大學(xué)水處理課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)

1、. . . . 目 錄第1章 水處理控制系統(tǒng)11.1 水處理控制系統(tǒng)的背景與其說(shuō)明11.2CAD流程圖2第2章 控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)32.1 控制系統(tǒng)類(lèi)型的選擇32.2 I/O端口的分配42.3 水處理控制系統(tǒng)硬件接線圖62.4 水處理控制系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計(jì)7第3章 控制系統(tǒng)儀表選型93.1 檢測(cè)元件選型93.2執(zhí)行元件10第4章 課程設(shè)計(jì)心得18參考文獻(xiàn)19附錄20第1章 水處理控制系統(tǒng)1.1 水處理控制系統(tǒng)的背景與其說(shuō)明我國(guó)是個(gè)缺水的國(guó)家，人均水資源占有量?jī)H為世界人均占有量的1/4。而且我國(guó)的水資源在時(shí)空和地域分布上的分布不均勻，更加重了實(shí)際的缺水情況。因此近些年來(lái)我國(guó)城市水資源進(jìn)一步緊，許多城

2、市嚴(yán)重缺水。與此同時(shí)，水資源污染卻日益嚴(yán)重，因此許多工廠都建立自己的自來(lái)水處理廠，來(lái)改變目前水資源緊缺且污染的現(xiàn)狀。我國(guó)城市污水處理事業(yè)是在80年代初逐步發(fā)展起來(lái)的，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展已經(jīng)初具規(guī)模。但是，與國(guó)外同期的工業(yè)污水處理廠相比較，始終存在效率低、自動(dòng)化程度低、能耗高且運(yùn)行費(fèi)用高等缺點(diǎn)。隨著全球能源供應(yīng)緊和對(duì)自動(dòng)化程度要求的不斷增加，我國(guó)的自來(lái)水處理廠必然向著高度自動(dòng)化和無(wú)人職守的方向發(fā)展。環(huán)境保護(hù)問(wèn)題日益成為影響和制約人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的因素之一。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展和城市人口的急劇增加，大量工業(yè)和生活污水未經(jīng)處理流入江河湖海，使環(huán)境和飲用水被嚴(yán)重污染。因此，建立高度自動(dòng)化的自來(lái)水處理廠是解決供

3、水問(wèn)題的有效途徑,水處理已經(jīng)長(zhǎng)了成了生活中不可或缺的的一部分。水處理是提供工業(yè)或民業(yè)用水的常用辦法,處理過(guò)程是通過(guò)濾池過(guò)濾,濾池工作一定時(shí)間就要進(jìn)行反沖洗,反沖洗過(guò)程要求按一定的時(shí)序控制風(fēng)機(jī)的啟停與各類(lèi)的開(kāi)與關(guān),閥門(mén)動(dòng)作順序要求嚴(yán)格.某水源工程一期設(shè)計(jì)8個(gè)濾池,每個(gè)濾池有6個(gè)控制閥,而濾池的反沖洗過(guò)程要求同一時(shí)間不能有兩個(gè)濾池同時(shí)沖洗,采用手動(dòng)控制時(shí)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大,難免出現(xiàn)誤動(dòng)作,對(duì)此特定的過(guò)程選用一定的可編程控制器進(jìn)行控制,經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)行可靠,效果良好。在系統(tǒng)投運(yùn)時(shí),首先根據(jù)江水的渾濁度設(shè)置每個(gè)濾池沖洗時(shí)間間隔,即設(shè)置計(jì)數(shù)器和計(jì)時(shí)器的計(jì)數(shù)和計(jì)時(shí)值.時(shí)間間隔過(guò)長(zhǎng)易出現(xiàn)濾池大高液位現(xiàn)象,過(guò)

