基于PLC的污水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、江西理工大學(xué)2016屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）江 西 理 工 大 學(xué)本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）題 目：基于PLC的污水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué) 院：電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院專 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)班 級(jí)：124班學(xué) 號(hào)：20125103學(xué) 生：李建飛指導(dǎo)教師：陳強(qiáng) 職稱：教授時(shí)間：2016年6月2日目 錄第一章緒論11.1課題的背景21.2工業(yè)污水處理的國內(nèi)外現(xiàn)狀41.3設(shè)計(jì)的目的和意義41.4課題主要設(shè)計(jì)的內(nèi)容5第二章工業(yè)污水處理控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)62.1污水處理純水工藝基本概念62.2本設(shè)計(jì)系統(tǒng)工業(yè)污水處理工藝62.3工業(yè)污水處理系統(tǒng)控制形式72.4控制信號(hào)輸入輸出82.4.1信號(hào)輸入82.4.2

2、控制輸出信號(hào)9第三章硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)103.1硬件組成部分103.1.1多介質(zhì)過濾系統(tǒng)103.1.2清洗反洗系統(tǒng)103.1.3反滲透系統(tǒng)103.2純水工藝電氣控制系統(tǒng)113.3污水處理系統(tǒng)的工作原理113.3.1純水工藝PLC控制系統(tǒng)總體框圖113.3.2系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)123.4PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)133.4.1PLC型號(hào)的選擇133.4.2 S7-200PLC概述133.5純水工藝系統(tǒng)PLC的I/O配置143.6PLC模擬量通道配置153.7PLC原理接線圖163.8系統(tǒng)組成硬件的選擇173.8.1水泵的選擇173.8.2連接電纜的選擇183.8.3其他使用設(shè)備的選擇19第四章軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)204

3、.1控制方式204.1.1手動(dòng)模式204.1.2自動(dòng)模式204.2 PLC程序的設(shè)計(jì)204.2.1啟停機(jī)主程序204.2.2反滲透系統(tǒng)子程序234.2.3模擬量子程序（部分）264.2.4復(fù)位子程序27參考文獻(xiàn)28第一章 緒論隨著社會(huì)的發(fā)展，淡水資源在不斷地減少，然而水是我們生活中不可缺少的一部分,尤其是在當(dāng)今社會(huì)生活和生產(chǎn)中,對(duì)水的需求正在逐步增加。看著地球表面上這么多的水域面積，其實(shí)淡水資源是非常有限的，而且淡水資源在好多地方出現(xiàn)分布不均勻的現(xiàn)象，有些地方現(xiàn)在已經(jīng)存在嚴(yán)重缺水的現(xiàn)象，而有些地方還在肆無忌憚的浪費(fèi)著水資源，導(dǎo)致我們周圍的水資源在一步一步減少。隨著現(xiàn)在各類共的崛起，工業(yè)廢水的排

4、放也導(dǎo)致好多水資源受到污染，這樣就導(dǎo)致淡水的總量減少,水的成本增加,淡水的浪費(fèi)非常嚴(yán)重。在我國北方地區(qū)水資源透支,已經(jīng)形成了漏斗地形,水位下降,干湖泊、河流枯竭,生態(tài)惡化。淡水資源的短缺已成為我國迫切需要解決的問題。中國的淡水資源正在下降,污染更加嚴(yán)重。隨著社會(huì)的發(fā)展,水資源已經(jīng)成為影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要因素,現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備對(duì)水的質(zhì)量要求越來越高。然而,中國的工業(yè)用水消費(fèi)高,重用的水低,用水量不高,相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,中國工業(yè)水的平均回收率40%-50%。目前全國城市污水處理速率(排放標(biāo)準(zhǔn)),只有10%的,其余的污水廢水直接排入河流、湖泊和海洋。高耗水量、重用率低和嚴(yán)重污染的突出問題是水資源

5、利用在中國的工業(yè)體系。嚴(yán)重的環(huán)境污染使有限的水資源減少,水質(zhì)日益惡化,毫無疑問是“一個(gè)接一個(gè)地”。我們就需要加強(qiáng)對(duì)我們生活中，工業(yè)中排放的污水進(jìn)行處理，使這些污水可以重復(fù)利用?，F(xiàn)階段，我們需要加強(qiáng)對(duì)污水處理自動(dòng)控制的研究，在以前，我們使用的控制方式基本都是通過接觸器，繼電器來進(jìn)行控制的，如果遇到比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，利用這種方式就比較難以實(shí)現(xiàn)，使用壽命也不會(huì)很長(zhǎng)?，F(xiàn)階段，我們主要有的是PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，DCS控制系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，這些控制系統(tǒng)可以根據(jù)不同項(xiàng)目的大小，選擇不同的型號(hào)進(jìn)行使用，極大地簡(jiǎn)化了控制的單一性，還可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的需要隨時(shí)可以改變控制的方式方法，同時(shí)也節(jié)省了許多線路接線布

6、線，減少了外界因素對(duì)系統(tǒng)的干擾，極大程度的提好了系統(tǒng)的使用壽命，同時(shí)也能很好地達(dá)到污水處理預(yù)期的效果。341.1課題的背景隨著現(xiàn)在社會(huì)的快速發(fā)展,各種各樣的工廠在城市的周圍崛起,然而,工業(yè)的發(fā)展就導(dǎo)致越來越多的污水排放到我們生存環(huán)境中,嚴(yán)重威脅著我們的健康。與此同時(shí),我們需要加快對(duì)我們生活中各種各樣污水處理項(xiàng)目的實(shí)施?，F(xiàn)在所排放的污水污染程度也越來越大，這時(shí),我們就需要改變?cè)械奈鬯幚淼姆椒ǚ绞?設(shè)計(jì)出一套污水處理質(zhì)量高、可靠性好的對(duì)于污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)。確保對(duì)工業(yè)排放的污水處理有很好的效果、有著較高的可靠性,在處理過程中，對(duì)于控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，我們就需要使用高級(jí)的控制技術(shù)系統(tǒng)來進(jìn)行控制,還

