在生產(chǎn)過(guò)程中,，為了保證生產(chǎn)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行和產(chǎn)品質(zhì)量的持續(xù)提高，對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)的水質(zhì)要求越來(lái)越高,。生產(chǎn)循環(huán)水系統(tǒng)若能實(shí)現(xiàn)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè),，將對(duì)整個(gè)生產(chǎn)工藝起到重要的調(diào)控作用。

循環(huán)水水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)針對(duì)生產(chǎn)循環(huán)水系統(tǒng)增加水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備,，實(shí)現(xiàn)前端儀表監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)采集傳輸,、上位機(jī)自動(dòng)控制加藥或水處理設(shè)備運(yùn)行技術(shù)的需求,，對(duì)水質(zhì)硬度、堿度,、TDS、pH值,、氯離子,、飽和指數(shù)等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)和分析，實(shí)現(xiàn)參數(shù)對(duì)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)和控制投加的意義,。

（一）水質(zhì)硬度

水質(zhì)硬度是指水中可溶解的鈣,、鎂、鐵等金屬離子含量,。硬度較高的水在加熱時(shí)易結(jié)垢，降低循環(huán)水系統(tǒng)傳熱效率,，影響穩(wěn)定生產(chǎn),。在線監(jiān)測(cè)水質(zhì)硬度，可實(shí)時(shí)控制循環(huán)水系統(tǒng)中水的硬度,，保證生產(chǎn)過(guò)程中傳熱效率和節(jié)能減排效果,。在缺水的西北和華北地區(qū)以及具有顯著喀斯特地貌高硬度水質(zhì)的西南地區(qū),，結(jié)構(gòu)問(wèn)題尤其突出。

（二）水質(zhì)堿度

堿度是指水中的堿性物質(zhì)可以和酸中和的能力,，單位為毫克/升,。衡量水質(zhì)堿度能夠反映水中的碳酸鹽、氫碳酸鹽,、水合氧化物等成分含量,。水質(zhì)堿度是水中堿性物質(zhì)(如碳酸鹽、碳酸氫鹽等)的含量,。在循環(huán)水系統(tǒng)中，水質(zhì)堿度是水的重要指標(biāo)之,，意義如下：

1. 確定水的堿性程度：水質(zhì)堿度的含量越高,，水的堿性程度就越高。

2. 滿足消耗堿性物質(zhì)的需求：在循環(huán)水系統(tǒng)中,，堿性物質(zhì)會(huì)被水中的酸性物質(zhì)消耗掉,，如果水質(zhì)堿度太低,，會(huì)導(dǎo)致消耗不足，鋼制設(shè)備會(huì)發(fā)生腐蝕,。

3. 保障水質(zhì)穩(wěn)定：經(jīng)過(guò)水處理后,，循環(huán)水的堿度應(yīng)保持在一定范圍內(nèi)，以保證水的品質(zhì)不變化,，防止對(duì)設(shè)備造成損害,。

因此,，循環(huán)水系統(tǒng)中的水質(zhì)堿度不應(yīng)該過(guò)低或過(guò)高,，通常應(yīng)控制在100~300mg/L之間，具體要視情況而定,。

（三）TDS/ pH值

TDS反映水中可溶解無(wú)機(jī)鹽離子濃度的高低,。TDS較高的水中，離子濃度高,，導(dǎo)電性強(qiáng),，析出的沉積物容易結(jié)垢,，影響系統(tǒng)傳熱效率。在線監(jiān)測(cè)TDS,，可以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)循環(huán)水中的總離子濃度,，為企業(yè)節(jié)能減排提供重要數(shù)據(jù)支持。

pH值表示溶液的酸堿度,，以負(fù)對(duì)數(shù)形式表示。pH值的在線監(jiān)測(cè)可以提供實(shí)時(shí)的酸堿度數(shù)據(jù),，對(duì)術(shù)中酸堿度的調(diào)控起到重要作用。當(dāng)循環(huán)水系統(tǒng)的pH值過(guò)高,，可能導(dǎo)致設(shè)備的腐蝕,；pH值過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致水的硬度迅速升高,，結(jié)垢等問(wèn)題產(chǎn)生,。因此，對(duì)pH值進(jìn)行在線監(jiān)測(cè),，有助于優(yōu)化調(diào)節(jié)循環(huán)水系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)。

（四）硫酸鹽

硫酸鹽含量對(duì)水的結(jié)垢性質(zhì)有一定的影響,，過(guò)高和過(guò)低都不利于系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,。

1、防止鈣鎂鹽沉積：硫酸鹽含量過(guò)高,，會(huì)加速水中鈣鎂鹽的沉積速度,，導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)生結(jié)垢,，影響熱交換效率。

2,、防止腐蝕：水中硫酸鹽含量過(guò)低,，會(huì)導(dǎo)致空氣中的氧氣進(jìn)入水中形成氧化物,，同時(shí)易被微生物利用，產(chǎn)生腐蝕性酸,，破壞水循環(huán)系統(tǒng)中的金屬材料,。

