PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線在反滲透水處理中的應(yīng)用

1PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線介紹

　　現(xiàn)場(chǎng)總線是應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)、連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通訊網(wǎng)絡(luò)。其中PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)是開放的、不依賴生產(chǎn)廠家通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。所以，在各種工業(yè)控制中得到了廣泛的應(yīng)用。

　　PROFIBUS是德國國家標(biāo)準(zhǔn)DIN19245和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。由分散和外圍設(shè)備PROFIBUS-DP（DecentralizedPeriphery）、報(bào)文規(guī)范PROFIBUS-FMS（FieldbusmessagePeriphery）、過程自動(dòng)化PROFIBUS-PA（ProcessAutomation）組成了PROFIBUS系列。

　　其中，PROFIBUS-DP用于設(shè)備級(jí)的高速數(shù)據(jù)傳送，中央控制器（如PLC,PC）,通過高速串行線同分散的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（如I/O，驅(qū)動(dòng)器，閥門等）進(jìn)行通信。PROFIBUS-DP具有快速、即插即用、高效低成本等優(yōu)點(diǎn)。在用于現(xiàn)場(chǎng)層的高速數(shù)據(jù)傳送時(shí)，主站周期地讀取從設(shè)備的輸入信息并周期地向從站設(shè)備發(fā)送輸出信息。除周期性數(shù)據(jù)傳輸外，PROFIBUS-DP還提供了智能化設(shè)備所需要的非周期性通訊以進(jìn)行組態(tài)、診斷和報(bào)警處理。

　　根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO7498標(biāo)準(zhǔn)，PROFIBUS的協(xié)議結(jié)構(gòu)以開放系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)OSI為參考模型,采用了該模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層，隱去了第3～7層，而增加了直接數(shù)據(jù)連接擬合，作為用戶接口。用戶接口規(guī)定了用戶及系統(tǒng)以及不同設(shè)備可調(diào)用的應(yīng)用功能。

2反滲透水處理系統(tǒng)的組成

　　反滲透是采用膜分離的水處理技術(shù),利用壓力差為動(dòng)力,使溶液中的溶劑通過反滲透分離出來。隨著膜科學(xué)研究和制造工藝的進(jìn)步,新膜品種的出現(xiàn),以及該法具有節(jié)能、無環(huán)境污染、易于自動(dòng)控制、占地面積小、運(yùn)行費(fèi)用經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行維護(hù)和設(shè)備維修工作量極少等突出的優(yōu)點(diǎn),反滲透法處理技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。然而反滲透裝置的膜組件是一種精細(xì)元件,極易受機(jī)械損傷、污染和堵塞,對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求較高,因此用戶必須根據(jù)水源的水質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行合理的預(yù)處理。圖1為反滲透工藝流程圖。本系統(tǒng)的反滲透預(yù)除鹽技改工程即將投入使用。它采用海德能CPA系列低壓反滲透膜,同時(shí)使用3套裝置，設(shè)計(jì)產(chǎn)水能力為360t/h，3套設(shè)備也可以單獨(dú)操作運(yùn)行。目前此項(xiàng)目為西北最大的反滲透水處理系統(tǒng)。

　　整個(gè)裝置可分為兩個(gè)部分：預(yù)處理部分和反滲透部分。

　　預(yù)處理的好壞直接影響反滲透運(yùn)行的成效，因此需通過多介質(zhì)過濾才能進(jìn)入反滲透裝置，首先通過一臺(tái)變頻器來控制3臺(tái)原水水泵（兩用一備）采水，原水通過疊片式過濾器即超濾裝置進(jìn)行一次過濾，原水在進(jìn)入超濾之前應(yīng)滿足水溫要求，利用換熱器對(duì)水加熱，通過加熱器的出口溫度，調(diào)節(jié)蒸汽的氣量，將出水溫度自動(dòng)控制在25度左右。

　　超濾裝置是一種中空纖維超濾膜組件，可有效地除去所有懸浮物和微生物，積累在膜上的污染物采用周期性的逆向清洗，一般有普通水反洗、加酸反洗、加堿反洗、殺菌反洗、加氣反洗、化學(xué)清洗以及完整性檢測(cè)。反洗過程包括前正沖、底頂反沖、浸泡漂洗、后正沖。超濾可將原水處理為飲用水。出水存放到超濾水箱。

圖1反滲透水處理工藝流程圖

　　反滲透部分，同樣通過一臺(tái)變頻器控制3臺(tái)超濾水泵采水，為防止預(yù)處理漏過的雜質(zhì)進(jìn)入高壓泵和反滲透膜元件而造成機(jī)械損壞。進(jìn)而采用保安過濾器再進(jìn)行深層過濾。高壓泵為進(jìn)入反滲透膜元件的原水提供足夠的壓力，以克服滲透壓和運(yùn)行阻力，滿足裝置達(dá)到額定的流量。反滲透過程包括正常運(yùn)行，低壓沖洗，高壓沖洗和排放。