7、要使用的控制技術(shù)應(yīng)用范圍廣,使用壽命長(zhǎng)，可以保證系統(tǒng)在不同的原水進(jìn)水、不同的控制方式下都可以使用，我們選用PLC控制技術(shù)這樣可以大大降低成本。在一般污水處理的控制系統(tǒng)中，我們根據(jù)工藝流程的需要,各設(shè)備擺放地點(diǎn)比較分散，擺放不會(huì)很整齊，如果對(duì)于較大的工程項(xiàng)目，使用的控制輸入、輸出點(diǎn)也比較多,還有在控制過程中的許多控制模擬量的輸入，來觀察系統(tǒng)的運(yùn)行狀況及污水處理的效果。原始污水處理廠控制傳統(tǒng)繼電器控制的一部分,控制電路復(fù)雜,繼電器,長(zhǎng)時(shí)間操作后,線路老化,經(jīng)?？刂剖　５强删幊踢壿嬁刂破?PLC)對(duì)其成熟的技術(shù),良好的多功能性,可靠性高,安裝靈活,便于擴(kuò)張,性價(jià)比高，等相對(duì)于原始的控制技術(shù)方面的

8、有點(diǎn)，PLC控制技術(shù)在當(dāng)今的工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)開始普遍利用，我們?cè)谖鬯幚頃r(shí)同樣使用PLC進(jìn)行控制，這種情況下，我們直接可以在控制室就可以隨時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，減少了勞動(dòng)力的同時(shí)，還改善了工作人員的工作環(huán)境，在使用的過程中，出現(xiàn)故障的概率也比較低，可以定期停機(jī)檢修就可以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 可編程序邏輯控制器(PLC),被廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)生活中，并且在應(yīng)用時(shí)有很好的效果?？删幊踢壿嬁刂破骶哂幸韵迈r明的特點(diǎn)。(1)使用方便,編程簡(jiǎn)單使用較為簡(jiǎn)單的梯形圖、邏輯圖或語句的編程語言,對(duì)于計(jì)算機(jī)方面，我們只需要掌握基礎(chǔ)知識(shí),因此在我們系統(tǒng)開發(fā)的過程所用時(shí)間會(huì)大大縮短，在現(xiàn)場(chǎng)施工過程中調(diào)試時(shí)也比較方便快捷

9、。除此之外,當(dāng)系統(tǒng)需要改進(jìn)或者修改時(shí)，可以直接在線修改程序,同時(shí)改變控制方案，我們不需要對(duì)硬件進(jìn)行修改就可以實(shí)現(xiàn)控制方式方法的改變。(2)功能強(qiáng),性能價(jià)格比高PLC在使用過程中，復(fù)雜程度是不一樣的，可以根據(jù)復(fù)雜程度來選擇不用規(guī)格的PLC，這樣可以降低成本有著很強(qiáng)的性價(jià)比。在使用的過程中，我們可以根據(jù)編程方式，利用不同的方法來實(shí)現(xiàn)同一結(jié)果。利用PLC進(jìn)行控制時(shí)，他與中間繼電器具有相同的功能，我們就可以省去比較復(fù)雜的中間繼電器，利用它來進(jìn)行控制。根據(jù)不同的要求還可以實(shí)現(xiàn)不同地方，不同類型分散控制,集中管理。(3)硬件設(shè)備齊全,用戶使用方便,系統(tǒng)適應(yīng)性強(qiáng)。PLC產(chǎn)品具有標(biāo)準(zhǔn)化、序列化、模塊化的特點(diǎn)，

10、使用用戶使用時(shí)可以根據(jù)系統(tǒng)要求選擇不同的硬件配置,用戶在選擇時(shí)，可以考慮長(zhǎng)期使用，或者以后可能進(jìn)行小改動(dòng)來選擇硬件配置，也可以在臨時(shí)需要改動(dòng)時(shí)在增加硬件配置，然后通過對(duì)程序修改來改變控制方式方法，達(dá)到需要改動(dòng)的效果。PLC的安裝過程中，接線布線等也比較方便快捷,通常情況下，直接引線到端子排，通過端子排連接到外部設(shè)備或者控制對(duì)象的端子。PLC的輸出的接口還具有負(fù)載能力，一些小功率的電氣設(shè)備可以直接利用PLC的輸出接口來勁負(fù)載，極大節(jié)省了電纜的使用。(4)可靠性高和抗干擾能力強(qiáng)PLC在使用過程中使用了很少的繼電器和接觸器，在長(zhǎng)期使用的過程中，的接線端子數(shù)量很少，不會(huì)因?yàn)橄到y(tǒng)的長(zhǎng)期使用而造成線路松動(dòng)

11、等問題，提高了使用時(shí)的可靠性。PLC控制系統(tǒng)在使用過程中，控制接線使用的電纜相對(duì)于原始控制方式大大減少，而且都采用屏蔽線的接線方式，可以防止外界信號(hào)對(duì)控制系統(tǒng)的干擾。(5)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試系統(tǒng)的更少PLC控制的項(xiàng)目系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，具有很少的電纜接線，電氣柜設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí)間會(huì)大大減少。根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)比較簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，我們?cè)诎惭b時(shí)又減少了大量的繼電器、接觸器的安裝，是我們?cè)诠に嚢惭b時(shí)更加方便快捷，使用的電纜也比較少，必用太多去考慮電纜走線布線，節(jié)省了安裝時(shí)間。PLC的編程采用梯形圖的編程方式，可以利用編程軟件來進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)模擬調(diào)試，不需要調(diào)試人員直接到現(xiàn)場(chǎng)，大大節(jié)省了調(diào)試時(shí)間，如果我們?cè)谡{(diào)試時(shí)出現(xiàn)問題時(shí)，可

12、以直接通過現(xiàn)場(chǎng)控制的工控機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)程序進(jìn)行調(diào)試修改。(6)維護(hù)方便,維護(hù)是減少PLC在運(yùn)行過程中，出現(xiàn)故障的概率是很低的，根據(jù)PLC的自我檢測(cè)和診斷功能，可以及時(shí)通過LED故障及時(shí)顯示出來，通過更換模塊來排除故障。如果是被控制設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，可以通過現(xiàn)場(chǎng)面板找到故障，并通過復(fù)位或者檢查設(shè)備來及時(shí)排除故障。1.2工業(yè)污水處理的國內(nèi)外現(xiàn)狀任何設(shè)計(jì)都是根據(jù)我們生產(chǎn)生活的需要,而現(xiàn)在水與人們的生活密切相關(guān),尤其是在現(xiàn)代社會(huì)生活和生產(chǎn)中,對(duì)水的需求正在增加。然而,淡水含量是有限的,隨著社會(huì)的發(fā)展,已經(jīng)成為影響行業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要因素,伴隨著工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)時(shí)，所使用的設(shè)備對(duì)水質(zhì)量的要求越來越高，而隨之帶

