大學(xué)水處理課程設(shè)計(已修改)
2025-07-08 21:26 本頁面
【正文】 自控工程課程設(shè)計目 錄第1章 水處理控制系統(tǒng) 1 水處理控制系統(tǒng)的背景及其說明 1 CAD流程圖 2第2章 控制系統(tǒng)方案設(shè)計 3 控制系統(tǒng)類型的選擇 3 I/O端口的分配 4 水處理控制系統(tǒng)硬件接線圖 6 水處理控制系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計 7第3章 控制系統(tǒng)儀表選型 9 檢測元件選型 9 執(zhí)行元件 10第4章 課程設(shè)計心得 18參考文獻 19附錄 20第1章 水處理控制系統(tǒng) 水處理控制系統(tǒng)的背景及其說明我國是個缺水的國家，人均水資源占有量僅為世界人均占有量的1/4。而且我國的水資源在時空和地域分布上的分布不均勻，更加重了實際的缺水情況。因此近些年來我國城市水資源進一步緊張，許多城市嚴重缺水。與此同時，水資源污染卻日益嚴重，因此許多工廠都建立自己的自來水處理廠，來改變目前水資源緊缺且污染的現(xiàn)狀。我國城市污水處理事業(yè)是在80年代初逐步發(fā)展起來的，經(jīng)過幾十年的發(fā)展已經(jīng)初具規(guī)模。但是，與國外同期的工業(yè)污水處理廠相比較，始終存在效率低、自動化程度低、能耗高且運行費用高等缺點。隨著全球能源供應(yīng)緊張和對自動化程度要求的不斷增加，我國的自來水處理廠必然向著高度自動化和無人職守的方向發(fā)展。環(huán)境保護問題日益成為影響和制約人類社會發(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)境和飲用水被嚴重污染。因此，建立高度自動化的自來水處理廠是解決供水問題的有效途徑,水處理已經(jīng)長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,處理過程是通過濾池過濾,濾池工作一定時間就要進行反沖洗,反沖洗過程要求按一定的時序控制風(fēng)機的啟停及各類的開與關(guān),每個濾池有6個控制閥,而濾池的反沖洗過程要求同一時間不能有兩個濾池同時沖洗,采用手動控制時工人的勞動強度大,難免出現(xiàn)誤動作,對此特定的過程選用一定的可編程控制器進行控制,經(jīng)實踐檢驗系統(tǒng)運行可靠,效果良好。在系統(tǒng)投運時,首先根據(jù)江水的渾濁度設(shè)置每個濾池沖洗時間間隔,過短造成濾池沖洗過于頻繁,同時切換為自動狀態(tài),會出現(xiàn)兩個或兩個以上的濾池同時沖洗,程序中設(shè)置了自動優(yōu)選功能,做到每次只有一個濾池沖洗,保證運行安全可靠。 CAD流程圖圖11 CAD流程圖第2章 控制系統(tǒng)方案設(shè)計 控制系統(tǒng)類型的選擇 在控制系統(tǒng)邏輯關(guān)系較復(fù)雜(需要大量中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等)，工藝流程和產(chǎn)品改型較頻繁，需要進行數(shù)據(jù)處理和信息管理(有數(shù)據(jù)運算,模擬量的控制,PID調(diào)節(jié)等)，系統(tǒng)要求有較高的可靠性，準備實現(xiàn)工廠自動化聯(lián)網(wǎng)等情況下，所以使用PLC控制是很必要的。 目前,國內(nèi)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，一般選擇機型要以滿足系統(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?？蓮囊韵聨讉€方面來考慮機型的選擇：對輸入/輸出的選擇要先弄清楚控制系統(tǒng)的I/O總點數(shù)，再按實際所需總點數(shù)的15~20％留出備量(為系統(tǒng)的改造等留有余地)后確定所需PLC的點數(shù)。 另外要注意，一些高密度輸入點的模塊對同時接通的輸入點數(shù)有限制，一般同時接通的輸入點不得超過總輸入點的60％；PLC每個處處點的驅(qū)動能力也是有限的，有的PLC其每點處處電流的大小還隨所加負載電壓的不同而異；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的輸出點可分為共點式、分組式和隔離式幾種接法。隔離式的各組輸出點之間可以采用不同的電壓種類和電壓等級，但這種PLC平均每點的價格較高。如果輸出信號之間不需要隔離，則應(yīng)選擇前兩種輸出方式的PLC。對存儲量的選擇對存儲容量只能作粗略的估算，在僅對開關(guān)量進行控制的系統(tǒng)中，可以用入總點數(shù)乘10字/點+輸出總點數(shù)乘5字/點來估算；計數(shù)器/定時器按(3~5)字/個估算；有運算處理按(5~10)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(80~100)字左右的存儲容量來估算；有通信處理時按每個接口200字以上的數(shù)量粗略估算。最后，一般按估算容量的50~100％留有裕量。對缺乏經(jīng)驗的設(shè)計者，選擇容量時留有大量的裕量要大些。對I/O響應(yīng)時間的選擇PLC的I/O響應(yīng)時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間延遲(一般在2~3個掃描周期)等。對開關(guān)量控制系統(tǒng)，PLC和I/O響應(yīng)時間一般都能滿足實際工程的要求，可不必考慮I/O響應(yīng)問題。但對模擬量控制的系統(tǒng)，特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個問題。根據(jù)輸出負載的特點選型 不同的負載對PLC的輸出方式有相應(yīng)的要求。例如，頻繁通斷的感性負載，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，如導(dǎo)通壓降低、有隔離作用，價格相對較便宜，承受瞬時過電壓和過電流的能力較強，其負載電壓靈活(可交流，可直流)且電壓等級范圍大等。所以動作不頻繁的交，直流負載可以選擇繼電器輸出型的PLC。對在線和離線編程的選擇 離線編程是指主機和編程器共用一個CPU，通過編程器的方式選擇開關(guān)來選擇PLC的編程，
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