4、短造成濾池沖洗過(guò)于頻繁,風(fēng)機(jī)啟動(dòng)頻繁減少設(shè)備的使用壽命.投運(yùn)時(shí)根據(jù)當(dāng)時(shí)江水的狀況設(shè)置時(shí)間間隔為12h,運(yùn)行效果良好.因在軟件設(shè)計(jì)時(shí)全面考慮了邊界條件,可一次性將8個(gè)濾池的手動(dòng)開(kāi)關(guān)打到自動(dòng)狀態(tài).因每個(gè)濾池的沖洗周期均為12h,同時(shí)切換為自動(dòng)狀態(tài),會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上的濾池同時(shí)沖洗,程序中設(shè)置了自動(dòng)優(yōu)選功能,做到每次只有一個(gè)濾池沖洗,保證運(yùn)行安全可靠。1.2 CAD流程圖圖1-1 CAD流程圖第2章 控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1 控制系統(tǒng)類(lèi)型的選擇 在控制系統(tǒng)邏輯關(guān)系較復(fù)雜(需要大量中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等)，工藝流程和產(chǎn)品改型較頻繁，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和信息管理(有數(shù)據(jù)運(yùn)算,模擬量的控制,PID

5、調(diào)節(jié)等)，系統(tǒng)要求有較高的可靠性，準(zhǔn)備實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化聯(lián)網(wǎng)等情況下，所以使用PLC控制是很必要的。 目前,國(guó)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多中系列功能各異的PLC產(chǎn)品，一般選擇機(jī)型要以滿(mǎn)足系統(tǒng)功能需要為宗旨，不要盲目貪大求全，以免造成投資和設(shè)備資源的浪費(fèi)?？蓮囊韵聨讉€(gè)方面來(lái)考慮機(jī)型的選擇：1、對(duì)輸入/輸出的選擇要先弄清楚控制系統(tǒng)的I/O總點(diǎn)數(shù)，再按實(shí)際所需總點(diǎn)數(shù)的1520留出備量(為系統(tǒng)的改造等留有余地)后確定所需PLC的點(diǎn)數(shù)。 另外要注意，一些高密度輸入點(diǎn)的模塊對(duì)同時(shí)接通的輸入點(diǎn)數(shù)有限制，一般同時(shí)接通的輸入點(diǎn)不得超過(guò)總輸入點(diǎn)的60；PLC每個(gè)處處點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)能力也是有限的，有的PLC其每點(diǎn)處處電流的大小還

6、隨所加負(fù)載電壓的不同而異；一般PLC的允許處處電流隨環(huán)境溫度的升高而有所降低等。 PLC的輸出點(diǎn)可分為共點(diǎn)式、分組式和隔離式幾種接法。隔離式的各組輸出點(diǎn)之間可以采用不同的電壓種類(lèi)和電壓等級(jí)，但這種PLC平均每點(diǎn)的價(jià)格較高。如果輸出信號(hào)之間不需要隔離，則應(yīng)選擇前兩種輸出方式的PLC。2、對(duì)存儲(chǔ)量的選擇對(duì)存儲(chǔ)容量只能作粗略的估算，在僅對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制的系統(tǒng)中，可以用入總點(diǎn)數(shù)乘10字/點(diǎn)+輸出總點(diǎn)數(shù)乘5字/點(diǎn)來(lái)估算；計(jì)數(shù)器/定時(shí)器按(35)字/個(gè)估算；有運(yùn)算處理按(510)字/量估算；在有模擬量輸入/輸出的系統(tǒng)中，可以按每輸入/一路模擬量約需(80100)字左右的存儲(chǔ)容量來(lái)估算；有通信處理時(shí)按每個(gè)接