13、來的就是各類污水的排放，現(xiàn)階段，污水處理后排放成為每個(gè)企業(yè)的基本要求。在各類工廠排放處理過程中,原水的來源不穩(wěn)定,工廠污水的污染情況比較復(fù)雜,我國工業(yè)污水處理的過程和處理質(zhì)量提出了很高的要求。在我國內(nèi)，隨著人們生活水平的不斷提高，各類工廠的不斷興起，現(xiàn)在人們?cè)絹碓介_始注重工業(yè)污水的處理，同時(shí)，環(huán)境保護(hù)局也給每個(gè)工廠制定了污水排放的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在許多工廠排放的工業(yè)廢水存在著明顯不合理的現(xiàn)象，如今,水資源的污染現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，廢水的排放數(shù)量在逐漸增加。還存在著好多廢水排放時(shí)，通常被直接傾倒到湖泊、河流或者海洋，這使得正常干凈的水被污染和浪費(fèi)，同時(shí),許多礦產(chǎn)資源的開發(fā)也會(huì)導(dǎo)致許多淡水資源的流失，這水水流

14、到環(huán)境中還可能帶有重金屬和各種有害物質(zhì)，我們現(xiàn)在應(yīng)該更加注重我們生活中的水資源。有很多方法可以使水污染更好，從我們生活的每個(gè)點(diǎn)開始做起，節(jié)約用水，保護(hù)水資源，工業(yè)污水排放時(shí)，須在污水站進(jìn)行處理，使排放的水達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。在國際上,在第二次世界大戰(zhàn)中出現(xiàn)大規(guī)模水污染控制的現(xiàn)象,還有50年代經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶來的日益嚴(yán)重的環(huán)境污染,其中水資源的污染是最嚴(yán)重的。在1970年，美國在國內(nèi)投資大量資金來建造污水處理廠，來處理工業(yè)污水和生活污水,歐洲的許多國家也意識(shí)到了水資源的重要性，同樣花費(fèi)許多錢在全國各地大量興建污水處理廠。建造出來的工業(yè)污水處理廠在改善水污染中扮演著重要角色,也有著豐富的經(jīng)驗(yàn)在水污染的管理。

15、現(xiàn)在，污水國力在全世界都是一個(gè)非常值得注重的問題。1.3設(shè)計(jì)的目的和意義預(yù)計(jì)在不久的將來，在我們的生活中，最貴的不是黃金白銀，而極有可能是我們賴以生存的水資源，水與我們的生活息息相關(guān)，解決用水時(shí)我們每個(gè)人都應(yīng)該有的素質(zhì)，但是水資源還是在一步步逐漸在減少，其中污染比較嚴(yán)重的就是工業(yè)工廠的排放用水，現(xiàn)階段，按照環(huán)境保護(hù)局的要求，所有的工業(yè)生產(chǎn)基地都應(yīng)該建污水廠，對(duì)生產(chǎn)所產(chǎn)生的污水進(jìn)行處理后，丙炔達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)再進(jìn)行排放?，F(xiàn)在許多比較老的工廠污水處理設(shè)備老化，處理的效果也不是很好，所以我們需要改進(jìn)或者更換工廠原來的污水處理系統(tǒng)和無水處理方式，使排放的水資源能夠進(jìn)行重復(fù)利用。1.4課題主要設(shè)計(jì)的內(nèi)容本此設(shè)計(jì)

16、所涉及的主要內(nèi)容為設(shè)計(jì)污水處理的工藝流程、純水工藝反滲透系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),主要包括以下組件:(1)介紹了國內(nèi)外現(xiàn)階段污水處理的歷史發(fā)展過程及現(xiàn)狀，同時(shí)還包括本次設(shè)計(jì)純水工藝的流程；(2)講述了純水工藝流程中根據(jù)設(shè)計(jì)目的所用到的反滲透系統(tǒng)及其它主要系統(tǒng),污水處理純水工藝控制系統(tǒng)的可編程邏輯控制器PLC設(shè)計(jì)和程序的介紹；(3)具體介紹了的純水工藝系統(tǒng)硬件系統(tǒng)的組成及其這些硬件設(shè)備的分析和設(shè)計(jì)和工作原理；(4)軟件系統(tǒng)的介紹了利用PLC可編程邏輯器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制純水工藝的流程；(5)PLC軟件系統(tǒng)編程涉及控制方式方法。第二章 工業(yè)污水處理控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.1污水處理純水工藝基本概念污水主要包

17、括工業(yè)污水、城市污水、生活污水三大部分,有些污水往往只經(jīng)過簡(jiǎn)單處理就排放到環(huán)境中，這樣會(huì)對(duì)環(huán)境和其他水資源造成污染。這些排放進(jìn)入環(huán)境中污水一般都會(huì)含有大量的有害物質(zhì)。所以我們應(yīng)該加大對(duì)污水的處理，種種情況下，我們就需要在合適的地方建造污水廠進(jìn)行處理，達(dá)到重復(fù)利用。排放的污水經(jīng)過處理后,最后還有很多用途:田地的灌溉，工業(yè)用水重復(fù)使用，直接排放到環(huán)境中。本次設(shè)計(jì)主要是通過物理的方法來對(duì)污水進(jìn)行純水工藝的處理，根據(jù)污水的物理性質(zhì)，在此次純水工藝系統(tǒng)中，我們所使用的是利用膜設(shè)備的反滲透系統(tǒng)，本文主要設(shè)計(jì)了工廠污水處理純水工藝的基本工藝和流程，采用了污水處理中膜設(shè)備的反滲透工藝，通過西門子PLC中的S7

18、-200來接近對(duì)系統(tǒng)的控制。本文所介紹的純水工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，是一個(gè)很小的污水處理系統(tǒng)，文章首先介紹了純水工藝及相關(guān)流程，工藝中所需要的硬件選擇及硬件工作原理。根據(jù)工藝要求配置硬件，同時(shí)對(duì)S7-200的PLC根據(jù)純水工藝流程進(jìn)行編程，最終實(shí)現(xiàn)污水處理純水工藝的要求。反滲透系統(tǒng)也就是我們此次純水工藝的核心裝置。原水還原劑泵2.2本設(shè)計(jì)系統(tǒng)工業(yè)污水處理工藝高壓泵純水反滲透裝置保 安過濾器活性炭過濾器多介質(zhì)過濾器阻垢劑計(jì)量泵清洗泵反洗泵精密過濾裝置反洗水箱清洗水箱純水和酸堿 純水和酸堿圖2-1 污水處理工藝流程圖(1)多介質(zhì)過濾器是使用比較原始的過濾方法，工藝工種的第一道過濾手續(xù)，一般的過濾才只有活性炭

