【正文】 控制對象，采用 PLC 控制 技術(shù)，設(shè)計(jì)了一套滿足工業(yè)水質(zhì)要求的自動(dòng)化水處理系統(tǒng)，并利用觸摸屏對水處理系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，保證整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行可靠，安全，獲得最佳的運(yùn)行狀態(tài)。目前， PLC 在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、輕紡、交通運(yùn)輸、及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，被稱為現(xiàn)代技術(shù)的三大支柱之一。這個(gè)階段的另一個(gè)特點(diǎn)是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多，產(chǎn)量 日益上升。 20 世紀(jì) 70 年代中末期， 可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。20 世紀(jì) 70 年代 初出現(xiàn)了微處理器。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 遠(yuǎn)程監(jiān)控 在水廠控制中心通過聯(lián)網(wǎng)發(fā)布軟件實(shí)現(xiàn)監(jiān)控界面。即通訊接口模塊的使用不能受到本地背板或遠(yuǎn)程背板的限制。 冗余的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 由于水處理項(xiàng)目自動(dòng)化控制對安全性的要求比較高，而現(xiàn)在通常應(yīng)用的冗余系統(tǒng)中，多數(shù)為雙機(jī)架冗余，成本相對單機(jī)系統(tǒng)會提高一倍，而低成本、高可靠性的單機(jī)架冗余方案將是 PLC在水 處理行業(yè)發(fā)展的趨勢。 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2 提高現(xiàn)場調(diào)試效率。這就需要 PLC 的程序編寫能夠與現(xiàn)場工藝和設(shè)備結(jié)合，使控制更加準(zhǔn)確，使現(xiàn)場設(shè)備在低能耗運(yùn)行以及加氯、加藥適量的情況下滿足出水水質(zhì)的要求。在改造和擴(kuò)建項(xiàng)目中，有很多情況是現(xiàn)場有幾家 PLC 要與上位組態(tài)軟件通訊，上位組態(tài)軟件需要包含多家 PLC 的驅(qū)動(dòng)。怎樣實(shí)現(xiàn)對其便捷穩(wěn)定的控制變得至關(guān)重要 水處理行業(yè)自動(dòng)控制需求 針對水處理行業(yè)發(fā)展的趨勢，水處理行業(yè)對自動(dòng)控制的需求主要有以下幾個(gè)方面： PLC 及儀表開放的標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議。新建污水廠仍是我國治理水資源的一個(gè)重要組成。 水處理行業(yè)的發(fā)展趨勢 在凈水行業(yè)，現(xiàn)有的城鎮(zhèn)凈水廠已經(jīng)趨于完善，但在農(nóng)村的飲水狀況卻讓人擔(dān)憂，大部分的農(nóng)村人口直接飲用地下水或地表水，農(nóng)村集中供水是一種發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)方式普遍不同程度的存在浪費(fèi)水力、電力資源；效率低；可靠性差；自動(dòng)化程度不高等缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響了工業(yè)系統(tǒng)中的用水。河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 1 1 緒論 課題的提出 水和電是人類生活、生產(chǎn)中不可缺少的重要物質(zhì)，在節(jié)水節(jié)能已成為時(shí)代特征。目前的 供水方式應(yīng)朝著高效節(jié)能、自動(dòng)可靠的方向發(fā)展，基于 PLC 電氣控制技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)于一體。農(nóng)村凈水廠的建設(shè)將是凈水廠的主要組成之一。 水處理行業(yè)，由于各廠的水源不同，所包含的污染物不同，相應(yīng)的處理工藝也不同。由于 現(xiàn)場設(shè)備眾多，大部分需要通訊，而不是由一個(gè) PLC通過硬接線的方式采集所有設(shè)備的信號，實(shí)現(xiàn)控制。即使在新建項(xiàng)目中，也要考慮之后的項(xiàng)目改造和擴(kuò)建，需要上位組態(tài)軟件能夠具有豐富的驅(qū)動(dòng)程序，能夠同時(shí)支持與多家 PLC 同時(shí)通訊和畫面組態(tài)。 PLC 設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。