7、口200字以上的數(shù)量粗略估算。最后，一般按估算容量的50100留有裕量。對(duì)缺乏經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者，選擇容量時(shí)留有大量的裕量要大些。3、對(duì)I/O響應(yīng)時(shí)間的選擇PLC的I/O響應(yīng)時(shí)間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時(shí)間延遲(一般在23個(gè)掃描周期)等。對(duì)開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)，PLC和I/O響應(yīng)時(shí)間一般都能滿(mǎn)足實(shí)際工程的要求，可不必考慮I/O響應(yīng)問(wèn)題。但對(duì)模擬量控制的系統(tǒng)，特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個(gè)問(wèn)題。4、根據(jù)輸出負(fù)載的特點(diǎn)選型 不同的負(fù)載對(duì)PLC的輸出方式有相應(yīng)的要求。例如，頻繁通斷的感性負(fù)載，應(yīng)選擇晶體管或者晶閘管輸出型的，而不應(yīng)選用繼電器輸出型的。但是繼電器輸出型的PLC有許多優(yōu)點(diǎn)，如導(dǎo)

8、通壓降低、有隔離作用，價(jià)格相對(duì)較便宜，承受瞬時(shí)過(guò)電壓和過(guò)電流的能力較強(qiáng)，其負(fù)載電壓靈活(可交流，可直流)且電壓等級(jí)圍大等。所以動(dòng)作不頻繁的交，直流負(fù)載可以選擇繼電器輸出型的PLC。5、對(duì)在線和離線編程的選擇 離線編程是指主機(jī)和編程器共用一個(gè)CPU，通過(guò)編程器的方式選擇開(kāi)關(guān)來(lái)選擇PLC的編程，監(jiān)控和運(yùn)行工作狀態(tài)。編程狀態(tài)時(shí)，CPU只為編程服務(wù)，而不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制，專(zhuān)用編程器屬于這種情況。在線編程是指主機(jī)和編程器各有一個(gè)CPU,主機(jī)的CPU完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制，在每個(gè)掃描周期末尾與編程器通信編程器把修改的程序發(fā)給主機(jī)，在下一個(gè)掃描周期主機(jī)將按新的程序?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制。計(jì)算機(jī)輔助編程既能實(shí)現(xiàn)離線編程，也能

9、實(shí)現(xiàn)在線編程。在線編程需購(gòu)置計(jì)算機(jī)并配置編程軟件，采用哪種編程方式應(yīng)根據(jù)需要決定。 6、根據(jù)是否聯(lián)網(wǎng)通信選型 若PLC控制的系統(tǒng)需要聯(lián)入工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)，則PLC需要有通信聯(lián)網(wǎng)功能，即要求PLC應(yīng)具有連接其他PLC，上位計(jì)算機(jī)與CRT等的接口。大、中型機(jī)都有通信功能,目前大部分小型機(jī)也具有通信功能。2.2 I/O端口的分配將2個(gè)模擬輸入信號(hào)11個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入和50個(gè)輸出信號(hào)按各自的功能類(lèi)型分配好，并與PLC的I/O端口一一對(duì)應(yīng)，編排好地址。為了敘述簡(jiǎn)便，將一號(hào)濾池簡(jiǎn)約1#，其余的依次類(lèi)推。列出外端I/O信號(hào)端地址編號(hào)對(duì)照表見(jiàn)表2-1，表2-2。表2-1輸入信號(hào)端地址編號(hào)對(duì)照編 號(hào)功 能X0液位傳

10、感器X1壓力傳感器X2啟動(dòng)按鈕X3停止按鈕X4進(jìn)水閥開(kāi)關(guān)X5出水閥開(kāi)關(guān)X6反沖閥開(kāi)關(guān)X7排水閥開(kāi)關(guān)X8氣路閥開(kāi)關(guān)X9排氣閥開(kāi)關(guān)X10啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)X11啟動(dòng)電動(dòng)蝶閥表2-2 輸出信號(hào)端地址編號(hào)對(duì)照編號(hào)功能編號(hào)功能Y11#進(jìn)水閥Y324#排氣閥Y21#出水閥Y335#進(jìn)水閥Y31#反沖閥Y345#出水閥Y41#排水閥Y355#反沖閥Y51#氣路閥Y365#排水閥Y61#排氣閥Y375#氣路閥Y7鼓風(fēng)機(jī)DY405#排氣閥Y10電動(dòng)蝶閥KY416#進(jìn)水閥Y112#進(jìn)水閥Y426#出水閥Y122#出水閥Y436#反沖閥Y132#反沖閥Y446#排水閥Y142#排水閥Y456#氣路閥Y152#氣路閥Y4