19、、無煙煤、石英砂和錳砂等。原水在一定的壓力之下，通過過濾介質(zhì)來達(dá)到初步過濾的效果，這樣有利于出去原水中顆粒比較大的物質(zhì)，防止后面的工藝流程中出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象，也更加有利于工藝下一流程的進(jìn)行。(2)活性炭過濾器是利用活性炭的吸附性，主要用來除去大分子有機(jī)物，鐵的氧化物，余氯等多種有害物質(zhì)。減輕了膜處理設(shè)備的過濾負(fù)擔(dān)，同時(shí)會(huì)使膜處理過程更加有效，得到的純水質(zhì)量也會(huì)更高。(3)保安過濾器是每個(gè)反滲透系統(tǒng)都必須配備的裝置，原水在通過多介質(zhì)過濾器和活性炭過濾器時(shí)也許還會(huì)存有一部分容易損壞到反滲透膜的物質(zhì)，降低膜設(shè)備的使用壽命，我們這里應(yīng)用保安過濾器主要是保證出水精度和保護(hù)膜設(shè)備。(4)反滲透裝置是此次設(shè)計(jì)

20、的核心裝置，滲透是在在自然狀態(tài)下，在同一個(gè)容器中用膜元件隔開，分別注入濃溶液和稀溶液，在自然作用下，稀溶液一側(cè)會(huì)慢慢滲透到濃溶液一側(cè)，濃溶液也未明顯回升高，產(chǎn)生液位差，這就是我們通常所說的滲透。當(dāng)我們?cè)跐馊芤阂粋?cè)施加一個(gè)大約1.3MPa的壓力時(shí)，濃溶液中的水會(huì)慢慢流向稀溶液，這就是反滲透的原理。由于反滲透工藝技術(shù)比較高，出來的水幾乎接近于100%的純水，所以此次工藝只使用了反滲透裝置。2.3工業(yè)污水處理系統(tǒng)控制形式很早以前，人們研究發(fā)明和使用的主要使利用繼電器和接觸器的通斷來控制污水的處理系統(tǒng)，這種方式比較容易出現(xiàn)故障，控制操作也比較復(fù)雜，不能實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的操作，線路比較多，時(shí)間久了容易出現(xiàn)線

21、路老化，電氣元件接觸不良等現(xiàn)象，現(xiàn)在污水處理主要分為三種控制形式，分別是DCS控制系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)。(1)DCS控制系統(tǒng)。國內(nèi)，DCS控制系統(tǒng)一般選用浙大中控的DCS控制設(shè)備。大多數(shù)情況下，控制站和操作員站安裝在專用的中央控制室（包括控制室和操作室），通過信號(hào)線纜與現(xiàn)場(chǎng)儀 表相連。軟件安裝須根據(jù)操作節(jié)點(diǎn)的性質(zhì)確定安裝內(nèi)容，通常軟件安裝選項(xiàng)有：工程師站、操作員站、數(shù)據(jù)服務(wù)器和自定義安裝。 (2)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)?？焖夙憫?yīng)和良好的實(shí)時(shí)性能。通信協(xié)議開放,不同的產(chǎn)品可以相互關(guān)聯(lián)。(3)PLC系統(tǒng)。PLC現(xiàn)階段已經(jīng)在我們的工業(yè)生產(chǎn)生活中占據(jù)主導(dǎo)低位,利用它來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制功能要求

22、,也可以使用計(jì)算機(jī)作為主機(jī),在其系統(tǒng)中，可以通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備模擬信號(hào)的反饋，來觀察系統(tǒng)的運(yùn)行情況,其特點(diǎn)如下:編程方便,開放開發(fā)周期短,易于維護(hù)，具有普遍性,易于使用，強(qiáng)大的控制功能，模塊化結(jié)構(gòu),擴(kuò)展能力強(qiáng)。工業(yè)污水處理系統(tǒng)的主要功能是完成城市污水的凈化,這座城市將被排除在系統(tǒng)污水處理后,輸出符合國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。很長(zhǎng)一段時(shí)間,雖然工業(yè)廢水處理技術(shù)發(fā)展迅速,但仍然落后于城市發(fā)展的需要,工業(yè)污水處理速度低,設(shè)備運(yùn)行速度極大地影響了城市的發(fā)展。為了實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、效率高、能耗低的工業(yè)廢水處理技術(shù),并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制過程中,使用PLC作為核心控制器是一個(gè)很好的計(jì)劃。PLC作為控制系統(tǒng)的工業(yè)廢水處理系統(tǒng),使設(shè)計(jì)過程

23、更加簡(jiǎn)單,系統(tǒng)的功能變得越來越多。與各種各樣的人機(jī)交流界面可以完成PLC控制系統(tǒng)的監(jiān)控,和用戶可以通過操作界面控制PLC系統(tǒng)的功能。由于強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通信能力的CPU,工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸和通信是可能的,和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可以通過PLC實(shí)現(xiàn)。2.4控制信號(hào)輸入輸出在我們的生產(chǎn)生活中，任何涉及到自動(dòng)控制的系統(tǒng)它們之間都是通過各種各樣的信號(hào)來進(jìn)行聯(lián)系的，系統(tǒng)通過對(duì)反饋信號(hào)的出來之后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求來進(jìn)行下一步動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的功能。2.4.1信號(hào)輸入工業(yè)廢水處理系統(tǒng)輸入信號(hào)檢測(cè)主要包括四種類型的信號(hào)監(jiān)測(cè),主要包括:按鈕信號(hào)輸入檢測(cè)、液位信號(hào)輸入檢測(cè)、PH信號(hào)輸入檢測(cè)的、電導(dǎo)率信號(hào)輸入檢測(cè)的以及壓力

24、信號(hào)輸入檢測(cè)。(1)按鈕輸入檢測(cè)。大多數(shù)人工檢測(cè)的控制輸入,自動(dòng)按鈕,手動(dòng)按鈕,各類水泵啟動(dòng)按鈕,清洗機(jī)器啟動(dòng)按鈕,電動(dòng)閥門按鈕，氣動(dòng)閥門開關(guān)按鈕，加藥泵啟動(dòng)按鈕以及各類緊急按鈕。(2)液位信號(hào)輸入檢測(cè)。根據(jù)液位信號(hào)的輸入與設(shè)定值進(jìn)行對(duì)比，可以用來控制水泵的啟停。(3) PH信號(hào)輸入檢測(cè)的。根據(jù)PH輸入信號(hào)的檢測(cè)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)顯示出原水的酸堿度，經(jīng)過系統(tǒng)處理后來調(diào)節(jié)加藥泵的加藥量。(4) 電導(dǎo)率信號(hào)輸入檢測(cè)電導(dǎo)率與含鹽量成正比，通常所說的水會(huì)導(dǎo)電就是因?yàn)槔锩婧}。鹽在水中以陰陽離子存在，電通過離子來傳導(dǎo)，當(dāng)水中的離子含量越多，就越容易導(dǎo)電，反之則不容易導(dǎo)電，真正的純水可以說是不導(dǎo)電。純水里面離