（五）氯離子

氯離子是指水中氯元素所占比例,。高濃度氯離子會(huì)導(dǎo)致設(shè)備腐蝕、結(jié)垢等現(xiàn)象,，影響設(shè)備的使用壽命和性能,。通過(guò)在線監(jiān)測(cè)氯離子，實(shí)時(shí)控制水中氯離子濃度,，可有效減輕設(shè)備的腐蝕,，延長(zhǎng)其使用壽命。

（六）飽和指數(shù)/污垢厚度

飽和指數(shù)是指水中某種鹽類（如碳酸鈣,、硫酸鈣等）在當(dāng)前溫度和pH值下溶解的飽和程度的指標(biāo)，小于零則處于亞飽和狀態(tài),，等于零則處于飽和狀態(tài),，大于零則處于過(guò)飽和狀態(tài)。,。飽和指數(shù)在線監(jiān)測(cè),，有助于通過(guò)控制飽和指數(shù),，指導(dǎo)針對(duì)性的矯正化學(xué)平衡，保證循環(huán)水系統(tǒng)的正常運(yùn)行實(shí)現(xiàn)循環(huán)水系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)節(jié),，達(dá)到防止結(jié)垢,、防止腐蝕的目的。

產(chǎn)生水垢或污垢會(huì),，造成熱交換器表面形成一層隔熱層并阻礙熱能流向外部,。這些污垢的形成會(huì)使熱阻增加，從而影響了設(shè)備的熱交換效率和長(zhǎng)時(shí)間的耐受性,。污垢層的形成導(dǎo)致熱阻增加，設(shè)備熱交換效率下降

（七）濃縮倍數(shù)

循環(huán)水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)指的是冷卻水中總?cè)芙夤腆w物質(zhì)的濃度與進(jìn)入系統(tǒng)水質(zhì)的濃度的比值,。它的含義和作用如下：

1. 濃縮倍數(shù)反映循環(huán)水系統(tǒng)的結(jié)垢或沉積情況：隨著循環(huán)次數(shù)的增加,，水中的總?cè)芙夤腆w物質(zhì)濃度會(huì)不斷增加，此時(shí)的濃縮倍數(shù)也會(huì)逐漸上升,。一旦濃縮倍數(shù)達(dá)到一定程度時(shí),，就會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢或沉積現(xiàn)象，從而影響循環(huán)水系統(tǒng)的運(yùn)行效率,。

2. 保證水質(zhì)穩(wěn)定：濃縮倍數(shù)過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響水中的溶解固體物質(zhì)含量,，從而影響水的質(zhì)量，進(jìn)而對(duì)設(shè)備造成損害,。適當(dāng)?shù)乜刂茲饪s倍數(shù)可保證水質(zhì)穩(wěn)定,，避免出現(xiàn)異常情況。

3. 評(píng)估水處理設(shè)備的效果：濃縮倍數(shù)能夠反映水處理設(shè)備的效果,。能夠通過(guò)不斷地監(jiān)測(cè)濃縮倍數(shù)，評(píng)估水處理設(shè)備的效果,，并及時(shí)采取措施進(jìn)行調(diào)整,。

濃縮倍數(shù)是循環(huán)水系統(tǒng)中需要關(guān)注的一項(xiàng)指標(biāo)，通常應(yīng)控制在2-6倍左右,，不同設(shè)備和場(chǎng)景下的具體標(biāo)準(zhǔn)會(huì)有所不同,。

濃縮倍數(shù)一般采用對(duì)循環(huán)水氯離子和補(bǔ)給水氯離子濃度來(lái)計(jì)算,。

數(shù)據(jù)采集傳輸及控制柜

數(shù)據(jù)采集的機(jī)柜，碳鋼噴塑,，2mm板材。測(cè)量柜長(zhǎng)500mm,，高1800mm（含200mm底座）,，厚度350mm，為電氣控制柜仿威圖柜型,。

控制部分由10吋觸摸屏和PLC及電氣附件組成,，方便自動(dòng)操作和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),，設(shè)定控制參數(shù),、數(shù)據(jù)采集周期、報(bào)警閾值,、存儲(chǔ),、查詢及曲線等，以保證數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性,。輸出部分實(shí)現(xiàn)控制取樣模塊的所有功能實(shí)現(xiàn),。

數(shù)據(jù)采集傳輸模塊是水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)柜的重要組成部分，可以將多參數(shù)的數(shù)據(jù)采集并整合成標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS RTU協(xié)議485信號(hào),、HART協(xié)議或HTTP協(xié)議的信號(hào),，實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)通訊。其中,，MODBUS RTU協(xié)議作為RS485自控通訊協(xié)議,，便于各種設(shè)備進(jìn)行接口。HART協(xié)議常用于一些現(xiàn)場(chǎng)維護(hù),，或者參數(shù)調(diào)整或者更改設(shè)備的時(shí)候用的,，而HTTP協(xié)議則常用于組建網(wǎng)站或者在本地網(wǎng)實(shí)現(xiàn)各種軟硬件的整合,。

