海为C48S2R系列PLC应用于双级反渗透设备的设计

一、引言 

水通过一种半透膜进入了一种溶液或从一种溶液向另一种比较浓的溶液的自然流动称之为渗透。反渗透则是在浓溶液一边加上比自然渗透压更高的压力，扭转自然渗透的方向，把浓溶中的水压向另一边。这和自然界的正常渗透过程恰恰相反，这种特制的半透膜称之为反渗透膜。 

二、系统介绍 

反渗透技术是当今最先进和最节能有效的膜分离技术，其原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。由于反渗透膜的膜孔径非常小（仅为10A左右），因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等（去除率高达97－98％）。反渗透系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点。

双级反渗透设备与单级反渗透的本质差别是不大的。其特点就是过滤效果比单级反渗透好一些，简单点讲就是原水经过一级反渗透设备过滤后，水中的含有的有机物及杂质，经二级过滤后会降低许多。

一般情况下，手动进水阀是常开的，原水箱上有高低液位计，低液位开启电磁阀进水，高液位停止进水。原水过后到达石英砂和石墨过滤器。

石英砂过滤器是一种过滤器，滤料采用石英砂作为填料，有利于去除水中的杂质，还有过滤阻力小，表面积大，耐酸碱性强，抗污染性好等优点。石英砂过滤器的独特优点还在于通过优化滤料和过滤器的设计，实现了过滤器的自适应运行，滤料对原水浓度、操作条件、预处置工艺等具有很强的自适应性，即在过滤时滤床自动形成上疏下密状态，有利于在各种运行条件下保证出水水质。反洗时滤料充分散开，清洗效果好。砂过滤器可有效去除水中的悬浮物，对水中的胶体、铁、有机物、农药、锰、细菌、病毒等污染物有明显的去除作用；并具有过滤速度快、过滤精度高、截污容量大等优点。主要用于电力、电子、饮料、自来水、石油、化工、冶金、纺织、造纸、食品、游泳池、市政工程等各种工艺用水、生活用水、循环用水和废水的深度处置领域。

石英砂过滤的作用：

1. 石英砂过滤器是一种压力式过滤器，利用过滤器内所填充的精制石英砂滤料，当进水自上而下流经滤层时，水中的悬浮物及粘胶质颗粒被去除，从而使水的浊度降低；

2. 主要用于水处理除浊、软化水、电渗析、反渗透的前级预处理，也可用于地表水、地下水处理等方面，可有效地去除水中的悬浮物，有机物、胶体、泥沙等；

3. 可广泛应用于电子电力、石油化工、冶金电镀、造纸纺织、制药透析、食品饮料、生活饮用水、工厂企业用水、游泳池，可满足各行业液体过滤需要；

4. 石英砂过滤是去除水中悬浮物最有效手段之一，是污水深度处理、污水回用和给水处理中重要的单元。其作用是将水中已经絮凝的污染物进一步去除，它通过滤料的截留、沉降和吸附作用，达到净水的目的。

适用范围：

1. 用于要求出水浊度≤5mg/L，能符合饮用水质标准的工业用水、生活用水及市政给水系统；

2. 工业污水中的悬浮物、固体物的去除；

3. 可用作离子交换法软化、除盐系统中的预处理设备，对水质要求不高的工业给水的粗过滤设备；以及用在游泳池循环处理系统、冷却循环水净化系统等。

三、系统控制

运行

1. 一级反渗透开始运行。新开机之二级设备应执行长时间的低压冲洗：保持二级初始阀门位置。注意：应保持一级产水压力不超过设定的安全压力（可执行比如部分排放、降低一级操作压力等操作）。

2. 保安过滤器：检查保安过滤器滤芯，确保无阻塞。

3. 打开保安过滤器前进水阀，将预处理水导入RO设备，打开保安过滤器排气阀，排尽保安过滤器内空气；打开高压泵排气阀，排气高压泵内空气；将预处理水导入膜内，排尽膜内空气。

主机停机

1. 打开浓水节流阀，低压冲洗90-180秒。

2. 关闭“二级高压泵”开关，关闭二级主机开关。

3. 关闭“一级高压泵”开关。

4. 切断系统电源，观察系统仪器表读数归零。

5. 关闭各预处理单元进出阀，排尽原水箱水位，排产水箱水位至水箱底。

图 1 控制柜

图 2 海为C48S2R PLC

以下是部分程序截图：

图 3 程序截图

双极分渗透设备输入输出部分分配表：

图 4 双极分渗透设备输入输出

四、常见故障及排除

当反渗透设备出现运行不正常，如出水水量不正常、出水水质变差等现象时，须进行设备检修。

1、欠压

当RO高压泵达不到指定的操作压力，无法在额定压力下运行，以至引起产品水量下降，排水量减少。遇到此类情况，按如下进行检修：

1) 泵：隔离出泵，检查泵压能达到多少；检查在正确的运行程序中的水流量。

2) 保安过滤器：检查保安过滤器滤芯，确保无阻塞。

3) 原水流量：检查系统是否具备充足的原水。

4) 压力表：检查压力表装配件里的杂物，清除所有可见性杂物，并更换装配件。确保管子在配件（接头）内部勿塞进过深，否则可能产生限流，造成错误的压力读数。如果上述步骤未能解决问题，应换表。

2、纯水流量不正常

纯水流量不正常，常因为膜的问题，如下所述：

1) 低产水量：通常是由于无机物、有机物沉积于膜表面，造成出水量下降，出水水质变差，应进行洗膜。

2) 渗透水大量流出：可能是由于膜损坏引起，如下进行检查：

a.压力容器的密封圈或膜的盐水密封垫被切断或失效。

b.反渗透膜可能被穿孔，引起出水水量上升，水质下降。

c.膜可能被冻坏，所以在摄氏零度以下环境使用时，应采用防护措施。

五、试用体会

作为一个电气工程师，尤其是化工行业的技术人员，对PLC稳定性要求特别高。制水设备一直是我公司的重要设备，如果设备出现问题直接影响生产。我已经使用过其他品牌的PLC好多年了，这次试用海为PLC主要是看中了海为作为国产品牌的信誉度，以及品牌性能上都有一定优势。

抱着试试看的心理，为了改造制水设备节约能源，前期与销售人员沟通和技术交流，我选择了海为C系列PLC作为技改的一个控制核心元件。拿到海为PLC第一个感觉这个真的是国产PLC么？无论工艺做工都远超国外一些品牌，标识清楚，外观考究，分量很足。为了尽快上手这款PLC，说实在话主要是不了解这个PLC心理没有底，按照说明下载软件和视频，开始自学。为了方便技术交流，海为还建立了QQ群，方便我们这些不太熟悉它的人，技术人员很耐心，哪怕小问题一个符号都会细心的解答，还给做示范。

通过学习和编程，正式把PLC编程，PLC自带的仿真真不错，直接能了解到程序问题在哪里，在线帮助很方便。海为C系列48K的编程容量用上来得心应手。一般其他品牌的经济型的PLC都少于48k，如果编写比较复杂的程序就受到限制。

有一点遗憾的是C系列不能带通讯模块，485通讯口接上模块，232通讯口接上触屏后就不能在线编程了，有点麻烦。整体上来说C系列还是很好的一个PLC，经济实惠，对于不是太复杂的程序都游刃有余。听说海为PLC马上出以太网主机了，模块都带以太网，这样更方便编程了，一根网线搞定。

友情提示：如果在客户购买产品时候，给客户配上编程电缆更好了，是不是我要求有点高呢？