25、子含量少到一定程度時(shí)，通常用來表示水質(zhì)的電導(dǎo)率單位已經(jīng)不方便表示其數(shù)值，所以這時(shí)通常會(huì)用電阻率來表示。根據(jù)電導(dǎo)率顯示出來的數(shù)值，來看水是否達(dá)到純水工藝的標(biāo)準(zhǔn)，否則要進(jìn)行再一次的處理。(5) 壓力信號(hào)輸入檢測(cè)。進(jìn)水壓力、濃水壓力、產(chǎn)水壓力及壓差在反滲透設(shè)備中都是不可缺少的一部分。進(jìn)水壓力：進(jìn)水壓力即是水進(jìn)入到反滲透設(shè)備內(nèi)的壓力。產(chǎn)水壓力：產(chǎn)水壓力有時(shí)也叫反滲透膜元件進(jìn)水壓力，膜元件工作時(shí)所需要的壓力，沒有一定的規(guī)定值，不同的膜組件有著不同的壓力設(shè)定值，在測(cè)試壓力與膜元件使用壓力有著質(zhì)的不同，而實(shí)際的使用壓力則受到溫度、平均水通量選取值，進(jìn)水含鹽量，系統(tǒng)回收率，膜元件種類等因素影響。濃水壓力：產(chǎn)水

26、壓力與濃水壓力相近，如果濃水壓力高于產(chǎn)水壓力也就存在問題，大概可能出現(xiàn)兩種情況，一是濃水壓力過高表示反滲透膜元件堵塞，二是濃水壓力過低表示反滲透膜元件出于穿孔現(xiàn)象。壓差：主機(jī)的進(jìn)水壓力與膜元件段與段之間的壓力，在一般情況下，反滲透系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，壓差一般不會(huì)超過兩公斤或運(yùn)行時(shí)初始運(yùn)行壓差升高15%就要化學(xué)清洗。2.4.2控制輸出信號(hào)信號(hào)輸出部分主要包括兩個(gè)方面:一個(gè)是數(shù)字輸出,也就是說,各種設(shè)備的接觸器；另一個(gè)是模擬輸出,用于控制變頻器。(1)數(shù)字輸出?？刂茊?dòng)和停止所有類型的設(shè)備,其中包括:高壓泵啟動(dòng)和停止,反洗泵啟動(dòng)和停止,清洗泵啟動(dòng)和停止,電動(dòng)閥門的開關(guān),酸堿加藥泵和其他設(shè)備。(2)模擬輸

27、出通過PLC的PID運(yùn)算數(shù)據(jù),通過其功能模塊輸出控制信號(hào),控制終端的控制信號(hào)輸入到各類顯示儀表轉(zhuǎn)化位數(shù)字信號(hào)顯示出來，便于觀察整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。第三章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1硬件組成部分3.1.1多介質(zhì)過濾系統(tǒng) 在多介質(zhì)過濾系統(tǒng)中，使用了兩個(gè)多介質(zhì)過濾器，分別加入活性炭和無煙煤作為濾料，活性炭和無煙煤作為濾料，更容易除去原水中的雜質(zhì)，過濾時(shí)阻力小水更容易通過、同時(shí)還有很大表面積利于雜質(zhì)附著、即使遇到強(qiáng)強(qiáng)酸強(qiáng)堿的情況也不易腐蝕,也不容易被污染, 活性炭和無煙煤過濾器的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)是相比其他的對(duì)過濾材料和過濾質(zhì)量的優(yōu)化設(shè)計(jì),以達(dá)到濾器在運(yùn)行過程中的適應(yīng)性,在一定的壓力之下，從而達(dá)到除去水中的懸浮雜質(zhì)，從

28、而達(dá)到把水澄清的目的，多介質(zhì)過濾系統(tǒng)是在污水處理純水工藝的最基本的步驟。3.1.2清洗反洗系統(tǒng)反洗過程是在反洗水箱注入清水，讓清水在系統(tǒng)中反向流動(dòng)，以達(dá)到清洗過濾池或填充層及其他相關(guān)設(shè)備的操作。使水在整個(gè)系統(tǒng)中進(jìn)行反向流動(dòng)，這樣比一般的清洗會(huì)更加方便有效，清洗效果也會(huì)更好。3.1.3反滲透系統(tǒng)原理：在原水側(cè)利用高壓泵施加壓力以克服自然滲透，當(dāng)高于自然滲透的濃溶液加在原水側(cè)時(shí)，水分子自然滲透流動(dòng)方向就會(huì)產(chǎn)生逆轉(zhuǎn)變化，原水中的水分子通過膜設(shè)備到達(dá)另一側(cè)，成為純水。 稀溶液濃溶液 壓力膜設(shè)備圖3-1 反滲透原理簡(jiǎn)圖3.2純水工藝電氣控制系統(tǒng)一般情況下，每個(gè)工藝流程電氣控制系統(tǒng)都離不開操作員面板、現(xiàn)場(chǎng)

29、運(yùn)行控制及反饋顯示面板、電氣控制、配電柜和現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制柜、電纜等單位。由于在此過程中會(huì)出現(xiàn)大量數(shù)字信號(hào)輸入、處理大量的模擬量輸入信號(hào)，根據(jù)輸入的數(shù)字量信號(hào)和模擬量信號(hào)通過程序進(jìn)行相應(yīng)處理后，然后輸出相應(yīng)的輸出控制信號(hào)，從而使系統(tǒng)的控制邏輯和時(shí)序邏輯嚴(yán)格按照輸入的信號(hào)進(jìn)行處理。（1）操作員面板。在操作員操作時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的面板。（2）顯示面板。顯示面板用來顯示大量的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，所以通常采用觸摸顯示屏或多級(jí)界面操作。（3）電氣柜。電氣柜主要包括控制柜，配電柜和現(xiàn)場(chǎng)控制柜，主要有空氣開關(guān)、變頻器、接觸器、端子板組成。（4）電纜。電纜分為動(dòng)力電纜和控制電纜兩種，一般情況下，布線時(shí)需要分開，以防