11、66#排氣閥Y162#排氣閥Y477#進(jìn)水閥Y173#進(jìn)水閥Y507#出水閥Y203#出水閥Y517#反沖閥Y213#反沖閥Y527#排水閥Y223#排水閥Y537#氣路閥Y233#氣路閥Y547#排氣閥Y243#排氣閥Y558#進(jìn)水閥Y254#進(jìn)水閥Y568#出水閥Y264#出水閥Y578#反沖閥Y274#反沖閥Y608#排水閥Y304#排水閥Y618#氣路閥Y314#氣路閥Y628#排氣閥2.3 水處理控制系統(tǒng)硬件接線圖本次水處理控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用的是自動(dòng)與手動(dòng)相結(jié)合的方法，通過(guò)上一章節(jié)的的分析外部輸入有2個(gè)模擬信號(hào)和10個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)組成，而外部輸出中有50個(gè)輸出量，水處理控制系統(tǒng)的PLC外

12、接線圖如圖2-1所示：圖2-1 PLC外部接線圖本次設(shè)計(jì)中，開(kāi)關(guān)SB1SB10為手動(dòng)開(kāi)關(guān).因?yàn)榭紤]到在實(shí)際的工作中有可能出現(xiàn)各種各樣的情況,例如PLC出現(xiàn)故障，計(jì)時(shí)器出現(xiàn)暫時(shí)無(wú)法恢復(fù)的問(wèn)題,或者其他不可預(yù)計(jì)的情況發(fā)生，PLC無(wú)常進(jìn)行自動(dòng)控制。這時(shí)配置手動(dòng)開(kāi)關(guān)就可以維持水處理系統(tǒng)可靠安全的運(yùn)行，并且在PLC出現(xiàn)故障時(shí)可以起到檢測(cè)故障所在環(huán)節(jié)的作用。2.4 水處理控制系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計(jì)第3章 控制系統(tǒng)儀表選型在現(xiàn)代化的凈水廠中，每一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程總是與相應(yīng)的儀表與自控技術(shù)有關(guān)。儀表能連續(xù)檢測(cè)各工藝參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)控制，從而協(xié)調(diào)供需之間、系統(tǒng)各組成部分之間、各水處理工藝之間的關(guān)系，以

13、便使各種設(shè)備與設(shè)施得到更充分、合理的使用。同時(shí)，由于檢測(cè)儀表測(cè)定的數(shù)值與設(shè)定值可連續(xù)進(jìn)行比較，發(fā)生偏差時(shí)，立即進(jìn)行調(diào)整，從而保證水處理質(zhì)量。根據(jù)儀表檢測(cè)的參數(shù)，能進(jìn)一步自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制藥劑投加量，保證水泵機(jī)組的合理運(yùn)行，使管理更加科學(xué)化，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。由于儀表具有連續(xù)檢測(cè)、TodayHot越限報(bào)警的功能，便于與時(shí)處理事故。儀表還是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制的前提條件。所以在先進(jìn)的水處理系統(tǒng)中，自動(dòng)化儀表具有非常重要的作用。3.1 檢測(cè)元件選型1、檢測(cè)儀表選配的一般要求：(1)精確度：是指在正常使用條件下，儀表測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確程度，誤差越小，精確度越高。生產(chǎn)過(guò)程物理檢測(cè)儀表的精確度為±1%，水質(zhì)