組成：數(shù)據(jù)采集傳輸模塊包含采集模塊、數(shù)據(jù)整合模塊和信號(hào)傳輸模塊,。

1. 采集模塊：采用高精度的傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,，包括PH值、溶解氧,、濁度,、余氯、水溫,、TDS等多個(gè)參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)控。

2. 數(shù)據(jù)整合模塊：將采集到的多參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS RTU協(xié)議,、HART協(xié)議或HTTP協(xié)議的485信號(hào),。

3. 信號(hào)傳輸模塊：通過(guò)RS485、HART或者Ethernet等協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,，與上位機(jī)完成數(shù)據(jù)通訊,。

4,、云端數(shù)據(jù)：通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線4G，上傳數(shù)據(jù),，通過(guò)登錄云平臺(tái),，可在web端查詢和下載數(shù)據(jù)、查詢曲線圖表,，實(shí)現(xiàn)微信小程序的報(bào)警推送等功能，

自動(dòng)加藥系統(tǒng)

循環(huán)水自動(dòng)加藥系統(tǒng)以自動(dòng)監(jiān)測(cè)水質(zhì)的信號(hào)為依據(jù),，按設(shè)定邏輯或智能算法控制添加適量的化學(xué)藥劑以保持循環(huán)水的所需要成份質(zhì)量,。該系統(tǒng)包含主要模塊和功能描述：

1. 控制柜：控制柜是整個(gè)系統(tǒng)的控制中心，其中包含了各種控制元件,、接口和電路,。它用于監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，接收傳感器和儀表的數(shù)據(jù),，并控制各個(gè)子系統(tǒng)的操作,。

2. 觸摸屏：觸摸屏用于用戶與系統(tǒng)進(jìn)行交互。操作員可以通過(guò)觸摸屏界面來(lái)監(jiān)控和控制系統(tǒng)的各個(gè)參數(shù),，調(diào)整設(shè)定值以滿足水質(zhì)要求。

3. PLC及控制算法：PLC是用于執(zhí)行系統(tǒng)控制邏輯的計(jì)算機(jī)控制器,。它接收來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù),，并根據(jù)預(yù)設(shè)的程序來(lái)控制計(jì)量加藥泵、變頻器等設(shè)備的運(yùn)行,。

4. 電氣元件：包括開(kāi)關(guān),、繼電器、保險(xiǎn)絲等電氣元件,，用于確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行和電氣連接。

5. 變頻器：變頻器用于調(diào)節(jié)泵和其他設(shè)備的電機(jī)轉(zhuǎn)速,，以確保藥劑的精確控制和節(jié)能,。

6. 計(jì)量加藥泵：計(jì)量加藥泵用于準(zhǔn)確地將化學(xué)藥劑注入循環(huán)水系統(tǒng)中。它的操作由PLC控制,，根據(jù)檢測(cè)到的水質(zhì)參數(shù)來(lái)調(diào)整藥劑的投加量,。

7. 配液系統(tǒng)：配液系統(tǒng)用于混合和稀釋化學(xué)藥劑,，確保它們以適當(dāng)?shù)臐舛缺患尤胙h(huán)水中。

8. 熒光示蹤劑的檢測(cè) ：這是一個(gè)用于監(jiān)測(cè)緩釋阻垢劑濃度的關(guān)鍵模塊,。熒光示蹤劑被添加到水中,，然后使用紫外熒光的傳感器檢測(cè)其濃度,。通過(guò)測(cè)量示蹤劑的濃度，系統(tǒng)可以判斷藥劑濃度是否在合適的范圍內(nèi),，并根據(jù)需要進(jìn)行藥劑投加,。

循環(huán)水水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)整個(gè)系統(tǒng)的工作原理是：傳感器不斷監(jiān)測(cè)循環(huán)水的水質(zhì)參數(shù)，例如pH值,、濁度、溶解氧等,。PLC接收這些數(shù)據(jù),，并與預(yù)設(shè)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較,。如果水質(zhì)不在合適的范圍內(nèi)，PLC將發(fā)送信號(hào)給計(jì)量加藥泵,，根據(jù)需要投加適量的化學(xué)藥劑,，同時(shí)變頻器控制泵的運(yùn)行以確保精確的投加。熒光示蹤劑檢測(cè)用于驗(yàn)證水質(zhì)改善的效果,。

這種系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和調(diào)整,，確保水循環(huán)系統(tǒng)始終保持理想的水質(zhì)，同時(shí)節(jié)省了操作員的時(shí)間和勞動(dòng)力,。