,发现底物达到难降解程度时OUR显著下降,可以用该相关关系来控制反应时间.DO（溶解氧）浓度对底物降解速率和活性污泥表观产率的影响程度,发现一定范围内提高DO能明显增加底物降解的速率,选择合适的DO对污水处理费用的降低有很大的帮助.因此在SBR反应中,ORP、OUR和DO三个参数都在一定程度上反映降解过程与程度,通过计算机对这些参数的控制,可以实现污水处理的控制.

3.2　实现手段　化工有机污泥和废水都需要进行处理,从流出到处理室都是通过泵站进行抽取,泵站的泵可以通过气压或液压动力将有机污泥抽走,将处理后的干净的原料液体又重新打入生产间进行循环利用.在近十几年我国化工行业对于计算机的推行也得到很大的提升.对于计算机在泵站实现自动控制的实现手段多半是通过一些计算机可控的电气计量仪表.计量类仪表是化工行业中必备的仪器之一,泵站涉及到流量体积更加少不了对计量仪表的使用.

泵站的自动控制包括对差压计量表的使用,在对于压差计量仪表的使用过程要尽量保证平稳的工艺状态下获得相对精确的测量值.

对于化工生产对温度监控是必要的环节.温度的检测元件常用的便是热电偶和热电阻.在工程设计中,热电偶元件和端子柜间要采用正确的配线方式,即热电偶补偿导线.泵站在使用时也需要考虑到温度因素,化工生产中每个环节的温度都需要被关注到,一旦没有得到补偿会严重影响到检测数据,这样被计算机系统所搜集到的数据就不准确而无法演算出最优控制方式和位置.简图如下：

除了对外温有要求,对于泵体设备机组内部的温度也需要进行检测和监控,通过温度检测套管可以对泵体的搅拌设备内部设置.其寿命较短,且对安装要求较高要注意安装位置加以套筒保护.对于泵体运转时流量表的选用也是对检测有重要意义.对于化工生产装置,冲程泵一般用于实现微量配料.其形式分为单头和双头冲程泵两类.冲程泵的出口流量选用必须要选用正确,否则会造成更大损失.单头冲程泵中网冲程泵其工作是作往复运动,将原料可以输送到管线当中去,依靠冲程泵出口管线上得测量仪表测量配料的流量,并将流量数据传输给计算机系统,运算出输出体积,到达一定体积后停止泵体工作实现自动控制.温度检测元件如下图：

3.3　实际运用　化工生产中对于泵站的自动控制配合计算机的使用逐渐变成了可能也越来越纯熟.有了理论基础也有了计算机自控系统的支持以及各种收发电子检测器件,为泵站的自动化控制提供了技术支持.

在实际化工生产中配合计算机系统,检测手段和器械,实现了泵体的自动运行和控制,广泛运用在污泥处理,废水处理等方面.自控系统需要定期维护,对于污泥的处理等类似工程有了自控系统的加入避免了人员接近污染物进行作业,实现远程维护管理以及操作,便于人员改善工作环境.其次,在化工生产中对于生产原料的各种温度、湿度、浓度等有精确要求的冶炼制造以及医疗药物生产行业,没有自动控制极易造成巨大误差甚至形成重大事故,只有计算机对于泵站的自控可以实现对液体的勾兑配比达到精确控制.最后化工生产中泵自动控制还被广泛运用在科技密集产品上,需要配备少的人力完成的工作,只有配备自动化控制,才能腾出人手进行其他主要工作,而不是疲于应付各种手动按键和检测.

4　结语

如今化工行业不仅仅只是石油化工化学药品使用自动控制,计算机的普及和自动程序编制的简便性为化工行业的兴起提供了很大的发展平台,白酒生产的自动控制可以实现对香型的稳定控制,对污泥等污染型化工产物的处理可以进行远程操作,对具有毒副作用的物品药品可以保证精确的配比,不会出现偏差.合理利用各种检测元件对泵站的自控进行了有效的保证.越来越多的自控设备在化工领域被使用,为化工生产做出了巨大的贡献.