14、分析儀表的精確度為±2%(測(cè)高濁水的濁度儀的精確度為±5%)。(2)響應(yīng)時(shí)間：當(dāng)對(duì)被測(cè)量進(jìn)行測(cè)量時(shí)，儀表指示值總要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才能顯示出來(lái)，這段時(shí)間即為儀表的響應(yīng)時(shí)間。一只儀表能不能盡快反應(yīng)出參數(shù)變化的情況，是很重要的指標(biāo)。對(duì)水質(zhì)分析儀表要求的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)不超過(guò)3min。水處理系統(tǒng)技術(shù)中自動(dòng)化儀表的應(yīng)用(3)輸出信號(hào)：儀表的模擬輸出應(yīng)是420mADC信號(hào)，負(fù)載能力不小于600。(4)儀表的防護(hù)等級(jí)應(yīng)滿(mǎn)足所在環(huán)境的要求，一般應(yīng)不低于IP65，用于藥劑投加系統(tǒng)的檢測(cè)儀表要求能耐腐蝕。(5)四線制的儀表電源多為220VAC、50Hz，兩線制的儀表電源為24VDC。(6)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)儀表

15、宜選用數(shù)顯儀。(7)儀表的工作電源應(yīng)獨(dú)立，不應(yīng)和計(jì)算機(jī)共用電源，以保證發(fā)生故障和檢修時(shí)電源互不干擾，使各自都能穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。(8)為使計(jì)算機(jī)能檢測(cè)到電壓互感器和電流互感器的異常信號(hào)并報(bào)警，設(shè)計(jì)選配的電壓與電流變送器的輸入信號(hào)應(yīng)比電流與電壓互感器大，即分別為06A與0120V。應(yīng)選擇能夠提供可靠服務(wù)和有豐富經(jīng)驗(yàn)的儀表生產(chǎn)廠商。2、 水位測(cè)量選擇液位計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下因素：測(cè)量對(duì)象，如被測(cè)介質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)，以與工作壓力和溫度、安裝條件、液位變化的速度等；測(cè)量和控制要求，如測(cè)量圍、測(cè)量(或控制)精確度、顯示方式、現(xiàn)場(chǎng)指示、遠(yuǎn)距離指示、與計(jì)算機(jī)的接口、安全防腐、可靠性與施工方便性。3、 流量測(cè)量流量

16、測(cè)量分為兩種，一種用于流量檢測(cè)，參與過(guò)程控制，以達(dá)到提高生產(chǎn)自動(dòng)化水平，改善生產(chǎn)工藝條件，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的目的。另一種用于流量的計(jì)量，不僅計(jì)量產(chǎn)品的產(chǎn)量，還是供水企業(yè)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算的依據(jù)。在供水企業(yè)最主要的8項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)中，有3項(xiàng)指標(biāo)是以流量計(jì)測(cè)量的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的。流量計(jì)的選型應(yīng)考慮以下因素：(1)任何型號(hào)的流量計(jì)都必須有國(guó)家計(jì)量部門(mén)檢定的證書(shū)方可選用。(2)流量計(jì)本身的壓力損失要小。(3)根據(jù)行業(yè)要求，流量計(jì)的準(zhǔn)確度應(yīng)不低于2.5級(jí)。(4)安裝現(xiàn)場(chǎng)條件應(yīng)滿(mǎn)足所選流量計(jì)對(duì)直管段的要求。(5)所選流量計(jì)應(yīng)能適應(yīng)安裝現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件如溫度、濕度、電磁干擾等。(6)所選流量計(jì)應(yīng)能適用于待測(cè)的液體介