30、止動(dòng)力電纜發(fā)熱而影響控制電纜工作。3.3污水處理系統(tǒng)的工作原理3.3.1純水工藝PLC控制系統(tǒng)總體框圖可編程邏輯控制器PLCPH輸入操作員面板變頻器系統(tǒng)按指令運(yùn)行相關(guān)泵的運(yùn)行各類傳感器信號(hào)輸入加藥泵運(yùn)行電導(dǎo)率值輸入系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示面板圖3-2 PLC控制系統(tǒng)總體框圖3.3.2工作過程在手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)各類控制按鈕的操作，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備會(huì)根據(jù)接收到的信號(hào)對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制，沒有任何邏輯狀態(tài)。在自動(dòng)狀態(tài)下時(shí)，根據(jù)PLC程序的各種關(guān)聯(lián)狀態(tài)，對(duì)所有設(shè)備進(jìn)行集中控制，以保證整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，自動(dòng)裝下控制過大概如下。(1）接通電源，啟動(dòng)自動(dòng)控制方式，啟動(dòng)清洗系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行清洗。(2）運(yùn)行反滲透系統(tǒng)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)反

31、饋回來的信號(hào)控制各類水泵的工作狀態(tài)。(3）根據(jù)反饋回來的PH狀態(tài)控制加藥泵的加藥量以達(dá)到中和的效果。(4）水箱的高位和低位用來控制原水箱水泵的啟停。 (5）電導(dǎo)率反饋的模擬信號(hào)經(jīng)PLC運(yùn)算后進(jìn)行控制，同時(shí)控制出水的去向。(6）壓力變送器輸出的模擬信號(hào)來檢測(cè)反滲透系統(tǒng)的工作情況，以及控制高壓泵的工作情況。(7）壓力開關(guān)，通過壓力的數(shù)值控制管道閥門的通斷情況。3.3.3系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)在純水工藝主電路設(shè)計(jì)過程中，我們所使用的水泵的電壓都是380V，根據(jù)設(shè)計(jì)的要求和使用時(shí)的要求，我們可以對(duì)水泵的電機(jī)進(jìn)行星型和三角形接線方式的切換，電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，一般情況之下，瞬時(shí)電流會(huì)比較大，通常采用在星型狀態(tài)下對(duì)水泵

32、電機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)，然后再轉(zhuǎn)換為三角形狀態(tài)下來運(yùn)行。圖3-3 純水工藝系統(tǒng)主電路圖3.4PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.4.1PLC型號(hào)的選擇根據(jù)本設(shè)計(jì)污水處理純水系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模大小要求，包括控制系統(tǒng)的復(fù)雜性，再根據(jù)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性等方面因素來綜合考慮，最終使用西門子PLC的S7200系列作為設(shè)計(jì)的污水處理純水系統(tǒng)中央處理控制系統(tǒng)。我們此次設(shè)計(jì)是只使用了一個(gè)反滲透系統(tǒng)，控制所用輸入輸出點(diǎn)比較簡(jiǎn)單，所用點(diǎn)數(shù)也比較少，因此采用中央處理器CPU224作為該工藝控制系統(tǒng)的主機(jī)。3.4.2 S7-200PLC概述表3-1 S7-200PLC概述電源電壓DC 24V，AC 100230V電源電壓波動(dòng)DC

33、 20.4-28.8V，AC 84-264V（47-63Hz）環(huán)境溫度、濕度水平安裝0550C，垂直安裝0450C，595%保護(hù)等級(jí)IP20到IEC529輸出給傳感器的電壓DC 24V （20.4-28.8V）為擴(kuò)展模塊提供的輸出電流660mA程序存儲(chǔ)器8K字節(jié)/典型值為2.6K條指令數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2.5K字存儲(chǔ)器子模塊1個(gè)可插入的存儲(chǔ)器子模塊數(shù)據(jù)后備整個(gè)BD1在EEPROM中無需維護(hù)在RAM中當(dāng)前的DB1標(biāo)志位、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等通過高能電容或電池維持，后備時(shí)間190h（400C時(shí)120h），插入電池后備200天編程語言LAD，F(xiàn)BD，STL程序結(jié)構(gòu)一個(gè)主程序塊（可以包括子程序）程序執(zhí)行自由循環(huán)。

34、中斷控制，定時(shí)控制（1255ms）子程序級(jí)8級(jí)用戶程序保護(hù)3級(jí)口令保護(hù)指令集邏輯運(yùn)算、應(yīng)用功能掃描時(shí)間監(jiān)控300ms（可重啟動(dòng)）內(nèi)部標(biāo)志位256，可保持：EEPROM中0112計(jì)數(shù)器0256，可保持：256，6個(gè)高速計(jì)數(shù)器定時(shí)器可保持：256，4個(gè)定時(shí)器，1ms30s16個(gè)定時(shí)器，10ms5min236個(gè)定時(shí)器，100ms54min接口一個(gè)RS485通信接口可連接的編程器/PCPG740P = 2 * ROMAN II，PG760P = 2 * ROMAN II，PC（AT）本機(jī)I/O數(shù)字量輸入：14，其中4個(gè)可用作硬件中斷，14個(gè)用于高速功能數(shù)字量輸出：10，其中2個(gè)可用作本機(jī)功能，模擬電位

35、器：2個(gè)可連接的I/O數(shù)字量輸入/輸出：最多94/74模擬量輸入/輸出：最多28/7（或14）AS接口輸入/輸出：496最多可接擴(kuò)展模塊7個(gè)3.5純水工藝系統(tǒng)PLC的I/O配置表3-2 PLC的I/O配置I/O分配表序號(hào)地址元件注釋序號(hào)地址注釋1I0.0系統(tǒng)自動(dòng)旋鈕1Q0.0原水進(jìn)口電動(dòng)閥Q2I0.1KA7反洗水箱低位2Q0.1反滲透濃排閥Q3I0.2KA8進(jìn)水低壓3Q0.2反滲透高壓泵2Q4I0.3KA9產(chǎn)水高壓4Q0.3反滲透高壓泵Q5I0.4KA16產(chǎn)水泄壓閥開位5Q0.4絮凝計(jì)量泵Q6I0.5KM2高壓泵1KM狀態(tài)6Q0.5阻垢劑計(jì)量泵Q7I0.6KA10絮凝劑計(jì)量泵狀態(tài)7Q0.6還原

