一、前期参数预设,完成控制基准标定
系统首次投运时,工作人员在 PLC 控制柜的触摸屏 / 上位机中,输入过滤器罐体内径(用于自动计算有效过滤面积)、设计流速区间(如 5-10m/h),并可根据进水水质预设不同工况的目标流速值(如进水水质好时设 8-10m/h,水质差时设 5-6m/h);系统会通过内置公式Q=v×S(流量 = 流速 × 有效过滤面积),自动将目标流速换算为目标进水流量,作为流速控制的核心基准值,同时设定流速 / 流量的偏差阈值(一般 ±0.5m/h),超出阈值即触发自动调节。
二、实时数据采集,捕捉工况动态变化
系统通过各类高精度传感仪表,持续采集过滤系统的关键数据,为流速调节提供依据:
在过滤器进水管道的标准直管段,安装电磁 / 涡街流量计,实时检测实际进水流量,并将信号传输至 PLC;
安装压差变送器,实时监测过滤器进出水的压差,反映滤层截留物堆积情况;
可联动水质在线监测仪(如 SS 仪、含油分析仪),实时采集进水 / 出水的水质指标;
采集进水管道的压力变送器信号,监测前端供水压力波动情况。
所有采集到的信号会被 PLC 实时接收、解析,转化为可运算的数字参数。
三、PLC 智能运算,通过 PID 算法实现精准调节
PLC 作为控制系统的 “大脑”,将实时采集的实际进水流量与预设目标流量进行对比,通过PID 比例积分微分算法进行运算,计算出需要调节的阀门开度差值:
若实际流量大于目标流量(对应流速过快),PLC 输出指令,控制进水管道的电动 / 气动调节阀关小相应开度,降低进水流量,直至实际流量匹配目标流量,流速回归设定值;
若实际流量小于目标流量(对应流速过慢),PLC 输出指令,将调节阀开大相应开度,提升进水流量,实现流速的精准补正;
PID 算法会根据流量偏差的大小、变化速率,动态调整调节幅度,避免阀门频繁开关或调节过度,让流量 / 流速始终稳定在设定区间,偏差可控制在 ±0.5m/h 内,且调节过程连续、平稳,不会对滤层造成水流冲击。
四、工况联动调整,实现流速的动态适配
系统并非单一锁定固定流速,而是会根据过滤工况的实时变化,自动微调流速,兼顾过滤效果和设备效率,这也是自动控制的核心优势:
若进水 SS / 含油量骤升,或出水水质接近超标阈值,PLC 会自动将目标流速下调至设计区间下限(如从 8m/h 调至 5-6m/h),增加悬浮物与滤料的接触时间,防止穿透,同时缩短反洗间隔预警;
若滤层进出水压差持续上升,接近反洗阈值(如 0.12MPa),PLC 会小幅降低流速,减缓滤层阻力上升速度,为反洗操作预留缓冲时间;
若前端供水压力波动,导致流量小幅变化,PID 算法会快速响应,通过调节阀实时补偿,保证流速不受压力波动影响;
若多台过滤器并联运行,PLC 会根据每台设备的滤层压差、运行状态,自动分配进水流量,让各台过滤器的流速保持一致,避免单台超负荷、单台低负荷的情况。
五、与反洗系统联动,实现启停机 / 反洗的流速无缝控制
自动控制系统会与过滤器的反洗系统深度联动,在反洗、启停机阶段对流速进行程序化控制,避免工况切换时的流速异常损伤滤料:
反洗启动前,PLC 会自动关闭进水调节阀,将流速降至 0,再依次开启反洗进水、反洗出气、反洗排水阀,进入反洗流程;
反洗完成后,系统不会直接恢复正常流速,而是先将调节阀调至低开度,以低流速(3-5m/h)启动,让滤层充分压实,运行 10-15 分钟后,PLC 再自动逐步开大调节阀,将流速平稳提升至预设目标值;
系统收到停机指令时,会先逐步关小进水调节阀,降低流速,再关闭进水 / 出水阀,避免瞬间断流造成滤层松动。
六、异常报警与手动干预,保证系统运行安全
自动控制系统保留了完善的异常报警和手动干预功能,兼顾自动化与安全性:
若流速 / 流量超出偏差阈值且调节阀无法调节、仪表故障、滤层压差骤升等异常情况,系统会通过声光报警、上位机弹窗等方式提醒工作人员,同时触发相应的保护动作(如小幅降流速、停机);
现场保留手动 / 自动切换按钮,若自动控制系统出现故障,工作人员可切换至手动模式,直接通过控制柜调节电动 / 气动调节阀的开度,人工控制流速,保证过滤器正常运行;
所有的流速调节记录、工况变化数据都会被系统自动存储、归档,方便后续追溯、分析和工艺优化。