基于图像处理的水厂加矾自动控制

第29卷第3期2016年5月机电产品开发与钊崭)ewlopment＆InnovatilmofMachinery&ElectricalProdu,qsVo1．29．N0．3May．，2016文章编号：1002—6673(20l6)03一l16—03基于图像处理的水厂加矾自动控制包海兵(宁波I自来水有限公司，浙汀宁波315040)摘要：利用数字图像处理技术，完成对矾花的特征识别和统计，得出絮凝体的等效粒径，可以对加矾量是否合理做出有效的判断。同时采用串级控制修正偏差，使沉淀池出水浊度保持在期望值附近．．为解决净水工艺中的加矾自动控制提供了新的思路关键词：加矾；等效直径；串级控制中图分类号：TP273文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1002—6673．2016．03．040AutomaticCoagulationDosingControlinWaterworksBasedonImageProcessingTechnologyBA0Hai—Bing(Nin【oWaterSupplyCompany，NingboZhejiang315(}40，China)Abstract：Withimageprocessingtechnology，thefeaturerecognitionandstatisticsofalumpaticlesareaccomplished，theequivalentdiame—teriscalculated，andthenthereasonablecoagulationdosingquantitycanbejudgedefectively．Inaddition，thecascadecontrolisadoptedtocorrectthedeviationinordertOkepttheefluentturbidityofthesettlingtankneartheexpectedvalue．Itprovidesanewwayofautomaticcoagulationdosingcontrolinthewaterpurificationprocess．Keywords：coagulationdosing；equivalentdiameter；cascadecontrol0引言自来水厂采用聚合氯化铝作为絮凝剂．其水解产物氢氧化铝具有吸附作用，可把水中不易沉淀的胶粒及微小悬浮物脱稳、相互聚结从而形成较大的絮粒。混凝阶段形成的絮状体依靠重力作用从水中分离出来．从而达到净水的效果。给水处理工艺中，混凝剂加注量的自动控制是一种比较难解决的问题，因为影响混凝剂加注量的冈素很多。如源水浊度、水温、碱度、氨氮、耗氧量和净水设备的负荷、状态等。目前我国大部分仍采用人工控制的方法，即肉眼观测法。观测人员通过观测絮凝剂与原水混凝形成的矾花量多少和形态，根据经验值来判断加入的絮凝剂的多少。自动化信息技术介人自来水行业是近年来水厂发展的显著特点。采用新的技术，研究智能化混凝剂投加系统，对实现净水自动化、节约矾耗费等有着很大的现实意义。1概述南郊水厂是宁波市区主力水厂之一，设计日供水能修稿日期：2016—04—13作者简介：包海兵(1974-)，男，同济大学控制工程专业工程硕士．工程师。研究方向：智能控制、过程控制。116力20万吨／天，水厂工艺为：皎[__I水库原水——取水泵房——混凝(加矾、前加氯)——折板反应池——平流式沉淀池——滤池——后加氯——清水池——输水管网——用户。源水浊度年平均值10～15NTU左右，其中最高约200NTU，最低约3NTU。根据水厂生产要求，沉淀水出水浊度设定值为2．5NTU～3．0NTU附近。水厂自控系统采用基于R0CKWELLSLC5，05系列可编程控制器的集散控制系统Il1。加矾泵为MILTONROY公司的液压隔膜泵，最大加注量1500Uh，具有变频和冲程双因子控制。随着计算机技术的发展，利用图像处理技术来检测矾花的形态．并根据检测到的矾花特征来控制加矾量这一比较新的技术逐步得到应用。也即利用数字图像处理技术．识别出矾花的大小和多少，以此判断絮凝剂的投加量是否合理。特别是当絮凝剂不足时，矾花较小，无法在沉淀池中有效沉淀，达不到去除水中杂质的效果，结果沉淀池出水浊度也相应较大。显示式絮凝控制系统，简称FCD，南绒体像采集传感器和微机两大部分组成。图像采集传感器安装在反应池出151水流较稳定处，水样经取样窗(可定时自动清洗)由高分辨CCD摄像头水下摄像，南LED发光管照明以提高絮凝体图像清晰度，经视频电缆传输入计算机，对数据进行图像预处理，以排除噪声的干扰。灰质图像通过计算·测试与控制·机转换成值化像找⋯绒体颗粒分界线，进行I割肜连通性判别．从而得}II每一幅【皋1像r”每一个绒休的大小和其他