36、劑計(jì)量泵Q8I0.7KA11阻垢劑計(jì)量泵狀態(tài)8Q0.7PH回調(diào)計(jì)量泵Q9I1.0KA12還原劑計(jì)量泵狀態(tài)10I1.1KA13PH回調(diào)計(jì)量泵狀態(tài)9Q1.0自動(dòng)運(yùn)行指示燈Q11I1.2KA14高壓泵選擇2#10Q1.1產(chǎn)水泄壓閥Q12I1.3FR2中間水箱低位13I1.4FR8清洗泵FR狀態(tài)14I1.5KM8清洗泵KM狀態(tài)3.6PLC模擬量通道配置表3-3 PLC模擬量通道配置序號(hào)地址元件注釋量程單位1AIW4多介質(zhì)過濾器1進(jìn)水壓力0-1Mpa2AIW6多介質(zhì)過濾器1出水壓力0-1Mpa3AIW8多介質(zhì)過濾器2進(jìn)水壓力0-1Mpa4AIW10多介質(zhì)過濾器2進(jìn)水壓力0-1Mpa5AIW12活性炭過濾

37、器進(jìn)水壓力0-1Mpa6AIW14活性炭過濾器進(jìn)水壓力0-1Mpa7AIW16反滲透進(jìn)水壓力0-1.6Mpa8AIW18反滲透間壓力0-1.6Mpa9AIW20反滲透產(chǎn)水壓力0-1Mpa10AIW22反滲透濃水壓力0-1.6Mpa11AIW24沙慮進(jìn)水流量0-280t12AIW26反滲透濃水流量0-70t13AIW28反滲透產(chǎn)水流量0-100t14AIW30反滲透進(jìn)水PH0-1415AIW32反滲透進(jìn)水電導(dǎo)0-2000us/cm16AIW34反滲透產(chǎn)水電導(dǎo)0-20us/cm3.7PLC原理接線圖圖3-4 PLC原理接線圖3.8系統(tǒng)組成硬件的選擇一個(gè)完整的系統(tǒng)一般由硬件和軟件兩大部分組成，根據(jù)設(shè)

38、計(jì)的要求來選擇設(shè)計(jì)所需要的硬件設(shè)備。3.8.1水泵的選擇（1）反洗泵的作用給濾池提供反沖水的水泵，使濾池恢復(fù)過濾能力過濾器正常工作時(shí)會(huì)把雜質(zhì)截留在過濾器上游，隨著雜質(zhì)的堆積，過濾介質(zhì)的慮孔會(huì)被堵塞，直接表現(xiàn)就是流通量下降。在整個(gè)系統(tǒng)使用時(shí)間比較長(zhǎng)時(shí)，系統(tǒng)肯定會(huì)早場(chǎng)堵塞情況，這時(shí)我們就需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行清洗，清洗時(shí)，我們選用反洗的方式，我們可以在純水的出水口反向注入純水以達(dá)到清洗的效果。在本次設(shè)計(jì)純水工藝選用反沖水泵的是南方泵臥式泵。根據(jù)設(shè)計(jì)的污水廠污水對(duì)系統(tǒng)清洗時(shí)最大涌水水量為Qmax=100m3/h，洗時(shí)直接從清水水箱出水，高度大約為HX =8m左右。水泵必須的排水能力QB= =120m3/

39、h （3.1）水泵揚(yáng)程估算H= 1.3* K（HP+HX）=1.3*1.4（0+10）=14.56m （3.2）HP：排水高度；HX：吸水高度；K：管路損失系數(shù)，豎直方向時(shí)K=1.1-1.5；對(duì)于傾斜角20°時(shí)，K=1.31.35；=20°30°時(shí)，K=1.251.3；30°時(shí)，K=1.21.25。我們反洗時(shí)水是豎直方向，所以選擇K=1.4，揚(yáng)程要大于正常使用的給水泵1.2-1.4倍。根據(jù)上面參數(shù)，我們選擇南方泵臥式離泵型號(hào)為CDLF120-10, 水泵參數(shù)流量Q=140m3, 揚(yáng)程H=16m,功率P=11kw。(2)高壓泵在反滲透系統(tǒng)中是不可缺少的一部

40、分，根據(jù)反滲透的原理，高壓泵本在純水工藝的反滲透系統(tǒng)中提供一定的壓力作用，以保證出水能夠透過膜設(shè)備，達(dá)到純水。根據(jù)壓力公式P=*g*H。水泵揚(yáng)程估算H= = = =125m （3.3）式中，P為反滲透膜設(shè)備工作時(shí)所需要的壓力為1.25MPa。根據(jù)純水工藝設(shè)計(jì)的要求，在本次設(shè)計(jì)純水工藝選用反沖水泵的是南方泵臥式泵，型號(hào)為CDLF42-60，水泵參數(shù)流量Q=40m3, 揚(yáng)程H=125m，功率P=22kw。(3)清洗泵根據(jù)純水工藝中每支膜所需要的流量大小的水作清洗，此次設(shè)計(jì)所選用的是RO8040膜，然后確定清洗泵需要的流量和工作壓力，在我們的系統(tǒng)中使用了增壓泵，由于泵的類型不同，不方便通用，并且流量

41、也不好調(diào)節(jié)，可能需要增加變頻控制之類，我們就需要多增加一個(gè)泵作為清洗泵。在清洗過程中，和原水進(jìn)入的工作原理一樣，但是清洗時(shí)進(jìn)水流量Qmax=25 m3/h水泵必須的排水能力QB= =30m3/h （3.4）水泵揚(yáng)程估算H= 1.3* K（HP+HX）=1.3*1.4（0+10）=14.56m （3.5）HP：排水高度；HX：吸水高度；K：管路損失系數(shù)，豎直方向時(shí)K=1.1-1.5；對(duì)于傾斜角20°時(shí)，K=1.31.35；=2030°時(shí)，K=1.251.3；30°時(shí)，K=1.21.25在清洗過程中，水直接從清水水箱供給，豎直方向。所以選擇K=1.4，揚(yáng)程要大于正常使