17、質(zhì)。4、 顯示儀表的選用一般凈水廠工程多選用智能化顯示儀表，其功能齊全，能進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，實(shí)現(xiàn)控制功能，而且測(cè)量值以液晶顯示，操作方便，可以保存數(shù)據(jù)，具有自診斷功能。雖然與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)后，它的優(yōu)勢(shì)沒(méi)有完全發(fā)揮出來(lái)，而被計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所取代，但在目前凈水廠的建設(shè)中，使用智能化的顯示儀表作為在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)未調(diào)試投運(yùn)階段或發(fā)生故障時(shí)的輔助儀表，也能滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)控制、顯示的要求。在某些情況下，同時(shí)需要本地顯示與遠(yuǎn)程傳送，此時(shí)不宜采取信號(hào)串聯(lián)方式，而應(yīng)采用信號(hào)分配器，即1路輸入，兩路輸出，一路輸出送顯示儀表，另一路輸出可輸入PLC，如常用的WS15242。3.2執(zhí)行元件 執(zhí)行元件在系統(tǒng)中有著不可忽略的作用，在

18、該系統(tǒng)中，流量閥和調(diào)節(jié)閥發(fā)揮著重要作用，兩個(gè)閥的設(shè)計(jì)和計(jì)算也成為極其重要的一部分。 1、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置設(shè)計(jì)與計(jì)算程序設(shè)計(jì) 所謂“標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置”就是他們的結(jié)構(gòu)、尺寸和技術(shù)條件都有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)計(jì)算步驟和方法都經(jīng)過(guò)系統(tǒng)試驗(yàn)而有統(tǒng)一規(guī)定。按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的節(jié)流裝置，不必經(jīng)過(guò)個(gè)別標(biāo)定就可以使用。在GB/T2624-1993中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有以下幾種：1) 標(biāo)準(zhǔn)孔板：角接取壓；法蘭取壓；徑距取壓（D-D/2）。2) 標(biāo)準(zhǔn)噴嘴：ISA1932噴嘴；長(zhǎng)頸噴嘴。3) 文丘里管：文丘里噴嘴；經(jīng)典文丘里管。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置程序框圖如下圖3-1所示：D20,P,qmP,t, ,e, DD=D201+D(t-

19、20)ReD= 令：AZ=ReD設(shè)：Xn=Az/(eC) (當(dāng)n=1,2時(shí))1=X12/(1+ X12)0.25 C用公式18e用公式19 D=Az-XnCXm=Xm+1-e-1Xm+1-Xm-2/m+1-m-2<=5*10-10d=D()d20=圖3-1 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置程序框圖標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置設(shè)計(jì)計(jì)算原始數(shù)據(jù)如下所示：位號(hào)：FI2535工作介質(zhì)：純水取壓方式：法蘭取壓孔板操作溫度：43 工況密度：926.012Kg/m3工作壓力：0.7MPa 工況粘度：199×10-6 Pa.S管道徑：80mm 最大流量：30000kg/h管道材質(zhì)：20#鋼節(jié)流件材質(zhì)：1CR18NI9TI（1）

20、輔助計(jì)算1 求工況下的管道直徑管道徑管道材料熱膨脹系數(shù)被測(cè)介質(zhì)溫度2 計(jì)算差壓上限再根據(jù)公式計(jì)算其中C=0.6,=1,=0.5,d=×，代8.3000Kg/s，全部代入得=58121.29因國(guó)產(chǎn)差變的系列值為1.0，1.6，2.5，4.0，6.0×10n ，取=100000.003 求雷諾數(shù)最大質(zhì)量流量µ工作狀態(tài)下粘度4 求P=0.1MPa（2）初值計(jì)算求設(shè)：求求精確度判斷所以 =0.17888（3）進(jìn)行迭代計(jì)算，設(shè)定第二個(gè)假定值X2X2= =0.2541489676= =0.4963047208=1=0.5959+0.03120.1840 +0.0029 =0.