由于污水及中水處理項(xiàng)目大部分是 BOT 項(xiàng)目，承包商需要最快的資金周轉(zhuǎn)周期，而自動(dòng)系 統(tǒng)的調(diào)試是水廠正常運(yùn)行調(diào)試的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，這就需要現(xiàn)場調(diào)試的效率高。采用單機(jī)架冗余方案中，每套 PLC 選用一個(gè)冗余的機(jī)架，兩個(gè)支持冗余系統(tǒng)的 CPU。 組態(tài)軟件豐富的驅(qū)動(dòng)程序 組態(tài)軟件應(yīng)開發(fā)各種廠家的 PLC、儀表、 移動(dòng)通訊設(shè)備以及其他具有通訊功能的自控設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序，以便在項(xiàng)目改造、擴(kuò)建過程中上位組態(tài)軟件與下位自控設(shè)備兼容，使水處理項(xiàng)目可以通過一個(gè)組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場所有工藝進(jìn)行監(jiān)控，提高系統(tǒng)的集成度和現(xiàn)場工作人員的工作效率，同時(shí)降低項(xiàng)目成本 專業(yè)程序模塊 由于水處理工藝多樣性，針對不同規(guī)模、不同工藝的水處理廠應(yīng)該開發(fā)專業(yè)的程序模板。將來 PLC 編程軟件實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程登錄也是一個(gè)發(fā)展趨勢，編程人員可以在任何能夠登錄 Inter 的地方修改 PLC 程序，進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試。 PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。人們很快將其引入可編程控制器，使 PLC 增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 3 等功能，完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、 PID 功能及極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。 西門子 S7200PLC 簡介 西門子公司具有品種非常豐富的 PLC 產(chǎn)品。 PLC 控制的水處理系統(tǒng)主要有 可編程控制器、 液位計(jì)、電磁閥、高低壓力開關(guān) 和 現(xiàn)場的水泵機(jī)組一起組成一個(gè)完整的 水處理 系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)中有 3 個(gè)貯水池， 3 臺水泵，采用部分流量調(diào)節(jié)方法，即 3 臺水泵中只有 1臺水泵在變頻器控制下作變速運(yùn)行，其余水泵做恒速運(yùn)行。硬件設(shè)備選型、 PLC 選型，估算所需 I/O 點(diǎn)數(shù)，進(jìn)行I/O 模塊選型，繪制系統(tǒng)硬件連接圖：包括系統(tǒng)硬件配置圖、 I/O 連接圖，分配 I/O 點(diǎn)數(shù)，列出 I/O 分配表，熟練使用相關(guān)軟件，設(shè)計(jì)梯形圖控制程序，對程序進(jìn)行調(diào)試和修改并設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)。 生產(chǎn)過程中系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，及時(shí)發(fā)出警報(bào) 。 低液位報(bào)警：原水箱、中間水箱、純水箱水位 ，水位低過低設(shè)定值，發(fā)出低液位信號并停止出水泵 。 系統(tǒng)單元控制 預(yù)處理單元石英砂過濾器、活性炭過 濾器為全自動(dòng)操作運(yùn)行和反洗 。 反滲透正常運(yùn)行過程保護(hù)說明： 檢測進(jìn)水壓力是否達(dá)到要求的設(shè)備為進(jìn)水低壓壓力開關(guān)；為確保反滲透的正常運(yùn)行，考慮到運(yùn)行過程中以及高壓泵啟動(dòng)時(shí)，對管路會造成瞬時(shí)或不間斷的壓力失常、損失等情況，會造成壓力開關(guān)的誤動(dòng)作，從而造成系統(tǒng)報(bào)警、停止，故在檢測進(jìn)水壓力動(dòng)作時(shí)，考慮了一定的延時(shí) 。長時(shí)間停運(yùn)，在沖洗后應(yīng)注入保護(hù)液。過濾后的水流入活性炭過濾器罐體，活 性炭吸附微笑顆粒。一級反滲透后的水流入中間水箱內(nèi)，中間水箱內(nèi)水經(jīng)過中間水泵的揚(yáng)程到達(dá)二級保安過濾器。二級保安過濾器處理后的水流入純水箱。 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 6 經(jīng)過二級反滲透的水經(jīng)過手動(dòng)蝶閥的開通使其流入清洗水箱內(nèi)。 循環(huán)水系統(tǒng) 用水池內(nèi)的 如果 水體 長時(shí)間靜止， 水 表面 塵埃會逐漸積累，同時(shí)水體內(nèi)細(xì)菌也會迅速滋生繁衍。殺菌