42、用的給水泵1.2-1.4倍。最終選定南方泵的型號(hào)CDLF32-20-2，該泵具體參數(shù)流量Q=32m3, 揚(yáng)程H=16m，功率P=4kw。這種情況下通路清晰，更加便于控制。3.8.2連接電纜的選擇電纜分為動(dòng)力電纜和控制電纜，動(dòng)力電纜一般采用絕緣效果好，橫截面積大，不容易發(fā)熱的電纜，而控制電纜一般采用屏蔽線作為控制電纜。在布線時(shí)需要把動(dòng)力線和控制線分開，為了防止在使用過程中，動(dòng)力線發(fā)熱會(huì)給控制線造成干擾，按照標(biāo)準(zhǔn)，橋架，地下的所有電纜都需要用扎帶進(jìn)行整齊固定，不僅美觀，同事也給電纜散熱等各方面都很有利?？刂齐娎|采用kvvp2*1的兩芯屏蔽線，根據(jù)水泵的功率。反洗泵電流：I1= = =28.95A

43、（3.6）高壓泵電流：I2= = =57.89A （3.7）清洗泵電流：I3= =10.53A （3.8）根據(jù)電纜載流量的標(biāo)準(zhǔn)（附錄1），反洗泵選擇YJV 3*6mm+1*4mm動(dòng)力電纜，高壓泵選擇YJV 3*10mm+1*6mm動(dòng)力電纜，清洗泵選擇YJV 4*2.5mm動(dòng)力電纜使用。3.8.3其他使用設(shè)備的選擇1.電動(dòng)球閥電動(dòng)球閥是根據(jù)控制系統(tǒng)給的信號(hào)，通過電動(dòng)的方式來達(dá)到通斷的效果，以保護(hù)反滲透系統(tǒng)在停機(jī)時(shí)不會(huì)被損。本次設(shè)計(jì)中我們選用法蘭DN50 PN16電動(dòng)球閥，DN50表示公稱直徑為50mm，即2寸管，16分管，PN的單位是MPa，PN16標(biāo)示 16MPa。2. 壓力開關(guān)壓力開關(guān)與高壓

44、泵互相關(guān)聯(lián)，壓力開關(guān)的作用在是為了保護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，也有可能是因?yàn)橄到y(tǒng)在出現(xiàn)故障時(shí)，壓力開關(guān)通過壓力變化的感應(yīng)，然后進(jìn)行動(dòng)作來保護(hù)設(shè)備不會(huì)被損壞，壓力開關(guān)在整個(gè)系統(tǒng)中起到了良好的保護(hù)作用，也是系統(tǒng)不可缺少的一部分。3.壓力變送器壓力變送器的作用是通過壓力傳感器，將當(dāng)時(shí)的壓力轉(zhuǎn)換為4-20mA的模擬信號(hào)反饋回來，根據(jù)反饋回來的信號(hào)來保證各類泵的正常運(yùn)行。我們選用羅斯蒙特2051TG3A2B21AB4壓力變送器使用4.流量計(jì)流量計(jì)我們選用的是AXF型，DN80電磁流量計(jì)。巴流量計(jì)安裝在出水口濃水和純水一側(cè)，用來觀察和顯示濃水和純水的流量，同時(shí)也可以計(jì)算出原水的污染程度。5. 電導(dǎo)率儀電導(dǎo)率儀的主

45、要作用是顯示純水的電導(dǎo)率情況。一般采用哈希C33/3433型電導(dǎo)率儀。電導(dǎo)率儀可根據(jù)電導(dǎo)常數(shù)進(jìn)行校正。6.pH 計(jì)利用pH計(jì)來測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)水或者出水的酸堿度，根據(jù)進(jìn)水pH來決定加藥系統(tǒng)的加藥量，根據(jù)出水pH來確定純水工藝產(chǎn)水質(zhì)量。我們?cè)诒敬卧O(shè)計(jì)中選用哈希SC200的pH計(jì)。7.液位開關(guān)通過液位開關(guān)來控制閥門的開關(guān)和水泵的啟停，在本次設(shè)計(jì)中，我們選用線纜式5米長(zhǎng)的液位開關(guān)來進(jìn)行使用。第四章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1控制方式污水處理系統(tǒng)的控制模式一般分為手動(dòng)控制和自動(dòng)控制模式，但是一般在使用的過程中都采用自動(dòng)控制模式運(yùn)行。4.1.1手動(dòng)模式在手動(dòng)控制狀態(tài)，所有的泵均能手動(dòng)啟停。所有的模擬量信號(hào)均能反饋到操

46、作控制顯示面板，手動(dòng)控制狀態(tài)，當(dāng)原水箱低液位開關(guān)不會(huì)影響進(jìn)水水泵，反滲透膜系統(tǒng)中的高壓泵低壓開關(guān)的限制。 4.1.2自動(dòng)模式當(dāng)開關(guān)處于自動(dòng)運(yùn)行檔位時(shí)，系統(tǒng)先進(jìn)行自我檢測(cè)，在檢測(cè)過程中因?yàn)槌霈F(xiàn)故障而無法啟動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)首先會(huì)進(jìn)行復(fù)位，然后重新嘗試啟動(dòng)。當(dāng)反滲透系統(tǒng)中原水水箱水位比較低時(shí)，反滲透系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入停機(jī)狀態(tài)，原水水箱的水泵啟動(dòng)向原水水箱注水，當(dāng)原水水箱水達(dá)到高位時(shí)，水泵關(guān)閉，30s后高壓泵自己?jiǎn)?dòng)開始工作。在此過程中，如果反滲透系統(tǒng)中低壓開關(guān)或者高壓開關(guān)打開時(shí)，高壓泵會(huì)停止，等待壓力恢復(fù)到正常狀態(tài)，高壓泵停止5s后會(huì)自動(dòng)重啟，在此過程里，進(jìn)水閥門和沖洗閥門會(huì)保持當(dāng)前狀態(tài)，不受高壓泵停機(jī)的影響。PH計(jì)將原水的酸堿度通過模擬信號(hào)反饋給系統(tǒng)，系統(tǒng)通過設(shè)定來控制加藥泵的加藥量。4.2 PLC程序的設(shè)計(jì)PLC程序共分為4部分，分別是：?jiǎn)⑼C(jī)主程序、反滲透系統(tǒng)子程序、模擬量子程序、復(fù)位子程序。4.2.1啟停機(jī)主程序1.純水工藝系統(tǒng)開機(jī)PLC信號(hào)輸入端I0.0用于切換自動(dòng)和停機(jī)狀態(tài)，在開機(jī)時(shí)原水水箱水位必須處于低位狀態(tài)，開機(jī)時(shí)原水進(jìn)入原水水箱，PH加藥泵根據(jù)PH計(jì)測(cè)出的值進(jìn)行相應(yīng)加藥動(dòng)作。圖4-1 開機(jī)去抖圖4-2 系統(tǒng)開機(jī)程序2.系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行指示