21、6041854730因此 =-0.0000051122所以 （4）進(jìn)行迭代計(jì)算，設(shè)定第三個(gè)假定值，利用快速收斂弦截法公式（n=3起用）=0.2541405981 =0.4962970445=1=0.6041852546因此 =0.0000000002所以 由于 =0.0000000005精確度達(dá)到要求。2、調(diào)節(jié)閥的選型與設(shè)計(jì)（1）調(diào)節(jié)閥的選型調(diào)節(jié)閥又稱(chēng)控制閥，是執(zhí)行器的主要類(lèi)型，通過(guò)接受調(diào)節(jié)控制單元輸出的控制信號(hào)，借助動(dòng)力操作去改變流體流量。調(diào)節(jié)閥一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門(mén)組成。如果按其所配執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用的動(dòng)力，調(diào)節(jié)閥可以分為氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)三種，即以壓縮空氣為動(dòng)力源的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，以電為動(dòng)力源的電動(dòng)調(diào)

22、節(jié)閥，以液體介質(zhì)(如油等)壓力為動(dòng)力的電液動(dòng)調(diào)節(jié)閥，另外，按其功能和特性分，還有電磁閥、電子式、智能式、現(xiàn)場(chǎng)總線型調(diào)節(jié)閥等。一般來(lái)說(shuō)閥是通用的，既可以與氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配，也可以與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或其它執(zhí)行機(jī)構(gòu)匹配。提供調(diào)節(jié)閥的優(yōu)選次序如下： 全功能超輕型調(diào)節(jié)閥蝶閥套筒閥單座閥雙座閥偏心旋轉(zhuǎn)閥球閥角形閥三通閥隔膜閥。 在這些調(diào)節(jié)閥中，我們認(rèn)為應(yīng)該盡量不選用隔膜閥，其理由是隔膜是一個(gè)極不可靠的零件，使其隔膜閥也成為了可靠性差的產(chǎn)品。（2）調(diào)節(jié)閥的口徑計(jì)算調(diào)節(jié)閥的口徑選擇時(shí)由調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)C值決定的。流量系數(shù)C的定義為:在給定的開(kāi)度下，當(dāng)調(diào)節(jié)閥兩端壓差為0.1MPa，流體密度1g/cm3時(shí)，流經(jīng)調(diào)節(jié)閥流

23、體的體積流量數(shù)即位在該開(kāi)度下流量系數(shù)，其單位為3m/h。同理，在上述條件下，在調(diào)節(jié)閥最大開(kāi)度下流經(jīng)調(diào)節(jié)閥流體的體積流量數(shù)即為最大開(kāi)度下的流量系數(shù)。該流量系數(shù)即為該調(diào)節(jié)閥的額定流量系數(shù)。由制造廠作為調(diào)節(jié)閥的基本參數(shù)提供給用戶(hù)。調(diào)節(jié)閥系數(shù)C表示調(diào)節(jié)閥容量的大小，是一個(gè)表示調(diào)節(jié)閥流通能力的參數(shù)。因此，調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)C又稱(chēng)為調(diào)節(jié)閥的流通能力。從調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)C的具體計(jì)算到閥的口徑確定，一般需經(jīng)以下步驟：1) 最大體積流量或質(zhì)量流量2) 正常體積流量或質(zhì)量流量3) 正常情況下調(diào)節(jié)閥上的壓降4) 閥前壓力5) 正常情況下的閥阻比6) 液體密度7) 液體的運(yùn)動(dòng)粘度8) 介質(zhì)臨界壓力9) 閥入口溫度下介質(zhì)飽

24、和蒸汽壓力10) 閥上游管道直徑和閥下游管道直徑調(diào)節(jié)閥計(jì)算原始數(shù)據(jù)位號(hào)：LIC2307工作介質(zhì)：軟化水單座閥：操作溫度：140 工況密度：926.012Kg/m3閥前壓力：0.7MPa工況粘度：199×10-6 Pa.S閥后壓力：0.6MPa 最大流量：30000kg/h管道徑：80mm 飽和蒸汽壓力P=0.016MPa 調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)kv，是調(diào)節(jié)閥的重要參數(shù)，它反映調(diào)節(jié)閥通過(guò)流體的能力，也就是調(diào)節(jié)閥的容量。根據(jù)調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)kv的計(jì)算，就可以確定選擇調(diào)節(jié)閥的口徑。為了正確選擇調(diào)節(jié)閥的口徑，必須正確計(jì)算出調(diào)節(jié)閥的額定流量系數(shù)kv值。調(diào)節(jié)閥額定流量系數(shù)kv的定義如下，在規(guī)定條件下，即

25、閥的兩端壓差為10pa，流體的密度為1g/cm，額定型城市流經(jīng)調(diào)節(jié)閥以m/h或t/h的流量數(shù)。選定調(diào)節(jié)閥的類(lèi)型并以此查表得到壓力恢復(fù)系數(shù)，根據(jù)已知條件可選但做法，壓力恢復(fù)系數(shù)=0.90：判別式：P（）經(jīng)此判斷此液體為非阻塞流計(jì)算公式：Kv=式中：壓力恢復(fù)系數(shù)流體臨界壓力比系數(shù)，0.960.28=0.68閥入口溫度下，介質(zhì)的飽和蒸汽壓（絕對(duì)壓力），kPa 流體熱力學(xué)臨界壓力（絕對(duì)壓力），kPa 液體流量液體密度閥前壓力（絕對(duì)壓力）kPa 閥后壓力（絕對(duì)壓力）kPa計(jì)算出Kv后，通過(guò)查表就可求出調(diào)節(jié)閥的口，也可通過(guò)： 式中： Q流體體積流量被測(cè)介質(zhì)工況密度閥前壓力閥后壓力根據(jù)需要對(duì)C值進(jìn)行雷諾數(shù)修

26、正計(jì)算調(diào)節(jié)閥雷諾系數(shù)：式中： Q-液體體積流量V-運(yùn)動(dòng)粘度由則結(jié)論：選定單座閥（JP），取為選定口徑245mm，非阻塞工況，不作噪聲預(yù)估,氣開(kāi)閥。第4章 課程設(shè)計(jì)心得通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，使我進(jìn)一步了解了PLC,PLC 作為一種新型的工業(yè)控制器,以其通用性好、可靠性高、安裝靈活、擴(kuò)展方便、性能價(jià)格比高等一系列優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)控制中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,在自來(lái)水處理中也得到一定程度的推廣，而且在其穩(wěn)定性、高自動(dòng)化程度的不斷加強(qiáng)，使得其成為城市自來(lái)水處理自動(dòng)化方面的首選。環(huán)境保護(hù)問(wèn)題日益成為影響和制約人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的因素之一。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展和城市人口的急劇增加，大量工業(yè)和生活污水未經(jīng)處理流入江河湖海，使

27、環(huán)境和飲用水被嚴(yán)重污染。因此，建立高度自動(dòng)化的自來(lái)水處理廠是解決供水問(wèn)題的有效途徑。用PLC 設(shè)計(jì)的自控系統(tǒng)在某自來(lái)水處理廠投入使用以來(lái)，大大降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并改善了操作人員的工作環(huán)境。設(shè)備具有調(diào)試簡(jiǎn)單、操作方便、使用安全、運(yùn)行可靠、效率高、故障率低，污水處理效果好的特點(diǎn)，同時(shí)由于軟硬件均采用模塊化結(jié)構(gòu)，方便了工程技術(shù)人員的安裝、調(diào)試和維修，為我們帶來(lái)了很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，這個(gè)設(shè)計(jì)讓我獲益良多，只要用心去學(xué)習(xí)，不怕困難，團(tuán)結(jié)一心，不管多么艱難，我們都能取得成功，在以后的學(xué)習(xí)過(guò)程中，我會(huì)更加注重自己的操作能力和應(yīng)變能力，多與這個(gè)社會(huì)進(jìn)行接觸，讓自己更早適應(yīng)這個(gè)陌生的環(huán)境，